某教學(xué)樓樁基工程質(zhì)量問題及處理案例

1.工程概況某教學(xué)樓工程，五層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積約6500平方米，基礎(chǔ)采用PTC-500（60）預(yù)應(yīng)力混凝土管樁承臺(tái)、地梁拉接基礎(chǔ)，管樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)37米，設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高2.80m（黃海高程），單樁承載力設(shè)計(jì)值000KN，總樁數(shù)201根。2.地質(zhì)概況土層土層名稱層頂標(biāo)高（黃海高程：米）層厚（米）①粘土3.45～3.731.3～1.5②-1淤泥2.00～2.4313.0～13.20②-2淤泥-10.70～-11.006.40～10.7③淤泥質(zhì)粘土-17.86～-21.610～4.3④粘土-17.40～-20.563.4～5.2⑤淤泥質(zhì)粘土-22.3～-24.458.5～11.3⑥礫石-32.95～-35.002.95～6.6⑥-a淤泥質(zhì)粘土位于⑨號(hào)礫石層內(nèi)0.40～0.6⑦粉質(zhì)粘土-37.31～-38.60.5～7.05表1某教學(xué)樓工程地質(zhì)概況表3.樁基施工本工程樁基選擇的持力層是⑥號(hào)礫石層。由于⑥號(hào)持力層層頂標(biāo)高起伏較大，且在部分探孔位置的⑥號(hào)礫石層中存在0.4-0.6m厚的⑥-a淤泥質(zhì)粘土夾層，所以在技術(shù)交底時(shí)，設(shè)計(jì)人員對(duì)樁基施工提出特別要求：根據(jù)勘察資料顯示本工程樁基長(zhǎng)大部分是37m，在部分區(qū)域樁長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工地質(zhì)情況作適當(dāng)調(diào)整。本工程樁基采用鍾擊法沉樁，施工機(jī)械選用J250型樁架、D40柴油錘。根據(jù)最后的施工記錄顯示，本工程實(shí)際打入土中的樁為198根，其中41ｍ（選定為試樁）的1根，40ｍ的5根，39ｍ的47根，38ｍ的9根，37ｍ的134根，36ｍ的2根。在施工期間施工單位沒有反映過地質(zhì)情況與勘察報(bào)告不符的情況。樁基施工控制依據(jù)：（1）最后貫入度控制在5~8擊/10cm（D40柴油錘）。對(duì)樁頂已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高但錘擊數(shù)達(dá)不到上述要求的,可繼續(xù)超送，但超送深度一般不超過50cm。若超送深度已經(jīng)達(dá)到50cm而錘擊數(shù)仍達(dá)不到要求的，需報(bào)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)人員處理。（2）樁端進(jìn)入⑥號(hào)持力層不少于70cm；若持力層有軟夾層，樁端必須穿過軟夾層，且樁端進(jìn)入下面持力層不少于10cm；但應(yīng)注意不要進(jìn)入過多，以免穿透持力層。（3）施工過程中若遇到地質(zhì)情況與勘察報(bào)告差異明顯時(shí)，應(yīng)及時(shí)向有關(guān)單位反映，施工單位不得擅自處理。4.樁基靜載荷試驗(yàn)在樁基施工完成后，進(jìn)入樁基靜載荷試驗(yàn)階段。根據(jù)有關(guān)規(guī)定本工程靜載荷試驗(yàn)采用堆載平臺(tái)反力裝置，按慢速維持荷載法進(jìn)行試驗(yàn)，單樁豎向極限承載力值取設(shè)計(jì)值的2倍即2000KN。由于在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)試樁存在異常情況，故又加測(cè)了部分工程樁，前后共試驗(yàn)了5根樁。樁的基靜載荷試驗(yàn)大致共分為三個(gè)階段。4.1正常樁基靜載荷試驗(yàn)測(cè)試階段本教學(xué)樓選擇6#（樁長(zhǎng)41m）工程樁為單樁靜載荷試驗(yàn)的試樁（與另外兩幢樓的兩根工程樁組成一組試樁）。試驗(yàn)結(jié)果顯示其它兩幢樓的兩根試樁均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，但本教學(xué)樓的6#試樁在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)異常情況：在400KN~800KN的試驗(yàn)加載時(shí)，表現(xiàn)為沉降均勻沉降速度較小的特點(diǎn)，但在1000KN的荷載作用下，本級(jí)沉降為16.11mm,是前級(jí)沉降的4.68倍(未超過5倍),共計(jì)沉降為23.70mm（未超過50mm）。6#樁靜載載曲線4.2加測(cè)試驗(yàn)階階段從6#工程樁的試試驗(yàn)結(jié)果來來看，其承承載力未達(dá)達(dá)到設(shè)計(jì)要要求。為了了探明這到到底是個(gè)別別現(xiàn)象還是是普遍現(xiàn)象象，設(shè)計(jì)單單位要求每每幢樓再加加測(cè)1根工程樁。。因此,本本教學(xué)樓選選擇了77#(39m)工程樁為測(cè)測(cè)試樁。其其他兩幢樓樓也各選擇擇了一根樁樁加測(cè)。經(jīng)過測(cè)試，，其它兩幢幢樓的工程程樁均滿足足設(shè)計(jì)要求，，但77#樁出現(xiàn)了比比6#試樁更加嚴(yán)嚴(yán)重的問題。77＃試樁報(bào)告：：77＃試樁在1400KN的荷載作作用下，，本級(jí)沉沉降為11.50mm，是前級(jí)級(jí)沉降的的2.43倍（未超超過5倍），累累計(jì)沉降降為23.93mm（未超過過50mm）；在試試驗(yàn)荷載載1700kN作用下，，累計(jì)沉沉降為38.77mm。當(dāng)試驗(yàn)驗(yàn)荷載加加到1800kN時(shí)，沉降降急劇加加快，樁樁頂?shù)淖钭畲蟪两到盗繛?09.44rm。隨后試試驗(yàn)加載載停止。。卸載后后，回彈彈觀測(cè)中中樁身回回彈較小小，最大大回彈量量為15.21mm，回彈率率為13.90%，沉降殘殘余量為為94.23mm。因其達(dá)達(dá)到試驗(yàn)驗(yàn)終止條條件而終終止試驗(yàn)驗(yàn)。77#樁樁靜載曲曲線4.3問題樁范范圍探測(cè)測(cè)階段根據(jù)前面面的六根根樁的測(cè)測(cè)試結(jié)果果，相關(guān)關(guān)單位進(jìn)進(jìn)行初步步分析、、討論后后基本認(rèn)認(rèn)定另外外兩幢樓樓樁基的的靜載荷荷試驗(yàn)基基本符合合設(shè)計(jì)要要求，可可以進(jìn)入入下一道道工序施施工，但但在以后后的施工工和使用用過程中中應(yīng)加強(qiáng)強(qiáng)沉降觀觀測(cè)。而而本教學(xué)學(xué)樓樁基基工程存存在質(zhì)量量問題。。為了進(jìn)進(jìn)一步調(diào)調(diào)查本教教學(xué)樓的的樁基質(zhì)質(zhì)量問題題的性質(zhì)質(zhì)、原因因和范圍圍。設(shè)計(jì)計(jì)人員根根據(jù)地質(zhì)質(zhì)勘查報(bào)報(bào)告和打打樁記錄錄又在本本教學(xué)樓樓的中部部(72#[39m]，72#樁離77#樁只有3m最終樁頂頂標(biāo)高基基本一樣樣)和兩端（（120#[37m]和8#[37m]）各選擇擇一根樁樁做靜載載荷試驗(yàn)驗(yàn)。72#樁在各級(jí)級(jí)試驗(yàn)加加載時(shí),沉降基本本均勻，，在最大大試驗(yàn)荷荷載2000kN級(jí)加載作作用下，，樁頂最最大沉降降量為30.86mm，沉降量量較小。。卸載后后，回?fù)蹞塾^測(cè)中中樁身回回彈較小小，可以以判定其其承載力力已達(dá)到到設(shè)計(jì)要要求。72#樁靜載曲線線120＃試樁在400KN~1600KN試驗(yàn)加載時(shí),沉降均勻、沉降速速度較小。但在最最大試驗(yàn)荷載1800kN的作用下，沉降急急劇加快，本級(jí)沉沉降為97.54mm，是前級(jí)沉降的17.57倍，累計(jì)沉降為118.79mm。試驗(yàn)終止。120#樁靜載曲曲線8＃試樁在400kN～1200kN的試驗(yàn)加載時(shí)，沉沉降均勻、沉降速速度較?。坏畲蟠笤囼?yàn)荷載1400KN的作用下，沉降急急劇加快，本級(jí)沉沉降為72.15mm，是前級(jí)沉降的18.79倍,累計(jì)沉降為83.42mm。試驗(yàn)終止。8#樁靜載曲線5.樁基質(zhì)量量問題分析及判定定根據(jù)本工程的五根根工程樁的靜載荷荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可將將工程樁在試驗(yàn)過過程中的異常沉降降分為以下兩種類類型：第一種類型：在不大的試驗(yàn)荷荷載作用下產(chǎn)生生較大沉降，但但沉降量未超過過規(guī)范條件。如如6#樁在1000KN試驗(yàn)荷載作作用下的沉降為為16.11mm、77#樁在1400KN試驗(yàn)荷載作作用下的沉降為為11.50mm，都比前一一級(jí)沉降大許多多，但又都未超超過規(guī)范容許條條件。并且這些些樁在隨后的加加載過程中沉降降又都趨于穩(wěn)定定。?成因：出現(xiàn)這種現(xiàn)象的的最大的可能是是由于在打樁過過程中打樁過快快產(chǎn)生擠土效應(yīng)應(yīng)，使得前面被被打下的樁又被被土“浮起”，，樁端“懸空””（即“浮樁””）現(xiàn)象，這就就使得原先的端端承摩擦樁幾乎乎變成了摩擦樁樁。在試驗(yàn)加載載超過了土層摩摩擦力極限值后后，試驗(yàn)樁又被被“壓”回持力力層，在試驗(yàn)加加載繼續(xù)進(jìn)行時(shí)時(shí)沉降又趨于穩(wěn)穩(wěn)定。?解決的措施：為了避免這種現(xiàn)現(xiàn)象的出現(xiàn)，應(yīng)應(yīng)在施工過程中中：（（1）合理安排排打樁順序和路路徑，特別對(duì)那那些樁比較密集集的區(qū)域，更要要特別注意。（2）在工程樁樁基本打完后，，再重新復(fù)打一一遍，讓那些樁樁端“懸空”的的樁再被打回去去。就本工程而而言，由于此種種類型的沉降不不是特別大，最最終未作特別處處理。第二種類型：在較大的試驗(yàn)荷荷載作用下產(chǎn)生生極大沉降，并并達(dá)到規(guī)范規(guī)定定的終止試驗(yàn)的的條件。如77#、、120#樁在1800KN作用下和8#樁在1400KN作用下的沉降都都屬于此種情況況。?成因：出現(xiàn)此種現(xiàn)象的的原因可能有兩兩個(gè)：第一：試樁在試試驗(yàn)過程中被壓壓壞。這種現(xiàn)象可通過過“基樁低應(yīng)變變動(dòng)力檢測(cè)（簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱動(dòng)測(cè)）”來來判定。經(jīng)過動(dòng)動(dòng)測(cè)上面的這三三根樁樁身均完完好（8#樁為Ⅱ類樁，其其它的均為Ⅰ類類樁）。第二：試樁的樁樁端持力層承載載力不夠。判定此種情況的的方法就是比較較入土樁長(zhǎng)與地地質(zhì)勘查資料中中所反映的持力力層埋深的關(guān)系系，判斷樁端有有沒有進(jìn)入持力力層、進(jìn)入深度度如何、持力層層中有沒有軟弱弱夾層等情況。。但使用此方法的的前提條件就是是要在試樁邊有有詳細(xì)的勘察資資料且探孔距離離不要太遠(yuǎn)，否否則會(huì)影響判斷斷的準(zhǔn)確性。由于本工程的幾幾根試樁離原先先的探孔都較遠(yuǎn)遠(yuǎn)，同時(shí)也為了了后面的樁基處處理需要，決定定在本工程場(chǎng)址址的不同方位布布置八個(gè)探孔，，以便探明各土土層的分布情況況。補(bǔ)充勘察數(shù)數(shù)據(jù)顯示：8#樁的樁尖離⑥號(hào)號(hào)礫石層還有約約0.3m的距離，77#、120#樁的樁尖已進(jìn)入入⑥號(hào)礫石層，，但離其中的夾夾層只有約0.5m距離。6#樁長(zhǎng)37mBZ8120#樁長(zhǎng)37mBZ86.樁基處理方案在對(duì)以上試樁的的質(zhì)量問題原因因查明以后，為為了保證工程質(zhì)質(zhì)量，并順利比比進(jìn)行下一道工工序施工，決定定對(duì)本工程的樁樁基礎(chǔ)進(jìn)行處理理。處理的方式式共分三種：第一種處理方案案：對(duì)那些根據(jù)補(bǔ)充充堪查資料和入入土深度判定為為樁端未進(jìn)入⑥⑥號(hào)持力層或進(jìn)進(jìn)入持力層，但但未穿透軟夾層層的工程樁進(jìn)行行高壓注水泥漿漿處理。第一種處理方案案的施工方法：：經(jīng)過比較分析決決定對(duì)不同區(qū)域域的共計(jì)10個(gè)承臺(tái)的34根樁進(jìn)行管內(nèi)鉆鉆Φ300直徑的鉆孔至⑥⑥號(hào)土層1米（有夾層的需需鉆穿），提鉆鉆后埋入注漿管管至孔底，倒入入5-20mm卵石70%，中粗砂30%，充填至-20米，先注水沖洗洗，直到孔口為為清水為止，再再注漿固結(jié)、壓壓漿泵泵壓0.5MPa，水泥選選用32.5級(jí)普通硅硅酸鹽水水泥，水水灰比均均為0.5，每根樁樁壓漿2000kg水泥，在在施工時(shí)時(shí)要注意意保持原原樁身垂垂直度。。第二種處處理方案案：對(duì)部分承承臺(tái)進(jìn)行行補(bǔ)水泥泥攪拌樁樁處理，，一方面面是彌補(bǔ)補(bǔ)前一方方案中各各工程樁樁承載力力的不足足，另一一方面也也是為了了提高預(yù)預(yù)應(yīng)力管管樁的摩摩擦力，，進(jìn)一步步達(dá)到提提高本承承臺(tái)樁基基的實(shí)際際承載力力的目的的。決定定對(duì)上述述十個(gè)承承臺(tái)中的的2樁承臺(tái)補(bǔ)補(bǔ)2根水泥攪攪拌樁，，3樁承臺(tái)補(bǔ)補(bǔ)3根水泥攪攪拌樁，，4樁、5樁承臺(tái)補(bǔ)補(bǔ)4根水泥攪攪拌樁水水泥攪拌拌樁。第二種處處理方案案的施工工方法：：水泥攪拌拌樁位置置基本位位于院有有管樁樁樁之間，，2樁承臺(tái)中中補(bǔ)樁與與原有管管樁呈菱菱形布置置，攪拌拌樁樁徑徑Φ500，樁長(zhǎng)15米，水泥泥摻入量量為加固固土量的的15%，另摻水水泥用量量0.2%的木質(zhì)素素磺酸鈣鈣減水劑劑2%的石膏粉粉，攪拌拌樁施工工嚴(yán)格控控制水灰灰比0.5，控制提提升速度度小于1米/分鐘，邊邊提升、、邊壓漿漿、邊攪攪拌，泵泵送液必必須連續(xù)續(xù)，并復(fù)復(fù)攪一次次。除此此以外，，部分承承臺(tái)尺寸寸及配筋筋也要作作相應(yīng)變變動(dòng)（方方案略））。第三種處處理方案案：第三種是是對(duì)場(chǎng)地地內(nèi)補(bǔ)勘勘的8個(gè)地質(zhì)鉆鉆探孔在在原位進(jìn)進(jìn)行水泥泥攪拌樁樁加固，，其深度度為15米，具體體要求同同上。除除此以外外，為了了解決前前面的““浮樁””以及預(yù)預(yù)應(yīng)力管管樁和水水泥攪拌拌樁的不不均勻沉沉降問題題，在樁樁頂設(shè)置置褥墊層層。樁頂頂褥墊層層厚度為為250mm，其中級(jí)級(jí)配為20~40mm的人工石石占50%，5mm的人工石石占30%，中砂占占20%，灑水振振動(dòng)夯實(shí)實(shí)，且壓實(shí)系數(shù)數(shù)≥0.93。7.樁基處處理后的的復(fù)測(cè)為了檢驗(yàn)驗(yàn)本工程程的樁基基礎(chǔ)在處處理后的的效果，，又對(duì)與與8#樁（由于于已測(cè)出出8#樁是Ⅱ類類樁，若若再次進(jìn)進(jìn)行測(cè)試試有可能能將其壓壓壞）處處于同一一承臺(tái)的的9#（37m）樁進(jìn)行行靜載荷荷試驗(yàn)測(cè)測(cè)試?！駥?shí)驗(yàn)方法法及結(jié)果：：本次的靜載載荷試驗(yàn)測(cè)測(cè)試與前面面測(cè)試有所所不同：本本次測(cè)試采采用1.5m×1.5m的厚鋼板，，壓板中心心與9#樁中心重合合，壓板覆覆蓋4根水泥攪拌拌樁的部分分區(qū)域。在在試驗(yàn)中，，沉降均勻勻、沉降速速度較小。。在最大試試驗(yàn)荷載2000kN級(jí)加載作用用下，樁頂頂最大沉降降量為15.11mm。卸載后，，回彈觀測(cè)測(cè)中樁身回回彈較大，，最大回彈彈量為11.33mm，回彈率為為74.98%，沉降殘余余量為3.78mm。8.本工程樁樁基質(zhì)量問問題的成因因造成本工程程樁基出質(zhì)質(zhì)量問題的的原因有多多方面。第一：由于原規(guī)規(guī)劃方案調(diào)調(diào)整，使得得本教學(xué)樓樓整體后移移8m,但本工程的的巖土工程程詳細(xì)勘察察是在方案案調(diào)整之前前，方案調(diào)調(diào)整后又未未重新組織織詳細(xì)勘察察。這就使使得本工程程打樁存在在較大的盲盲目性。第二：施工人員員責(zé)任心不不強(qiáng)，在樁樁基施工過過程中遇到到地質(zhì)情況況與勘察報(bào)報(bào)告有明顯顯差異時(shí)未未向有關(guān)單單位通報(bào)、、處理。施施工過程中中的隱蔽資資料未與施施工同步完完成，特別別是打樁過過程中不做做原始記錄錄，許多記記錄是后補(bǔ)補(bǔ)的。例如，補(bǔ)勘勘資料顯示示8#樁的樁端未未進(jìn)入⑥號(hào)號(hào)礫石層（（即處于⑤⑤號(hào)淤泥質(zhì)質(zhì)粘土層中中）,靜載荷試驗(yàn)驗(yàn)也驗(yàn)證了了這一點(diǎn)