２Ｏ 西部探矿工程 ２０１２年第６期 深圳宝安融景园桩基质量缺陷及其处理措施 戴君扬 ，周小彬 （１．江西省地质灾害应急中心，江西南昌３３００２５；２．江西省地质矿产勘查开发局，江西南昌３３０００２） 摘要：桩基工程质量缺陷处理方法有多种，通过对深圳宝安区融景园桩基质量缺陷及其处理的工程 实例，分析了质量事故原因，提出了经济合理的处理方案，并详细介绍置换法的工艺要点，对类似桩基 工程质量事故的预防与处理有借鉴指导作用。 关键词：桩基；质量缺陷；处理措施；接桩法；置换法 中图分类号：Ｕ４４３．１５文献标识码：Ｂ文章编号：１Ｏ０４—５７１６（２０１２）Ｏ６一Ｏ０２Ｏ—Ｏ３ １工程概况 力设计值为１０５６９ｋＮ，混凝土标号Ｃ３Ｏ。 ３．２桩９１＃、９２＃基本情况 ９１＃桩：桩孔深２３．５ｍ，桩长１６．２０ｍ，空孔７．３０ｍ， 宝安融景园项目位于深圳市宝安区新安４８区，建 筑高层为３２层，其中地下室２层。建筑面积 １１７４４３．２０ｍ２，桩型为钻孔灌注桩，工程桩总数为１２７ 根，桩身砼设计强度等级为Ｃ３Ｏ，桩径ｊ２『１０００～ ２０００ｍｍ，设计桩长为１５～２１ｍ。设计桩底岩土层为 桩径１．８ｍ，人岩０．５ｍ。低应变法检测时，发现桩底有 沉渣。抽芯法检查时，发现有０．３０～０．８０ｍ厚沉渣。 单桩承载力设计值为２３７８０ｋＮ。 ９２＃桩：桩孔深２５．８ｍ，桩长１６．２０ｍ，空孔９．６０ｍ， 桩径１．６０ｍ，入岩０．５ｍ。低应变法检查时，发现桩底有 沉渣。抽芯法检查，发现沉渣厚０．７～１．６ｍ。单桩承载 力设计值为１８７９８ｋＮ，混凝土标号Ｃ３ｏ。 ３．３原因分析 微风化花岗岩，承载力设计值是７３３９￣２９３５９ｋＮ。 ２地质条件 场地内分布的地层从上至下主要为人工填土层、第 四系海漫滩相沉积层、坡洪积层及残积层，下伏基岩为 燕山晚期粗粒花岗岩。 场地内地下水属潜水类型，主要贮存于人工填土及 第四系地层中。中粗砂透水性较强，涌水量大，是主要 的含水层。受大气降水和地表水补给并与海水有一定 的水力联系，水位变化因季节变化而异，稳定水位埋深 在１．Ｏ～１．６ｍ，标高介于１．９～２．６ｍ。 ６５ 桩、７３＃桩是由于地质钻探层位判断不准确，没 有发现软硬夹层而引起的桩基质量缺陷事故。 ９１ 桩、９２＃桩是在桩基施工过程中，孔壁局部坍 塌，使沉渣呈楔状，加上灌注砼前，清孔不彻底，水下灌 注砼时，又麻痹大意，未能将沉渣全部返出。 ４处理措施 ３桩基质量缺陷 桩基工程结束５个月后，基坑开挖时，对桩基进行 了检测。经抽芯法检测，发现６５＃桩、７３ 桩有质量缺 损。采用应变动测法，发现９２ 桩、９１＃桩有质量缺损。 ３．１桩６５＃、７３￣基本情况 ４．１桩６５＃、７３＃处理方案 ４．１．１单桩竖向承载力的验算 根据公式： Ｑ 一 Ａｐ ＋ 一 ×ｑ ×Ｌ ＋ ×ｑ × （１） ６５ 桩：桩径１．２ｍ，桩长１０．１５ｍ，桩孔１９．４０ｍ，其 中９．２５ｍ为空孔。桩端人中风化层０．５ｍ，桩身完整。 在抽芯法检查时，当钻穿桩端底下ｌｍ处，发现有２ｍ厚 的粘土夹层。单桩承载力设计值为１０５６９ｋＮ。 ７３ 桩：桩孔２１．０ｍ，桩长１０．２５ｍ，空孔１０．７５ｍ， Ｑ 一 ｑ妇×Ｌ Ｊ （２） 式中：Ｑ ——单桩竖向极限承载力标准值； 桩端人岩０．５ｍ，桩身完整。在抽芯法检查时，当钻穿桩 端底部０．５ｍ时，发现有２．１ｍ厚的粘土夹层，单桩承载 ＊收稿日期：２Ｏｌ２ Ｏｌ—Ｏ５ 桩侧阻尺寸效应系数； 桩端阻尺寸效应系数； 桩身周长； 第一作者简介：戴君扬（１９６６一），男（汉族），江西鄱阳人，高级工程师，现从事水、工、环专业技术与管理工作。 ２０１２年第６期 西部探矿工程 ２１ Ａ ——桩端面积。 对于６５＃桩： 一３．１４ Ｘ １．２ Ｘ ９．６５ Ｘ ６０— ２２９４．７１ｋＰａ 由于桩底有软卧层，不能按人岩桩计算端承力。为 安全起见，以下卧粘土为持力层计算端阻力。则： Ｑ威一３．１４×０．６Ｘ０．６Ｎ ７００—７９１．２８ｋＰａ Ｒ＝：＝Ｑ ／ 一（２２９４．７１＋７９１．２８）／１．６５— １８７０．３０ｋＰａ Ｒ为基桩竖向承载力设计值，显然Ｒ不符合计设 要求，需要处理。 同理经计算：７３ 桩也需要处理。 ４．１．２处理方案 ７３＃桩、６５ 桩位于深基坑中心位置附近，其桩周土 均为可塑一硬塑状及全风化花岗岩，透水性差，有利于 人工开挖，且桩长分别为１０．２５ｍ和１０．１５ｍ，桩身较 短。此状况注浆法不能保证桩身承载力满足设计要求。 经计算，决定选用人工开挖成孔，掏去桩端底面以下粘 性土，在桩底接桩。 ４．１．３桩底接桩法施工简介 在需要处理桩的旁边０．５ｍ处，采用人工挖孔法。 挖孔直径ｌｍ左右，钢筋水泥护壁，一直控制到基岩面。 再利用凿岩机，凿到下卧粘土位置，掏空桩底对应位置 粘性土，放置钢筋笼，浇注Ｃ３０泥凝土，回填人工挖孔。 ４．２桩９１＃、９２＃处理措施 ９１＃桩、９２ｅ桩位于基坑边缘，深基坑高近１０ｍ，虽 有简单土钉喷锚支护，但邻近有建筑物，且已＝经暴露有 二月之久。因此，９１ 桩、９２ 桩的处理方法不能采用人 工挖孔法。为安全起见，选用置换法处理。 根据《混凝土结构加固技术规范》（ＣＥＣ￥２５— １９９ｏ），采用轴心受压构件内外包型钢法加固。拟在桩 身钻取若干钻孔，放置劲性钢筋束，通过压力注浆使钢 筋束与桩身砼形成一个整体，以加入的劲性钢筋束补偿 桩身砼缺陷导致的强度损失，达到与正常桩基等面积、 等贯矩的目的。 ４．２．１补强加固计算 计算公式： Ａｏ ＋ Ａ １一 Ａ ｓ２＋ｆｃｚＡｏｚ （３） Ａ 一 １Ａｏ１／． ＋Ａ １ （４） 式中： 、． 。——设计轴心砼抗压强度，Ｃ２０浆液取 一１０Ｎ／ｒａｍ。； ——钢筋设计抗压强度，Ⅱ级钢取３ １０Ｎ／ｍｍ。； Ａ Ａ ——原设计桩身和钢筋截面面积； Ａ。 、Ａ 。——置换后桩身和钢筋截面面积。 经计算，利用Ｃ２０浆体需加劲向钢筋束截面面积 如表１所示。 表１加筋量计算表 注：单根ｊｚ『２２ｍｍ钢筋截面积为３８０．１３ｍｍ２，单根 ２５ｍｍ钢 筋截面积为４９１ｍｍ２。 ４．２．２参数选择 （１）选择参数原则是经济、便于施工，尽量减少对完 整的桩身破坏。依据以上原则，加筋量愈少，对桩身破 坏愈少。由计算可知，注浆体强度愈高，所需加筋量就 少。 （２）钻孔垂直度对单桩加筋钻孔个数的约束。 严格来说，钻孔垂直度不可能ｌＯＯ 。本项目钻孔 垂直度的允许偏差为＜１ ，孔深１５～１６ｍ，所以在 孔底的水平位移偏差有可能为０．１６ｍ。故加筋孔周 边与原桩钢筋笼的距离必须大于０．３２ｍ，加筋孔中 心间距必须大于０．３２＋２ｒ（ｒ为半径），否则易串孔， 造成对桩身的破坏。 （３）加筋孑Ｌ个数及注压浆体强度选定。对于９２＃ 桩，桩周边均布４个 １５０ｍｍ钻孔，中心一个ｊ２『１０１ｍｍ 钻孑Ｌ，注压浆体强度为选择Ｃ２０即能满足要求。对于 ９１＃桩，周边均布５个 １５０ｍｍ钻孔，中心一个 ｊ２『１５０ｍｍ￣Ｌ，注压浆体强度为选择Ｃ２０即能满足要 求。 ４．２．３补强处理工艺要点 （１）劲性钢筋束材料及制作安装。劲性钢筋束材料 采用 ２５ｍｍⅡ级螺纹钢，绑扎成束。钢筋束组合为每 孑Ｌ １３根 ２５ｍｍ钢筋及１根 ２５ｍｍ镀锌管（压浆 管）， １０１ｍｍ孔内安置６根 ２５ｍｍ钢筋加１根 ２５ｍｍ镀锌管。钢筋束长度为５ｍ，镀锌管（压浆管） 大于孔深。制作安装过程为地面一次性将钢筋束绑扎 焊接成型，然后吊装放人孑Ｌ底，必须保证钢筋束完全到 达孑Ｌ底。具体以压浆管的长度，判断钢筋束是否到达孔 底。要求压浆管距孑Ｌ底为１０ｃｍ，避免下端因沉渣堵塞 压浆管出口。 （下转第２４页） ２４ 西部探矿工程 ２０１２年第６期 个基坑的地下水位处于相对均匀稳定的平衡状态。通 过上述措施，在整个基坑施工过程中，路面及教学楼Ｅ 的裂缝发展得到较为有效地控制，效果明显，基坑稳定 与安全得到有效地保障。 ３．２地下水 水位难以随外围地下水位的降低而下降，需要在坑中坑 内局部开挖坑井，采用明抽排水配合进行解决。现场施 工后效果明显，坑中坑内水位很快就降至设计要求的标 高，土方开挖得以顺利进行。 ４监测结果 当开挖中间大承台位置的坑中坑时，按设计要求， 整个基坑的施工经历了近４个月，最后的监测结果 如下： 地下水位至少应降至承台垫层以下０．５ｍ，但实际开挖 后却发现坑中坑内水位尚未达到设计要求，在外周边增 加轻型降水井点也不解决问题。认真观测后发现：虽然 坑中坑内水位较高，但其外围的地下水位已降至设计要 求的标高之下。根据现场开挖后揭露的地质情况并结 合先前的开挖经验，分析后认为：由于坑底土层位于厚 度一般为Ｏ．９Ｏ～７．３０ｍ中砂夹淤泥层，或是位于层厚 般１６．１５～２２．４０ｍ淤泥与中砂交互层，该土层因淤 泥夹层的隔水作用，其竖向透水性较水平向透水性小得 多；且坑中坑周围设计上采用水泥搅拌桩帷幕进行围护 止水，坑内又无降水井点，因此在坑内的土层中形成积 水，这些积水实际上是淤泥与中砂交互层中的滞水，其 一支护桩顶最大水平位移累计值为１７ｍｍ，最大竖向 沉降累计值为１０．３ｍｍ；支护桩最大深层位移累计值为 ／５．３８ｍｍ，表明支护结构稳定性较好，基坑处于相对安 全的状态。而周边道路、建筑最大竖向沉降累计值分别 为４２．６ｍｍ及６４．６ｍｍ，相对较大，表明基坑降水对周 边环境有一定的不良影响。 综上分析表明，该工程支护结构本身变形不大，但 由于基坑降水措施，对周边产生较大影响，采用坑外回 灌措施后，周边环境变形得到一定控制。同时，对土方 开挖和地下水问题也极为重视，备有了应急预案，应对 复杂问题，由于各项措施有效，基坑施工取得成功。 （上接第２ｌ页） ５￣ｌＯｍｉｎ；或以进浆量达２倍以上扩散系数即停止，再 进行下一孔压浆。压浆顺序为先中心，再周边。 （６）孔口压力： ０——４ＭＰａ－－一２ＭＰａ——４ＭＰａ（重复）。 （２）孔口管埋设。将孔口管与加筋孔的间隙用纺织 袋塞死并将管子砸人孔内４０ｃｍ左右，孔口管露出桩面 约２０￣３０ｃｍ，在桩面采用电打膨胀螺丝并用横向钢筋 将管与之点焊联结，管内与钢筋束间用钢筋头电焊搭 接，然后用高标号水泥砂浆（掺适量早强剂），将管外包 裹起来，仅露出管口丝扣，保养待凝３ｄ后压浆。 （３）浆液材料及配制。根据试验提供的配比资料， （压浆）（暂停压浆） （继续压浆） （７）压浆终止条件。保压时间要求压力在２～ ４ＭＰａ间５ｍｉｎ以上；压浆量（含注浆量）满足 ／ 一 ２．Ｏ～３．０倍。 压浆液所用材料为水、水泥＋掺合料，水灰配合比为 ０．４５。膨胀剂ＵＥＡ・Ｈ掺量为１２ ９／６，减水剂ＳＦ掺量 为０．７５ 。浆液配制方法：采用拌浆桶现场机械拌制， 对各种配浆材料需采取严格计量，保证浆液比重在 １．８Ｏ～１．８５之间。各桩配制浆液量按理论灌浆量的 ２．Ｏ倍以上准备，如达不到终止标准可在现场搅拌。 （４）孔底注浆。每一组钢筋束压浆管在注浆前，要 上述工序结束，处理工作随即完成。 ５结论 （１）处理完毕１个月后，经低应变动测法检测，上述 桩身性能均达良好。 （２）在同一施工场地，由于地质条件的差异，在处理 桩基工程质量缺陷时，应针对每根事故桩进行分析。在 选择处理方法时，还要充分考虑施工环境条件。 （３）置换法对施工环境要求不高，适合于各种复杂 场地，且处理效果能满足设计要求。 参考文献： 依次置换孔内浆液，直至泛出清水。注浆后，要求周边 三孔孔口泛出水泥浆比重与注人水泥浆比重基本一致， 才能封闭该孔。注浆量要少量超过理论灌浆量即可，否 则会使浆液大量返出ＴＬ＃Ｆ，造成不必要的浪费。 （５）孔口压浆。注浆完毕后，依次进行孔口压浆。 其做法是留一压浆管与压浆泵相连，继续向孔内注浆， 其它孔口封闭，当压浆泵压力达到３ ５ＭＰａ，并能稳压 ［１］ＣＥＣＳ２５－－１９９０混凝土结构加固技术规范［ｓ］． ［２］史佩栋，等．实用桩基工程手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业 出版社，１９９９．
