鉆(沖)孔灌注樁工程質(zhì)量事故分析和處理

1、論文( 一）某 鉆 ( 沖 ） 孔 灌 注 樁 工 程質(zhì) 量 事 故 分 析 和 處 理鄭偉生說(shuō) 明 ： 本 論 文 已 發(fā) 表 在 廣 東 建 設(shè) 報(bào) 國(guó) 內(nèi) 統(tǒng) 一 刊 號(hào) ：cn44- 01322001 年月 1 日 總第期 第版某鉆（沖）孔灌注樁工程質(zhì)量事故分析和處理第1頁(yè) 共頁(yè)某鉆（沖）孔灌注樁工程質(zhì)量事故分析和處理近幾年來(lái) , 鉆孔灌注樁在基礎(chǔ)工程中得到了迅速發(fā)展。潮陽(yáng)地區(qū)城鎮(zhèn)工程建設(shè)處理軟弱地基時(shí), 較廣泛地采用了鋼筋混凝土鉆孔灌注樁。然而施工質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)生, 既嚴(yán)重影響了工程質(zhì)量, 又造成了較大經(jīng)濟(jì)損失，應(yīng)引起充分重視。潮陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)某外商廠房鉆孔灌注樁質(zhì)量事故具有一定代表

2、性， 現(xiàn)將其概況及事故分析處理情況簡(jiǎn)介如下：一、 工程概況、事故及檢測(cè)結(jié)果：該工程為五層大跨度輕工生產(chǎn)廠房，采用鉆（沖）孔灌注樁基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)為88 根 90cm 樁，單樁承載力設(shè)計(jì)值為 3000kn,樁長(zhǎng)從天然地面起算約為1828m （中風(fēng)化花崗巖界面起伏較大) ， 要求進(jìn)入中風(fēng)化花巖不少于1m （嵌巖）。場(chǎng)地的地質(zhì)情況: 表層為厚810m 海成極松散的細(xì)砂（屬中等液化土層），第層為厚24m高壓縮性，軟塑狀的粉質(zhì)粘土 , 余下為可塑狀的砂質(zhì)粘性土。地下水很豐富，埋深僅 1m 。該工程采用上海產(chǎn)“水井300”型鉆機(jī)，正循環(huán)泥漿某鉆（沖）孔灌注樁工程質(zhì)量事故分析和處理第2頁(yè) 共頁(yè)護(hù)壁鉆孔，導(dǎo)管水下灌

3、注砼成樁工藝施工。樁打完后，抽取 10 根進(jìn)行無(wú)破損動(dòng)測(cè)（高應(yīng)變）方法檢測(cè)，另3 根進(jìn)行單樁垂直荷載試驗(yàn)。檢測(cè)結(jié)果： 動(dòng)測(cè)樁中 , 有局部問(wèn)題的類樁（承載力偏低，11為 2520kn ，29為 2650kn ）共 2根，靜荷載樁中, 有 2 根屬類樁（承載力偏低，2壓至4200kn沉降量超標(biāo) , 其容許承載力為2100kn ，摩擦力約占75% ； 58樁壓至4800kn 沉降量超標(biāo)，其容許承載力為2400kn ， 摩擦力約占70% ） ， 檢測(cè)樁的總合格率僅達(dá)到64。為進(jìn)一步查清樁身砼質(zhì)量和樁端的情況, 決定對(duì)檢測(cè)承載力最低的 2及 11進(jìn)行鉆探抽芯檢驗(yàn)。抽芯發(fā)現(xiàn)：2 根樁樁尖進(jìn)入中風(fēng)化花崗巖

4、僅為0.40m、 0 。48m ； 樁孔底沉渣超厚，分別為0。20m 、0。14m. 上述檢測(cè)結(jié)果表明，樁基質(zhì)量較差，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)3000kn的要求 , 事故后果很嚴(yán)重。二、事故原因分析根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，我們初步判定：該工程事故屬施工質(zhì)量事故 . 造成該事故主要原因有以下幾個(gè)方面. 1、樁尖入巖深度判斷失誤。某鉆（沖）孔灌注樁工程質(zhì)量事故分析和處理第3頁(yè) 共頁(yè)設(shè)計(jì)要求樁尖進(jìn)入中風(fēng)化花崗巖層不少于1m 。通常是以花崗巖中長(zhǎng)石和云母顆粒的風(fēng)化狀況作為判斷其風(fēng)化程度的依據(jù)的 . 如果從鉆屑中發(fā)現(xiàn)有少量較完整堅(jiān)硬的長(zhǎng)石、云母顆粒，就認(rèn)為已經(jīng)鉆到設(shè)計(jì)要求深度，則有可能作出過(guò)早停鉆的決定。這是因?yàn)椋紫?，?/p>

5、花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶到中風(fēng)化帶，不完全是明顯的突變，而是有一個(gè)漸變過(guò)程。在漸變過(guò)渡的強(qiáng)風(fēng)化帶中包含了少量中風(fēng)化的塊體。正是這些中風(fēng)化塊體中類同于中風(fēng)化帶的長(zhǎng)石、云母顆粒，首先出現(xiàn)在鉆屑中. 但該部位風(fēng)化層的強(qiáng)度仍然受到強(qiáng)風(fēng)化條件的控制，不能做為中風(fēng)化層對(duì)待。其次，鉆孔樁所采用的籠式鉆頭 ( 見(jiàn)圖1），前端導(dǎo)向尖長(zhǎng)度 h, 通常約占鉆頭長(zhǎng)度 h 的 50以上 . 樁基設(shè)計(jì)所選擇的持力層，是指樁尖直徑為 d的全斷面進(jìn)入部位所處的層位。由于籠式鉆頭、鉆具重量較輕，導(dǎo)向尖一進(jìn)入中風(fēng)化層，鉆進(jìn)速度立即迅速下降。若此時(shí)見(jiàn)有中風(fēng)化巖屑排出, 即認(rèn)為已進(jìn)入中風(fēng)化層停鉆，則住住導(dǎo)致過(guò)早停鉆, 造成只有一小部分導(dǎo)向尖進(jìn)

6、入中風(fēng)化層 , 實(shí)際上大部分樁尖仍處于強(qiáng)風(fēng)化層的狀某鉆（沖）孔灌注樁工程質(zhì)量事故分析和處理第4頁(yè) 共頁(yè)態(tài)。因此，在接近終孔的階段要非常注意鉆屑的變化，如果發(fā)現(xiàn)鉆屑中有中風(fēng)化程度的長(zhǎng)石和云母顆粒出現(xiàn)，而且同時(shí)鉆進(jìn)速度迅速降低, 則就立即記下鉆孔的深度。在以后鉆進(jìn)排出的鉆屑中，中風(fēng)化顆粒數(shù)量未減少而鉆進(jìn)速度又沒(méi)有增加的情況下， 從發(fā)現(xiàn)中風(fēng)化鉆屑開(kāi)始, 必須再鉆進(jìn)不少于 h+1m （1 為工程要求樁長(zhǎng)進(jìn)入持力層的深度。本工程要求不少于1m ）的深度，方可認(rèn)為鉆孔全斷面已進(jìn)入設(shè)計(jì)要求層位， 可以停鉆 . 本工程抽芯檢驗(yàn)的2 根樁， 其鉆進(jìn)和終孔的采樣中已含有中風(fēng)化的顆粒，但抽芯驗(yàn)定樁尖進(jìn)入中風(fēng)化花崗巖

7、僅為0.4m 和 0。48m,即造成過(guò)早判斷已進(jìn)入中風(fēng)化巖層并停止鉆進(jìn)的失誤。2、樁底沉渣超厚度。大直樁水下灌注樁底沉渣超厚度是個(gè)較普遍的問(wèn)題，某鉆（沖）孔灌注樁工程質(zhì)量事故分析和處理第5頁(yè) 共頁(yè)而本工程更具特殊性。原因有二：首先，場(chǎng)地土層的造漿能力差且漏漿嚴(yán)重，影響護(hù)壁，致平均擴(kuò)孔充盈系數(shù)達(dá)1。32, 最大竟達(dá)1。56。按主泵最大泵量180m3h, 采用正循環(huán)鉆進(jìn) , 則在鉆進(jìn)和清孔時(shí)，泵入泥漿約經(jīng) 4 6min 才能返回地面，返漿速度約為4。7m min，顯然排漿速度較慢。并且為保證樁孔穩(wěn)定, 不得不保持注入泥漿比重1。21。3, 或者更大 , 才能增加泥漿的懸浮力，以帶走鉆屑、碴土，清孔

8、過(guò)程不能降低比重至1.15 以下，因而孔底清洗不干凈 , 并且從停止清孔至放下導(dǎo)管灌注砼前的一段時(shí)間（停留過(guò)長(zhǎng)），會(huì)在孔度沉積相當(dāng)數(shù)量的渣土，以上是主要原因 , 其次是“首灌容量 偏小。采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌，儲(chǔ)料斗的容量為 0.85m 3, 另加上提料斗，總?cè)萘績(jī)H為1。10m3，根據(jù)平衡原理，首灌容量要求1.50m3, 顯然該機(jī)的首灌容量偏小，砼的排擠能力有限，不足以將孔底的沉渣完全排擠,托升至樁頂面，致沉渣殘留樁底. 三、事故處理事故發(fā)生后 , 設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工、質(zhì)監(jiān)等有關(guān)部門(mén)研究決定，對(duì)樁基承載力和廠房基礎(chǔ)進(jìn)行如下處理: 1、樁承載力 : 由于有相當(dāng)數(shù)量的樁進(jìn)入設(shè)計(jì)要求的中風(fēng)化花崗持力層的深度不足和樁底沉渣過(guò)厚，大大的降低某鉆（沖）孔灌注樁工程質(zhì)量事故分析和處理第6頁(yè) 共頁(yè)了樁的承載力。按照不計(jì)端承力的摩擦樁計(jì)算的樁基承載力與按垂直靜荷載試驗(yàn)提供單樁容許承載力, 其結(jié)果大體相當(dāng) , 因此重新核定本工程單樁容許承載力為2100kn ，偏于安全。2、 基礎(chǔ)處理加固： 經(jīng)過(guò)比較補(bǔ)樁和地基加固二種方法，為降低成本， 最后決定采用地基加固. 即對(duì)承臺(tái)、 地梁下的地基土進(jìn)行換取厚1。5m的碎石砂級(jí)配墊層, 分層壓實(shí) , 提高地基的承載力；同時(shí)增設(shè)雙向條形地