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施工技术 广东建材２００６年第６期 地基夹层导致的桩基事故及处理 戴成林 （广铁集团武广电气化建设指挥部） ， 摘 要：地基持力层中出现夹层是比较常见的工程地质现象，本文通过对工程实践中出现的地基 夹层导致的桩基质量问题的剖析，提出了＋些在遇到地基央层时桩基设计及施工中容易出现的问题 和处置措施，作为工程实践经验的总结。 关键词：地基夹层；桩基；原因剖析；处置措施 １概述 基夹层，控制其可能带来的不安全因素。本文通过对一 在基础设计与施工中经常会遇到地质夹层的情况， 个工程实例进行分析，总结经验教训，以期在今后的工 通常是较硬的岩层下出现较软的岩层。如果较硬岩层的 程实践中杜绝或妥善处理该类质量事故。 厚度不大，而设计时将基础放景在此岩层上却没有充分 ２工程实例 考虑下部软岩层的影响，就有可能遇到诸如基础承载力 某铁路道口立交桥的配套维修仓库，占地面积 达不到设计值的要求、桩基在到达持力层后突然沉降加 １２００ｍ２，桩基采用钻孔桩，桩数７４根，桩径分别为 大、桩刺破硬岩层失去承载力等现象，给工程施工带来 ６００、 １０００、 １２００。桩基施工完后，随机抽样３根做 很大麻烦，也影响项目的进度。这就对设计与施工提出 静荷载试验，３根桩的成桩情况如表ｌ。 了一个课题，即在可能出现地基夹层的工程中，如何在 设计时事先考虑，并在施工过程中全程监控及时发现地 ２．１试验情况和结果 表１ ３根静载试验桩成桩情况 桩号 桩长ｍ 设计直径ＩＩｌＩＩｌ 灌入混凝土量ｍ。 实际直径ｍｍ 终孔至灌混凝土时间间隔ｈ：ｍｉｎ 施工时沉渣ａｍ ８ ２９．２０ １０００ ２６．１ １０９１．０ ３：４０ ４．０ ３３ ３０．２５ １２００ ３９．１ １２８３．０ ３：４０ ４．０ ５７ ２９．０４ １０００ ２６．１ １０９４．５ ３：４５ ４．０ 表２ ８号桩静栽试验结果 试验荷载ｋＮ ｌ １１６０ ｌ ２３２０ Ｉ ３４８０ Ｉ ４６４０ Ｉ ５８００ ｌ ６９６０ ８１２０ ９２８０ １０４４０ ｌ１６００ 本级沉降舳ｌ ２．８２ ｌ ６．３７ ｌ ８．６６ Ｉ １０．０４ Ｉ ８．７９ ｌ ８．７ｌ ９．５８ ｌ１．９０ ｌ２．９３ １４．１１ 注：设计荷载５８００ｋＮ，总沉降９３．９１ｌＩⅡｆＩ，回弹值３０．８２ｌＩⅡｆＩ。 粘贴搭接缝：掀开搭接部位卷材，由一人手持扁头 后用素土回填，人工夯实。 热风加热上层卷材底面的胶粘剂，边加热熔化胶粘 剂边向前移动，后随一人将接缝处予以排气压平，最后 ５主要安全事项 一人用手持压辊滚压搭接卷材，使其平实粘牢。此时搭 （１）深基坑作业，必须注意佩戴好安全帽。高空作业 接边端部有熔融的胶粘剂被挤外溢。要注意，搭接边端 必须系安全带，工人持证上岗。 如无胶粘剂溢出或溢流过多，都会影响搭接缝的粘贴 （２）热熔操作必须注意防火，注意烫伤手脚。 质量，造成粘结不实不牢。熔烧过分可损坏卷材。 （３）合理开料，避免浪费，做好文明施工，每次作业后 ４．６保护层的施工 清场。 底板的卷材铺设完毕后，及时浇注５０ｒａｍ厚Ｃ１５细 ６结束语 石混凝土保护层，以免后续施工对防水板造成破坏。 本工艺技术实施以来，结构的防水效果显著，可在 ４．７底板粱处的处理 其它地下工程中推广应用。● 底板反梁两侧砌砖模厚１２０ｒａｍ，水泥砂浆抹面。墙 一３２— 维普资讯 http://www.cqvip.com
广东建材２００６年第６期 施工技术 试验荷载ｋＮ ｌ １５００ 本级沉降ｍｍ Ｉ ｌ＿４０ ３０００ ｌ４５００ ４．７６ Ｉ ８．６３ ６０００ １０．００ ７５００ ４．４５ ９０００ ６９３ ．１０５００ ５．７２ １２０００ ４．３０ １３５００｛１５０００ ６．０６ ｌ ８．３４ 试验荷载ｋＮ Ｉ １１６０ 本级沉降ｍｍ Ｉ １．９９ ２３２０ ０．５８ ３４８０ ０．６５ ４６４０ １．２４ ５８００ ｌ ６９６０ ２．８３ ｌ ３．５０ ８１２０ ４．５９ ９２８０ ｌ １０４４０ １０５１｝ ＞５０ ．１１６００ ＞４００ 衣５ ８彳艮榧用Ｐ ＿）Ａ渚检测结果 打桩参数 ＰＤＡ结果 桩号 设计承载力ｋＮ ５８ ４５ ６ ２８ １６ ３５ ５６ ５８００ ５８００ ５８００ ７５００ ５８００ ７５００ ５８００ 桩长ｍ ２８．６ ２９．１ ２６．４ ２８．２ ２７．５ ２６．８ ２６．７ 桩径ｍｉｌｌ １０００ １０００ １０００ １２００ １０００ １２００ ｌ０００ 锤重ｋＮ ８０ ８０ ８０ ８０ ８０ ８０ ８０ 纵波波速 桩身情况（Ｂ 桩周摩阻力 桩端支承力 承载力 ｍ／Ｓ 值） ｌ＿０ ０７４ ．ｋＮ ｋＮ ｋＮ ３５００ ３４００ ３７００ ３６００ ３５００ ３７００ ３５００ ３８７５ ４１３５ ３６６６ ３７３９ ７５４０ ７８７４ １０ ．ｌ＿０ １０ ．４３９４ ４５５１ ３５０５ ５５４４ ３８７７ ６６３８ ４７４５ １７９２ ６９７３ ４７９８ ｌ１０３２ ９２９６ ５２９２ １２５１７ ８６７５ ｌ＿０ １．Ｏ ｌ ６９ ７５００ ２６．７ １２００ ８０ ３４００ ０．４９ １３９０ ３１８１ ４５７ｌ 注：桩长指从传感器处到桩尖。 表６ ９根桩用反射波法检测结果 桩号 桩长Ｊ】１ 桩径ＩＥｆｔ］ 纵波波速ｍ／ｓ 桩身评价 类别 突然破坏的现象。 ８号桩和３３号桩则与压桩施工情况相似，每增加 一７２ ２７．２０ ４０ ２７．４７ ６３ ２８．１３ ６８ ２７．７８ １０００ １２００ １２００ １２００ ３８００ ３８００ ３８００ ３８００ 完整 完整 完整 完整 Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ 级荷载，桩就有相应的沉降数值，因此累计沉降值比 较大。 ｌ ２７．４２ ｌ２００ １２００ １２００ ｌＯ００ ３８００ ３８００ ３８００ ３８００ 完整 完整 完整 完整 Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ （２）其后又对８根桩用ＰＤＡ法进行了检测，对另外９ 根桩用反射波法进行了检测，检测结果见表５和表６。 根据国家有关标准评价所测试的８根桩，只有６９ 号桩的 值低于Ｏ．６，怀疑它在１６ｍ处出现断桩。其余 ７根质量完好。 ４１ ２７．９５ ２６ ２８．２４ ｌ７ ２７．５８ ５７ ２８．１４ １０００ ３８００ 完整 Ｉ 用反射波法测试的９根桩则全部被评为Ｉ类。 （１）在钻孔桩工程施工完成后两个多月，对这３根桩 分别做了静荷载试验，试验结果见表２～表４。 （３）接着又对桩体进行了抽芯。首轮抽已作静载试验 的３根，第二轮随机选择未经静载试验的３根，第三轮 静载试验用压重平台反力装置，慢速（维持）荷载 抽已作ＰＤＡ检测且有断桩怀疑的６９号桩，抽芯结果见 法。从试验结果可以看出： 表７。 ５７号桩在加荷至９２８０ｋＮ时沉降曲线开始出现陡 ２．２分析比较 通过上述三种试验方法的反复检验，得出的结果证 基岩描述 与桩端接触上部０．２２ｍ岩芯破碎 与桩端接触上部０．４９ｍ』ｘＬ化较强，岩芯破碎 与桩端接触上部０．４ｍ风化较强，呈土状破碎 桩底岩石较松脆，破碎岩芯可用手捏碎 降，至１０４４０ｋＮ时桩已破坏，是比较典型的桩端持力层 桩号 抽芯长度ｍ 桩身部分ｍ 取得混凝土芯ｍ ３３ ５７ ８ ４４ 袁７桩体抽芯检测结果 持力层长度ｍ ３．１９ ２．０３ ２．１６ ３．５６ ３ｌ＿１９ ３９．８３ ３１．２６ ３２．７５ ２８．１０ ２７．８０ ２９．１０ ２９．１２ ２７．９０ ２７．７４ ２９．０９ ３．５６ １８ １４ ６９ ３１．５４ ２９．５５ ２２．１４ ２９．２３ ２６．９４ ２２．１２ ２９．２１ ２６．８７ ２２．１２ ２．３１ ２．６１ 桩底混凝土与基岩胶结成整体，岩石完整密实 岩芯一般为完整柱状，局部稍破碎 无断桩反映（与ＰＤＡ对比） 一３３— 维普资讯 http://www.cqvip.com
施工技术 表８ ３３号桩附近钻孔勘察结果 样号 起止深度ｍ ３一ｌ ２７．５～２７．８ ３ ２ ２９．３～２９．６ ３－３ ３４．８～３５．Ｏ ３－４ ３５．７～３６．１ 广东建材２００６年第６期 ３ ５ ４５．４～４５．５ ３—６ ５１．２～５１．５ 芯样强度 ａ １３．７ ６．５ ４．６ ｌＯ．６ ６．７ ６．１ ８．８ ８．１ ８．１ ４．４ ５．９ ３．４ ４．２ ５．２ ２．８ ４．５ ２．７ 明桩的施工质量好，灌注混凝土施工之前桩底虽有沉 及单桩承载力，决定重新布孔补钻。补钻三孔结果显示， 渣，但由于灌注时的技术措施得当，使沉渣在灌注混凝 原先的桩设计承载力偏高，决定将ｌｍ（桩径）的桩设计 土过程中被冲，并经过返浆排掉。 承载力调整为４２００ｋＮ。 （１）桩承载力不足的原因是由于持力层强度不足。这 （２）根据钻探报告结合静载、动测结果，对原设计的 一结论也可从地质勘察报告中得到证实：强风化带在同 一钻孔中重复出现，一处的顶板埋深２４．１～２６．０ｍ，另 一处的顶板埋深３４．２～３６．２ｍ 硬夹层抗压强度ｆｒ＝ ２．７～１８．０ＭＰａ，中风化带埋深２７～２８．４ｍ，ｆｒ＝４．６～ １３．７ＭＰａ。 （２）从５７号桩的静载试验结果得知：在８１２０ｋＮ以 前，荷载一沉降关系比较有规律，每加一级荷载，沉降就 递增一点，荷载越大增值越大，呈现由小到大的渐进态 势。但到了９２８０ｋＮ时，荷载一沉降关系就不成比例了， 出现突变，见下图。说明桩端下面有一层强度较高的中 风化层，当荷载达到破坏这层中风化层后，下面是强风 化层，于是桩的沉降值出现很大的递增，而且随着时间 的延长而发生徐变。这一现象不同于支撑在坚固基岩上 的桩（随时间的延长而稳定）。 ５７号桩静载试验ｓ＃｝ －Ｑ曲线图 （３）再看３３号桩的沉降隋况。它是比较典型的夹层 现象，它每一级的荷载一沉降关系毫无规律，时大时小， 表明桩下有多个夹层。这根桩附近的钻孔勘察结果如表 ８所示。可以从这六层芯样中清楚看出：大多数岩层的 芯样都有二三个不同的强度，有些相邻层次的强度相差 还很大。 ２．３处理方法 （１）鉴于原来的勘察资料只有两个孔揭露桩尖持力 层，钻孔数量显然不足，代表性不够。为了最后确定桩基 ——３４—— 活载进行调整，荷载不能超过规定限值。地梁配筋 改为６ ２５直通，箍筋加大至 １２。集中重处除原密箍 外另增加吊筋２ １４，各结构层的水平构件也作了相应 调整。 ３经验和教训 （１）在许多情况下，业主为了省钱和赶工期，采取少 钻地质探孔的方法，不重视地质勘察的作用，影响设计 人员的正确判断。 （２）设计人员在遇到钻探资料揭示地层有夹层时，应 按低值取定桩基的设计承载力，并妥善选取桩基的持力 层，以留出足够的安全储备空间，应付复杂的地质条件 带来的不可预见的地基承载力削弱和沉降过大。 （３）施工和检测阶段应认真研究和分析实测数据，作 为设计的补充和监督，及早发现不良地质现象可能造成 的影响，采取措施尽量减少由此带来的损失。● 【参考文献】 （１）卓尚木等．钢筋混凝土结构事故分析与加固．中国建筑工业出 版社，１９９７年 （２）刘正峰等．地基与基础：【程新技术实用手册．海潮出版社， ２０００住 （３）罗福午等．建筑结构缺陷事故的分析及防治．清华大学出版社， １９９６住 ｉ ｛（４）顾晓鲁等．地基与基础（第二版）．中国建筑工业出版社，１９９３ 住 ｝１¨Ｉ＿ ｌ
