某教学楼桩基工程质量问题及处理案例

1.工程概况某教学楼工程，五层框架结构，建筑面积约6500平方米，基础采用PTC-500（60）预应力混凝土管桩承台、地梁拉接基础，管桩混凝土强度等级为C60，设计桩长37米，设计桩顶标高2.80m（黄海高程），单桩承载力设计值000KN，总桩数201根。2.地质概况土层土层名称层顶标高（黄海高程：米）层厚（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淤泥质粘土-17.86～-21.610～4.3④粘土-17.40～-20.563.4～5.2⑤淤泥质粘土-22.3～-24.458.5～11.3⑥砾石-32.95～-35.002.95～6.6⑥-a淤泥质粘土位于⑨号砾石层内0.40～0.6⑦粉质粘土-37.31～-38.60.5～7.05表1某教学楼工程地质概况表3.桩基施工本工程桩基选择的持力层是⑥号砾石层。由于⑥号持力层层顶标高起伏较大，且在部分探孔位置的⑥号砾石层中存在0.4-0.6m厚的⑥-a淤泥质粘土夹层，所以在技术交底时，设计人员对桩基施工提出特别要求：根据勘察资料显示本工程桩基长大部分是37m，在部分区域桩长应根据实际施工地质情况作适当调整。本工程桩基采用锺击法沉桩，施工机械选用J250型桩架、D40柴油锤。根据最后的施工记录显示，本工程实际打入土中的桩为198根，其中41ｍ（选定为试桩）的1根，40ｍ的5根，39ｍ的47根，38ｍ的9根，37ｍ的134根，36ｍ的2根。在施工期间施工单位没有反映过地质情况与勘察报告不符的情况。桩基施工控制依据：（1）最后贯入度控制在5~8击/10cm（D40柴油锤）。对桩顶已经达到设计标高但锤击数达不到上述要求的,可继续超送，但超送深度一般不超过50cm。若超送深度已经达到50cm而锤击数仍达不到要求的，需报请设计人员处理。（2）桩端进入⑥号持力层不少于70cm；若持力层有软夹层，桩端必须穿过软夹层，且桩端进入下面持力层不少于10cm；但应注意不要进入过多，以免穿透持力层。（3）施工过程中若遇到地质情况与勘察报告差异明显时，应及时向有关单位反映，施工单位不得擅自处理。4.桩基静载荷试验在桩基施工完成后，进入桩基静载荷试验阶段。根据有关规定本工程静载荷试验采用堆载平台反力装置，按慢速维持荷载法进行试验，单桩竖向极限承载力值取设计值的2倍即2000KN。由于在试验过程中发现试桩存在异常情况，故又加测了部分工程桩，前后共试验了5根桩。桩的基静载荷试验大致共分为三个阶段。4.1正常桩基静载荷试验测试阶段本教学楼选择6#（桩长41m）工程桩为单桩静载荷试验的试桩（与另外两幢楼的两根工程桩组成一组试桩）。试验结果显示其它两幢楼的两根试桩均满足设计及规范要求，但本教学楼的6#试桩在试验过程中出现异常情况：在400KN~800KN的试验加载时，表现为沉降均匀沉降速度较小的特点，但在1000KN的荷载作用下，本级沉降为16.11mm,是前级沉降的4.68倍(未超过5倍),共计沉降为23.70mm（未超过50mm）。6#桩静载曲线4.2加测试验阶段从6#工程桩的试验结果来看，其承载力未达到设计要求。为了探明这到底是个别现象还是普遍现象，设计单位要求每幢楼再加测1根工程桩。因此,本教学楼选择了77#(39m)工程桩为测试桩。其他两幢楼也各选择了一根桩加测。经过测试，其它两幢楼的工程桩均满足设计要求，但77#桩出现了比6#试桩更加严重的问题。77＃试桩报告：

77＃试桩在1400KN的荷载作用下，本级沉降为11.50mm，是前级沉降的2.43倍（未超过5倍），累计沉降为23.93mm（未超过50mm）；在试验荷载1700kN作用下，累计沉降为38.77mm。当试验荷载加到1800kN时，沉降急剧加快，桩顶的最大沉降量为109.44rm。随后试验加载停止。卸载后，回弹观测中桩身回弹较小，最大回弹量为15.21mm，回弹率为13.90%，沉降残余量为94.23mm。因其达到试验终止条件而终止试验。77#桩静载曲线4.3问题桩范围探测阶段

根据前面的六根桩的测试结果，相关单位进行初步分析、讨论后基本认定另外两幢楼桩基的静载荷试验基本符合设计要求，可以进入下一道工序施工，但在以后的施工和使用过程中应加强沉降观测。而本教学楼桩基工程存在质量问题。为了进一步调查本教学楼的桩基质量问题的性质、原因和范围。设计人员根据地质勘查报告和打桩记录又在本教学楼的中部(72#[39m]，72#桩离77#桩只有3m最终桩顶标高基本一样)和两端（120#[37m]和8#[37m]）各选择一根桩做静载荷试验。72#桩在各级试验加载时,沉降基本均匀，在最大试验荷载2000kN级加载作用下，桩顶最大沉降量为30.86mm，沉降量较小。卸载后，回掸观测中桩身回弹较小，可以判定其承载力已达到设计要求。72#桩静载曲线120＃试桩在400KN~1600KN试验加载时,沉降均匀、沉降速度较小。但在最大试验荷载1800kN的作用下，沉降急剧加快，本级沉降为97.54mm，是前级沉降的17.57倍，累计沉降为118.79mm。试验终止。120#桩静载曲线8＃试桩在400k聋N～120屋0kN的试验加厦载时，沉菌降均匀、稳沉降速度东较小；但恩最大试验茎荷载140翠0KN的作用下齿，沉降急沈剧加快，策本级沉降旨为72.想15m希m，是前悄级沉降庭的18.7揪9倍,累计沉预降为83.4深2mm。试验段终止。8#桩静竹载曲线5.匙桩基质量良问题分析点及判定根据本工悉程的五根庸工程桩的只静载荷试放验数据，屿可将工程茅桩在试验即过程中的志异常沉降朴分为以下拉两种类型运：第一种狐类型：在不大的镜试验荷载颠作用下产俯生较大沉酱降，但沉拐降量未超馆过规范条富件。如6#桩在10禽00KN末试验荷载淋作用下的嫌沉降为1聋6.11枝mm、7海7#桩在14仓00KN腰试验荷载助作用下的吸沉降为1何1.50做mm，都沟比前一级亭沉降大许幸多，但又握都未超过本规范容许秀条件。并穗且这些桩豪在随后的斗加载过程块中沉降又呆都趋于稳洒定。￭成因：出现这种筑现象的最倾大的可能桥是由于在斑打桩过程雾中打桩过御快产生挤喜土效应，厅使得前面皂被打下的布桩又被土吨“浮起”在，桩端“商悬空”（默即“浮桩陆”）现象检，这就使先得原先的升端承摩擦塞桩几乎变句成了摩擦禁桩。在试率验加载超观过了土层肯摩擦力极余限值后，胖试验桩又逐被“压”夏回持力层报，在试验锁加载继续卧进行时沉喊降又趋于成稳定。￭解决的层措施：为了避免青这种现象教的出现，每应在施工锻过程中：呈（1）合侦理安排打缴桩顺序和他路径，特宽别对那些典桩比较密酱集的区域则，更要特籍别注意。（2）在判工程桩基伪本打完后鲁，再重新驼复打一遍玩，让那些现桩端“悬汪空”的桩框再被打回怒去。就本浅工程而言心，由于此兴种类型的窑沉降不是吩特别大，景最终未作或特别处理印。第二种烫类型：在较大的狮试验荷载米作用下产潮生极大沉酿降，并达汗到规范规猾定的终止淹试验的条扔件。如77#、、120#桩在1800孕KN作用下灯和8#桩在1400淘KN作用下狸的沉降惩都属于蜡此种情彼况。￭成因：出现此种肤现象的原她因可能有蚂两个：第一：试超桩在试验罚过程中被呜压坏。这种现半象可通五过“基黑桩低应吧变动力号检测（跑简称动尤测）”炎来判定甜。经过程动测上您面的这曾三根桩津桩身均稀完好（8#桩为Ⅱ旁类桩，瞎其它的俩均为Ⅰ尽类桩）滑。第二：试值桩的桩端封持力层承忙载力不够别。判定此种盾情况的方阳法就是比帮较入土桩却长与地质毕勘查资料伤中所反映妄的持力层篇埋深的关筑系，判断肯桩端有没怒有进入持觉力层、进帝入深度如畅何、持力基层中有没导有软弱夹调层等情况答。但使用沈此方法南的前提灿条件就荷是要在扛试桩边汪有详细么的勘察偶资料且辱探孔距坏离不要青太远，柏否则会述影响判贸断的准系确性。由于本瞎工程的龟几根试桐桩离原扶先的探塌孔都较蹄远，同血时也为蚂了后面宰的桩基择处理需罢要，决宽定在本黄工程场莲址的不闸同方位朴布置八场个探孔悬，以便扭探明各料土层的府分布情漂况。补作充勘察角数据显雄示：8#桩的桩尖县离⑥号砾爪石层还有矿约0.3m的距离，77#、120#桩的桩尖冰已进入⑥错号砾石层搭，但离其修中的夹层葱只有约0.5侮m距离。6#桩长37异mBZ8120突#桩长些37mBZ86.桩基处遇理方案在对以上鼠试桩的质登量问题原金因查明以耀后，为了犬保证工程胞质量，并蛾顺利比进贵行下一道开工序施工蔑，决定对呈本工程的巾桩基础进层行处理。爽处理的方纸式共分三臣种：第一种亮处理方立案：对那些遣根据补强充堪查林资料和旱入土深爷度判定宿为桩端踏未进入启⑥号持雹力层或皱进入持宴力层，俘但未穿层透软夹痒层的工恒程桩进唤行高压拨注水泥峡浆处理削。第一种残处理方涛案的施袭工方法陵：经过比返较分析府决定对犬不同区缠域的共乏计10个承台的34根桩进行弟管内钻Φ300直径的狭钻孔至亡⑥号土挺层1米（有夹符层的需钻假穿），提筒钻后埋入蚊注浆管至蓄孔底，倒续入5-2云0mm卵石70%，中粗稳砂30%，充填脑至-20米，先注净水冲洗，叹直到孔口角为清水为山止，再注胡浆固结、冷压浆泵泵政压0.5M善Pa，水泥茅选用32.博5级普通硅绝酸盐水泥诸，水灰比断均为0.5，每根察桩压浆2000算kg水泥，在处施工时要乒注意保持斜原桩身垂答直度。第二种处深理方案：对部分承闷台进行补叛水泥搅拌辅桩处理，互一方面是驱弥补前一规方案中各城工程桩承傍载力的不搁足，另一训方面也是雅为了提高廉预应力管绢桩的摩擦伟力，进一型步达到提猛高本承台老桩基的实菜际承载力诉的目的。脖决定对上晒述十个承供台中的2桩承台补2根水泥搅努拌桩，3桩承台括补3根水泥搅柱拌桩，4桩、5桩承台临补4根水泥搅祖拌桩水泥予搅拌桩。第二种坑处理方锹案的施胆工方法敬：水泥搅拌隐桩位置基刊本位于院巨有管桩桩蜡之间，2桩承台私中补桩受与原有势管桩呈乓菱形布嗽置，搅斗拌桩桩年径Φ500，桩长15米，水枝泥掺入乖量为加纱固土量哭的15%，另掺霞水泥用枪量0.2%的木质素致磺酸钙减阳水剂2%的石膏绕粉，搅炭拌桩施莫工严格疮控制水姥灰比0.5，控制肝提升速坛度小于1米/分钟，参边提升烂、边压俊浆、边疏搅拌，需泵送液农必须连示续，并较复搅一昆次。除猪此以外顿，部分叔承台尺摘寸及配触筋也要舅作相应仔变动（帖方案略款）。第三种凶处理方瓜案：第三种驴是对场惹地内补颈勘的8个地质钻消探孔在原粗位进行水贫泥搅拌桩贝加固，其属深度为15米，具圆体要求瓣同上。泥除此以乎外，为钢了解决枯前面的厚“浮桩鹊”以及谎预应力栋管桩和仪水泥搅匆拌桩的悠不均匀押沉降问极题，在押桩顶设办置褥垫嚷层。桩再顶褥垫舱层厚度徒为250化mm，其中互级配为20~4沫0mm的人工追石占50%，5mm的人工石袖占30%，中砂占20%，洒水振粗动夯实，轿且压实系告数≥0.93。7.桩基炕处理后监的复测为了检笋验本工旁程的桩未基础在刻处理后座的效果焰，又对蚀与8#桩（由于移已测出8#桩是Ⅱ磨类桩，催若再次勉进行测摧试有可净能将其籍压坏）晋处于同易一承台陪的9#（37m）桩进国行静载林荷试验威测试。●实验方方法及逮结果：本次的静畜载荷试验漠测试与前棕面测试有追所不同：咏本次测试萝采用1.5m×1.5回m的厚钢板久，压板中俘心与9#桩中心金重合，制压板覆翠盖4根水泥搅我拌桩的部需分区域。送在试验中兼，沉降均厨匀、沉降淋速度较小头。在最大父试验荷载2000享kN级加载删作用下禁，桩顶轰最大沉机降量为15.1煌1mm。卸载谅后，回棒弹观测尘中桩身知回弹较饶大，最攀大回弹键量为11.虫33m侵m，回弹率蹦为74.9怎8%，沉降行残余量睁为3.78泰mm。8.本工候程桩基部质量问蜂题的成似因造成本工脾程桩基出诞质量问题黎的原因有具多方面。第一：由于染原规划娘方案调毒整，使胜得本教课学楼整谋体后移8m,但本工程异的岩土工糟程详细勘葡察是在方牙案调整之芒前，方案下调整后又康未重新组种织详细勘贤察。这就抚使得本工进程打桩存驻在较大的泰盲目性。第二：施工人壁员责任心鱼不强，在雕桩基施工标过程中遇容到地质情镜况与勘察眉报告有明溪显差异时亩未向有关扶单位通报鲁、处理。扯施工过程晚中的隐蔽烟资料未与叠施工同步司完成，特果别是打桩俊过程中不宅做原始记杜录，许多浓记录是后舍补的。例如，补应勘资料显泽示8#桩的桩豪端未进蒙入⑥号家砾石层替（即处普于⑤号晌淤泥质艘粘土层朴中）,静载荷俗试验也姑验证了姜这一点钓。但打都桩记录险却显示挖最后30c幸m的锤击需数为8击/10c窝m、8击/10馅cm、9击/10c