淺談灌注樁施工質(zhì)量問題分析與處理

秦信

摘要：本文介紹了沖孔灌注樁施工工藝，灌注樁施工完成后的樁基檢測試驗工作，對樁基問題進行原因分析，及處理方案選擇和論證，希望通過研究從中選擇最適合的解決方案，減少建設成本。

關鍵詞：灌注樁質(zhì)量；方案論證

1 工程概況

某住宅小區(qū)在建高層，地下設一層地下室，地上32層，總高度近95.00米。結(jié)構(gòu)類型采用框支剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑抗震設防烈度為7度，基礎形式采用高強混凝土預應力管樁，核心筒區(qū)域采用端承型沖孔灌注樁，樁端持力層為⑦-2層中等風華片麻巖，樁端巖層的巖樣單軸飽和極限抗壓強度為84MPA。建筑樁地基安全等級為二級，建筑類別一類。

2 沖孔灌注樁的施工工藝

施工工藝流程：場地平整—樁位放線—漿池漿溝及泥漿制備—護筒埋設—鉆機就位、孔位校正—成孔—一次清孔—質(zhì)量驗收—安放鋼筋籠—安裝導管、檢查—二次清孔—澆筑水下混凝土—成樁。

3 沖孔灌注樁檢測及持力層承載力驗算

本工程沖孔灌注樁樁徑為ф1300㎜、ф1500㎜，單樁承載力特征值分別為13300 KN、17700 KN。

3.1樁基質(zhì)量檢測：檢測方案采用低應變法、聲波透射法、鉆芯法三種檢測方法對灌注樁進行檢測。其中A1#樓的11根灌注樁的檢測結(jié)果分別為低應變法、聲波透射法（樁身完整性檢測均為一類樁）；鉆芯法檢測9根結(jié)果為樁身質(zhì)量均為一、二類樁，其中5根樁的樁端為1#孔支撐于強風化片麻巖，2#孔進入持力層（每根樁鉆芯兩孔），樁底均無沉渣；1根樁端支撐于強風化片麻巖。樁端持力層取樣巖芯試壓時發(fā)現(xiàn)巖石飽和單軸抗壓強度未到達本工程巖土工程勘察報告中的強度值。

3.2承載力驗算：根據(jù)其提供的《灌注樁樁端持力層取芯試驗報告》，指出剩余2根樁端均進入持力層，且中風化巖層及微風化巖層的巖石飽和單軸抗壓強度標準值分別為14.49MPa、49.98 MPa。建議A1#樓中風化片麻巖的嵌巖灌注樁設計參數(shù)如下：巖石極限側(cè)阻力qsik為800kpa，巖石極限端阻力qpk為9000kpa。

根據(jù)上述飽和單軸抗壓強度標準值和嵌巖灌注樁設計參數(shù)，上部土層及樁側(cè)阻力取原勘察報告建議值。分別按照《高層建筑巖土工程勘察規(guī)范》（JGJ72-2004）和《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94-2008）的嵌巖樁進行計算，其結(jié)果如下表。

單樁承載力計算表

樁徑（mm） （JGJ72-2004） （JGJ94-2008） 設計要求 是否滿足設計

Qμ（KN） Ra（KN） Qμ（KN） Ra（KN） Qμ（KN） Ra（KN）

ф=1300 20476 10238 20817 10409 26598 13300 不滿足

ф=1500 25745 12873 26750 13375 35412 17700 不滿足

根據(jù)以上檢測結(jié)果及換算證明單樁承載力不滿足設計要求，且未達到某地質(zhì)工程勘察院提供的巖土工程勘察報告中的單軸飽和極限抗壓強度值。因此必須采取處理方案使其滿足設計要求。

4 質(zhì)量事故分析

4.1 人為因素：

施工單位未嚴格按照施工專項方案要求執(zhí)行，質(zhì)檢員未能做好工程質(zhì)量復檢工作，項目管理混亂。監(jiān)理單位未能要求建設單位組織地勘單位、設計單位等相關專業(yè)人員到現(xiàn)場查驗灌注樁樁底是否進入持力層，持力層的巖樣是否滿足地質(zhì)勘探報告的要求，入巖深度是否滿足，孔底沉渣厚度是否超過圖紙及規(guī)范要求。

4.2客觀因素：

4.2.1本地區(qū)工程質(zhì)量檢測公司不具備檢測單樁承載力特征值17700 KN的靜載試驗能力，致使在樁基施工過程中未將灌注樁樁頂標高澆筑至自然地面，失去以后采用靜載試驗進行驗證承載力的方法。

4.2.2第一，設計樁端持力層巖土性狀未達到原設計要求。第二，地下水位較高對灌注樁施工不利。第三，成樁施工控制難點多（如受地下水活動影響或?qū)Ч芴嵘^快，或因停電、待料等原因影響，造成混凝土離析、流動，甚至縮頸、斷樁等質(zhì)量事故）。

5 處理方案選擇

5.1 擬采用樁底高壓注漿的方法對缺陷樁進行補強加固的方案。

5.2 采用充分發(fā)揮地基土承載力的樁土共同作用的設計方法。增加核心筒位置筏板與地基的接觸面積，以增加地基土承載力從而達到設計承載力的要求。

6 處理方案分析論證

6.1 樁底高壓壓密注漿。

首先樁底強風化片麻巖壓密注漿效果無法進行有效檢測，即使?jié)M足質(zhì)量要求承載力得到確認，但其工作耐久性無法得到保證。其次因持力層強度未能達到設計要求及地勘單位的試驗值。因此設計院不認可此方法。

6.2采用充分發(fā)揮地基土承載力的樁土共同作用的設計方法，即增加核心筒位置筏板與地基的接觸面積，以達到設計要求的承載力要求。

某地質(zhì)工程勘察院提供的巖土工程勘察報告顯示，本工程筏板基礎的底板位置為⑤-1層粉質(zhì)粘土層，該層的承載力特征值fak=200kpa。

按《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2002）公式5.2.4對地基土承載力進行修正（保守僅進行深度修正）如下：

fa= fak+ηbr（b-3）+ ηdrm（d-0.5）

fa--修正后的地基承載力特征值； fak--地基承載力特征值，按本規(guī)范第5.2.3條的原則確定；

ηb、ηd—基礎寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土的類別查表5.2.4取值；根據(jù)具體基底土質(zhì)，參數(shù)分別選為：nb=0.3；nd=1.6；rm=10KN/m3；d=9m。

r—基礎底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；

b—基礎底面寬度（m），當基寬小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；

rm—基礎底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下去浮重度；

d—基礎埋置深度（m），一般自室外地面標高算起。

fa=200+1.6×10×（9-0.5）=336 kpa

原圖紙核心筒處筏板的總面積112㎡，扣除樁基截面面積15.5㎡后凈面積為96.5㎡。這樣地基土所能提供的承載力特征值為：336×96.5=32424KN，距離設計值尚差37212-32424=4788KN。

將核心筒位置筏板的外邊緣外擴0.5m，則筏板的凈面積約為116㎡。此時地基土能提供的承載力特征值為：336×116=39072KN，滿足設計要求。

7 結(jié)語

考慮到建筑物基礎承臺等已施工完成，補樁勢必要回填核心筒承臺土，工作開展較為困難，建設成本及工期等方面的壓力較大。因此理論上采用充分發(fā)揮地基土承載力的樁土共同作用的設計方法，增加核心筒位置筏板與地基的接觸面積，補足由于灌注樁樁端未完全嵌巖而導致的承載力不足問題成為最佳方案選擇。

參考文獻：

《建筑樁基檢測技術規(guī)范》（JGJ106-2003）中國建筑工業(yè)出版社2003.6.1中國建筑科學研究院

《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2002）中國建筑工業(yè)出版社2002.4.1中國建筑科學研究院

《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94-2008）中國建筑工業(yè)出版社2008.8.1中國建筑科學研究院

《高層建筑巖土工程勘察規(guī)范》（JGJ72-2004）中國建筑工業(yè)出版社2004.10.1中國建筑科學研究院

《建筑地基處理技術規(guī)范》（JGJ79-2002）中國建筑工業(yè)出版社2003.1.1中國建筑科學研究院

《建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50202-2002）中國計劃出版社2002.4.1上海市基礎工程公司