4 常見質(zhì)量事故分析及處理
總結(jié)土木建筑學(xué)會近年對一些靜壓樁工地質(zhì)量事故進行咨詢處理的一些案例，如白云區(qū)蕭崗的華建苑工程，中山大學(xué)住宅樓工程，農(nóng)墾公司住宅樓工程，曉港中干警宿舍，世紀(jì)廣場商住樓工程等等,可以發(fā)現(xiàn)一些常見問題。
4.1樁身上抬
由于靜壓樁是擠土樁，在場地樁數(shù)量較多，樁距較密的情況下，時常后壓的樁會對已壓的樁產(chǎn)生擠壓上抬，特別對于短樁，易形成所謂的吊腳樁。這種樁在做靜載試驗時，開始沉降較大，曲線較陡，但當(dāng)樁尖達到持力層，承載力又有明顯增加，沉降曲線又趨于平緩，這是樁身上抬的典型曲線。樁身上抬除了靜載沉降偏大外，對樁而言可能會把接頭拉斷，樁尖脫空，同時大大增加對四周樁的水平擠壓力,導(dǎo)致樁傾斜偏位。在處理上施工前合理安排壓樁順序,同一單體建筑物一般要求先壓場地中央的樁,后壓周邊的樁;先壓持力層較深的樁,后壓較淺的樁。出現(xiàn)樁身上抬后一般采用復(fù)壓的辦法使樁基按正常使用，但對承受水平荷載的基礎(chǔ)要慎重。
4.2引孔壓樁的問題
為了防止樁間的擠土效應(yīng)太大，或土質(zhì)太硬而使樁身較短，施工中往往采用引孔壓樁的工藝 ，即先鉆比管樁略小規(guī)格的直徑鉆孔，深度是樁長的（2/3～1）L，然后將管樁沿預(yù)鉆孔壓下去。引孔應(yīng)隨引隨壓，中間間隔時間不宜大長，否則孔內(nèi)積水，一是會軟化樁端土，待水消散后孔底會留有一定空隙；二是積水往樁外壁冒，削弱了樁的側(cè)摩阻力。
對于較硬土質(zhì)中引孔壓樁還會有樁尖達不到引孔孔底的現(xiàn)象，施工完成后孔底積水使土體軟化，使承載力達不到設(shè)計要求。
4.3樁端封口不實
當(dāng)樁尖有縫隙，地下水水頭差的壓力可使樁外的水通過縫隙進入樁管內(nèi)腔，若樁尖附近的土質(zhì)是泥質(zhì)土，遇水易軟化，從而直接影響樁的承載力。對于樁靴的焊接質(zhì)量要求與端板間無間隙、錯位,保證焊縫飽滿,無氣孔。施焊對稱進行,焊拉時間控制得當(dāng),焊接完成后自然冷卻10分鐘左右方可施打,因高溫焊縫遇水后變脆,容易開裂。工程上比較有效的補救技術(shù)措施是采用"填芯混凝土"法，即在管樁施壓完畢后立即灌入高度為1.2m左右的C20細石混凝土封底，樁端不漏水，樁端附近水壓平衡，樁端土承受三相壓力，承載力能保持穩(wěn)定。
4.4樁頂(底)開裂
由于目前壓樁機越來越大，最重可達6800KN，對于較硬土質(zhì)，管樁有可能仍然壓不到設(shè)計標(biāo)高，在反復(fù)復(fù)壓情況下,管樁樁身橫向產(chǎn)生強烈應(yīng)力，如果樁還是按常規(guī)配箍筋，樁頂混泥土抗拉不足開裂，產(chǎn)生垂直裂縫，為處理帶來很大困難。另一種情況就是管樁由軟弱土層突然進入硬持力層，沒有經(jīng)過渡層,樁機油壓迅速升高,樁身受到瞬間沖擊力也容易引起樁頂開裂,如果硬持力層面不平整,樁靴卡不進土引起樁頭折斷破碎,樁機油壓又下降,再壓時壓力不穩(wěn)定,吊線測量樁長發(fā)現(xiàn)比入土部分短。處理上事前改進樁尖形式(圓錐形樁尖易滑),事后用壓力灌漿把樁底破碎混凝土粘結(jié)住,適當(dāng)折減承載力設(shè)計值。
4.5地質(zhì)構(gòu)造帶
廣州市區(qū)不少地段處在地質(zhì)斷裂破碎帶上，如麓湖斷裂帶、瘦狗嶺斷裂帶等,在這些場地采用靜壓樁，由于受構(gòu)造斷裂的影響，地層結(jié)構(gòu)受到改變，破碎帶作為地下水通道常軟化持力層。壓樁時雖滿足終壓力及樁長要求,而靜載時樁又不合格。不合格樁長范圍可從8米至30米都會出現(xiàn)，與規(guī)程統(tǒng)計的經(jīng)驗公式完全不符，在瘦狗嶺斷裂帶曾有壓樁長80米仍止不住,可見由于土體的破碎加上水的潤滑,土的抗剪強度基本散失,壓力不再隨樁長的增加而增加,這要特別引起重視。對于有軟硬夾層，尤其是硬夾層不厚的情況下，施工時樁尖到達硬夾層，由于超孔壓的反向作用，使樁的終壓力滿足設(shè)計要求，而施工完成后隨孔壓消散，土抗剪強度還沒恢復(fù)，靜載時樁尖土承受更大的壓力，傳遞到軟弱下臥層后引起該層土壓縮增大，進而樁頂下沉增加,位移不滿足要求。
4.6基坑開挖
由于靜壓樁逐漸用在高層建筑中,基坑開挖不可避免。應(yīng)根據(jù)開挖深度考慮是否需要先圍護開挖再沉樁的方案。邊打樁邊開挖是不可取的,先打樁后開挖應(yīng)考慮對稱均勻,如在中間開挖把土堆在周圍就會造成四周和中心的土體高差懸殊,同時超孔隙水壓及震動會使管樁傾斜或折斷,所以合理制定基坑開挖方案是必不可少的。
5 結(jié)語
靜壓樁的沉樁機理非常復(fù)雜，與土質(zhì)、土層排列、硬土層厚度、樁數(shù)、樁距、施工順序、進度等有關(guān),有待進一步研究。靜壓樁施工中出現(xiàn)的問題也各種各樣，最常用的處理方法是提高終壓力進行復(fù)壓。往往樁在做完靜載試驗發(fā)現(xiàn)不合格后，還要增加靜載試驗或大應(yīng)變檢測，以確定更大范圍不合格樁數(shù)量分布。有時基坑已開挖，樁頭已鑿去位置難確定，壓樁機撤出現(xiàn)場，復(fù)壓或補樁有一定困難，這就要采取其它一些措施處理不合格樁，如灌漿補強、降低樁承載力標(biāo)準(zhǔn)或擴大承臺等。相信隨著工程實踐的不斷豐富，能為靜壓樁規(guī)程的制定提供更多的素材。
總結(jié)土木建筑學(xué)會近年對一些靜壓樁工地質(zhì)量事故進行咨詢處理的一些案例，如白云區(qū)蕭崗的華建苑工程，中山大學(xué)住宅樓工程，農(nóng)墾公司住宅樓工程，曉港中干警宿舍，世紀(jì)廣場商住樓工程等等,可以發(fā)現(xiàn)一些常見問題。
4.1樁身上抬
由于靜壓樁是擠土樁，在場地樁數(shù)量較多，樁距較密的情況下，時常后壓的樁會對已壓的樁產(chǎn)生擠壓上抬，特別對于短樁，易形成所謂的吊腳樁。這種樁在做靜載試驗時，開始沉降較大，曲線較陡，但當(dāng)樁尖達到持力層，承載力又有明顯增加，沉降曲線又趨于平緩，這是樁身上抬的典型曲線。樁身上抬除了靜載沉降偏大外，對樁而言可能會把接頭拉斷，樁尖脫空，同時大大增加對四周樁的水平擠壓力,導(dǎo)致樁傾斜偏位。在處理上施工前合理安排壓樁順序,同一單體建筑物一般要求先壓場地中央的樁,后壓周邊的樁;先壓持力層較深的樁,后壓較淺的樁。出現(xiàn)樁身上抬后一般采用復(fù)壓的辦法使樁基按正常使用，但對承受水平荷載的基礎(chǔ)要慎重。
4.2引孔壓樁的問題
為了防止樁間的擠土效應(yīng)太大，或土質(zhì)太硬而使樁身較短，施工中往往采用引孔壓樁的工藝 ，即先鉆比管樁略小規(guī)格的直徑鉆孔，深度是樁長的（2/3～1）L，然后將管樁沿預(yù)鉆孔壓下去。引孔應(yīng)隨引隨壓，中間間隔時間不宜大長，否則孔內(nèi)積水，一是會軟化樁端土，待水消散后孔底會留有一定空隙；二是積水往樁外壁冒，削弱了樁的側(cè)摩阻力。
對于較硬土質(zhì)中引孔壓樁還會有樁尖達不到引孔孔底的現(xiàn)象，施工完成后孔底積水使土體軟化，使承載力達不到設(shè)計要求。
4.3樁端封口不實
當(dāng)樁尖有縫隙，地下水水頭差的壓力可使樁外的水通過縫隙進入樁管內(nèi)腔，若樁尖附近的土質(zhì)是泥質(zhì)土，遇水易軟化，從而直接影響樁的承載力。對于樁靴的焊接質(zhì)量要求與端板間無間隙、錯位,保證焊縫飽滿,無氣孔。施焊對稱進行,焊拉時間控制得當(dāng),焊接完成后自然冷卻10分鐘左右方可施打,因高溫焊縫遇水后變脆,容易開裂。工程上比較有效的補救技術(shù)措施是采用"填芯混凝土"法，即在管樁施壓完畢后立即灌入高度為1.2m左右的C20細石混凝土封底，樁端不漏水，樁端附近水壓平衡，樁端土承受三相壓力，承載力能保持穩(wěn)定。
4.4樁頂(底)開裂
由于目前壓樁機越來越大，最重可達6800KN，對于較硬土質(zhì)，管樁有可能仍然壓不到設(shè)計標(biāo)高，在反復(fù)復(fù)壓情況下,管樁樁身橫向產(chǎn)生強烈應(yīng)力，如果樁還是按常規(guī)配箍筋，樁頂混泥土抗拉不足開裂，產(chǎn)生垂直裂縫，為處理帶來很大困難。另一種情況就是管樁由軟弱土層突然進入硬持力層，沒有經(jīng)過渡層,樁機油壓迅速升高,樁身受到瞬間沖擊力也容易引起樁頂開裂,如果硬持力層面不平整,樁靴卡不進土引起樁頭折斷破碎,樁機油壓又下降,再壓時壓力不穩(wěn)定,吊線測量樁長發(fā)現(xiàn)比入土部分短。處理上事前改進樁尖形式(圓錐形樁尖易滑),事后用壓力灌漿把樁底破碎混凝土粘結(jié)住,適當(dāng)折減承載力設(shè)計值。
4.5地質(zhì)構(gòu)造帶
廣州市區(qū)不少地段處在地質(zhì)斷裂破碎帶上，如麓湖斷裂帶、瘦狗嶺斷裂帶等,在這些場地采用靜壓樁，由于受構(gòu)造斷裂的影響，地層結(jié)構(gòu)受到改變，破碎帶作為地下水通道常軟化持力層。壓樁時雖滿足終壓力及樁長要求,而靜載時樁又不合格。不合格樁長范圍可從8米至30米都會出現(xiàn)，與規(guī)程統(tǒng)計的經(jīng)驗公式完全不符，在瘦狗嶺斷裂帶曾有壓樁長80米仍止不住,可見由于土體的破碎加上水的潤滑,土的抗剪強度基本散失,壓力不再隨樁長的增加而增加,這要特別引起重視。對于有軟硬夾層，尤其是硬夾層不厚的情況下，施工時樁尖到達硬夾層，由于超孔壓的反向作用，使樁的終壓力滿足設(shè)計要求，而施工完成后隨孔壓消散，土抗剪強度還沒恢復(fù)，靜載時樁尖土承受更大的壓力，傳遞到軟弱下臥層后引起該層土壓縮增大，進而樁頂下沉增加,位移不滿足要求。
4.6基坑開挖
由于靜壓樁逐漸用在高層建筑中,基坑開挖不可避免。應(yīng)根據(jù)開挖深度考慮是否需要先圍護開挖再沉樁的方案。邊打樁邊開挖是不可取的,先打樁后開挖應(yīng)考慮對稱均勻,如在中間開挖把土堆在周圍就會造成四周和中心的土體高差懸殊,同時超孔隙水壓及震動會使管樁傾斜或折斷,所以合理制定基坑開挖方案是必不可少的。
5 結(jié)語
靜壓樁的沉樁機理非常復(fù)雜，與土質(zhì)、土層排列、硬土層厚度、樁數(shù)、樁距、施工順序、進度等有關(guān),有待進一步研究。靜壓樁施工中出現(xiàn)的問題也各種各樣，最常用的處理方法是提高終壓力進行復(fù)壓。往往樁在做完靜載試驗發(fā)現(xiàn)不合格后，還要增加靜載試驗或大應(yīng)變檢測，以確定更大范圍不合格樁數(shù)量分布。有時基坑已開挖，樁頭已鑿去位置難確定，壓樁機撤出現(xiàn)場，復(fù)壓或補樁有一定困難，這就要采取其它一些措施處理不合格樁，如灌漿補強、降低樁承載力標(biāo)準(zhǔn)或擴大承臺等。相信隨著工程實踐的不斷豐富，能為靜壓樁規(guī)程的制定提供更多的素材。