鉆孔灌注樁三類樁事故實(shí)例分析

姚媛媛

（中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司太原設(shè)計(jì)院， 山西 太原 030009）

1 工程概況：

本工程地處河北，為雙柱雙挑站臺風(fēng)雨棚，總長度500m,總寬度12m,設(shè)計(jì)使用年限100 年，結(jié)構(gòu)安全等級一級，框架抗震等級一級，重要性系數(shù)1.1，建筑抗震設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類。本工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為乙級，基礎(chǔ)樁基設(shè)計(jì)等級為丙級，樁基結(jié)構(gòu)安全等級為二級。樁基礎(chǔ)為機(jī)械鉆孔灌注樁，樁徑500mm,地下總樁數(shù)270 根，有效樁長10～17m，樁入持力層深度不小于2 倍樁徑。樁身混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級C30，鋼筋:HRB400。

現(xiàn)場地質(zhì)情況: 本工程地處范圍屬濱江平原區(qū)，地勢寬廣平坦，主要以第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl）粗顆粒的圓礫土為主，局部夾粉土、粉質(zhì)粘土及砂類土夾層，地層構(gòu)成相對較為穩(wěn)定，無不良地質(zhì)，適宜本工程建設(shè)。場地內(nèi)土層自上而下主要包含：③15 粉質(zhì)黏土：黃褐色，硬塑，切面較光滑，含鐵錳氧化物，局部含少量姜石。厚度1.0-6.5 米。③32 新黃土：黃褐色，硬塑， 含少量黏性土。厚度0.5-4.9 米。③22 粉土：褐黃色，中密，潮濕，含少量黏性土。厚度1.3-3.1米。③23 粉土：褐黃色，密實(shí)，潮濕，含少量黏性土。厚度0.8-5.6 米。③42 粉砂：黃褐色，中密，潮濕，成份以石英、長石為主，含黏性土及粉土互層。厚度1.5-5.4 米。③43 粉砂：黃褐色，密實(shí)，潮濕，成份以石英、長石為主，含少量黏性土及云母碎屑。厚度大于3.4 米。③51 細(xì)砂：黃褐色，稍密，稍濕～潮濕，主要成份為石英、長石，顆粒級配較差，砂質(zhì)不均勻，手捏具砂感。厚度1.0-4.8 米。③52 細(xì)砂：黃褐色，中密，潮濕，成份以石英、長石為主，含少量黏性土及礫石。厚度2.7-4.4 米。③53 細(xì)砂：褐黃色，密實(shí)，潮濕，成份以石英、長石為主，偶見礫石。厚度0.6-8.6 米。③71 粗砂：黃褐色，稍密，潮濕，成份以石英、長石為主，含約30%的中細(xì)砂。厚度1.2-2.7 米。③72 粗砂：黃褐色，中密，潮濕，成份以石英、長石為主，含約30%的中細(xì)砂。厚度2.5 米。③73 粗砂：黃褐色，密實(shí)，潮濕，成份以石英、長石為主，含約30%的中細(xì)砂。厚度4.4-4.8 米。③82 礫砂：黃褐色，中密，潮濕，成份以石英、長石為主，含約30%的中細(xì)砂。厚度3.0-4.0米。④31 圓礫土夾粉土、粉質(zhì)黏土薄層或透鏡體：褐黃色～灰褐色，稍密，潮濕，礫石成份以花崗巖為主，呈圓棱狀，一般粒徑8-20mm，最大粒徑60mm，充填中粗砂及少量黏性土，常夾有粉土、粉質(zhì)黏土薄層及透鏡體。厚度1.8-4.0 米。④32圓礫土夾粉土、粉質(zhì)黏土薄層或透鏡體：灰黃色，中密，潮濕，顆粒成份為砂巖、花崗巖，多呈次圓狀，粒徑2-20mm 約占53%，20-60mm 約占14%，余為泥砂質(zhì)充填。常夾有粉土、粉質(zhì)黏土薄層及透鏡體。厚度2.5-3.1 米。④33 圓礫土夾粉土、粉質(zhì)黏土薄層或透鏡體：褐黃色～灰褐色，密實(shí)，潮濕，礫石成份以花崗巖為主，呈圓棱狀，一般粒徑8-20mm，最大粒徑60mm，充填中粗砂及少量黏性土，常夾有粉土、粉質(zhì)黏土薄層及透鏡體。厚度1.8-34.4 米。④41 卵石土夾粉土、粉質(zhì)黏土薄層：褐黃色～灰褐色， 稍密，潮濕，礫石成份以花崗巖為主，呈圓棱狀，一般粒徑20-60mm，最大粒徑90mm，充填中粗砂及少量黏性土，常夾有粉土、粉質(zhì)黏土薄層及透鏡體。厚度1.5-5.9 米。④42 卵石土夾粉土、粉質(zhì)黏土薄層：褐黃色～灰褐色， 中密，潮濕，礫石成份以花崗巖為主，呈圓棱狀，一般粒徑20-60mm，最大粒徑90mm，充填中粗砂及少量黏性土，常夾有粉土、粉質(zhì)黏土薄層及透鏡體。厚度2.6-4.0 米。④43 卵石土夾粉土、粉質(zhì)黏土薄層：褐黃色～灰褐色，密實(shí)，潮濕，礫石成份以花崗巖為主，呈圓棱狀，一般粒徑20-60mm，最大粒徑90mm，充填中粗砂及少量黏性土，常夾有粉土、粉質(zhì)黏土薄層及透鏡體。厚度1.8-55.6米。新黃土具有非自重濕陷性，濕陷等級為Ⅰ級輕微-Ⅱ級中等?？睖y期間未見地表水。地下水為第四系松散層孔隙潛，埋深大于30m，地下水對工程無影響。本工程位于填方區(qū)，素填土高度7.2～1.58 米.

2 III 類樁概況;

本工程施工完成后，工程樁應(yīng)進(jìn)行豎向承載力和樁身完整性抽樣檢測。樁身完整性抽樣檢測方法擬采用低應(yīng)變法并結(jié)合聲波透射法，具體要求如下：（1）、受檢樁混凝土強(qiáng)度至少達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 70%，且不小于 15MPa。（2）、應(yīng)采用低應(yīng)變法對工程樁進(jìn)行檢測，抽檢數(shù)量不少于總樁數(shù)的20%，并不少于10 根，且另應(yīng)選用聲波透射法對部分受檢樁進(jìn)行樁身完整性檢測，抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的10%。每個(gè)承臺抽檢樁數(shù)不得少于一根。（3）、當(dāng)采用上述方法抽檢樁身完整性所發(fā)現(xiàn)的Ⅲ、Ⅳ類樁之和大于抽檢樁數(shù)的20%時(shí)，宜采用高應(yīng)變法，在未檢樁中繼續(xù)擴(kuò)大抽檢直至普測。

樁基施工完畢后，由第三方檢測公司進(jìn)行低應(yīng)變檢測，根據(jù)檢測結(jié)果分析Y14軸YPB206 和Y35 軸YPB169 號樁分別在樁頂以下4.3～4.5m 處、4.6～5.0m 處存在擴(kuò)徑后縮徑的情況，具體縮徑后樁徑無法判定，因此定性為Ⅲ類樁。YPB206 號樁樁徑500mm，設(shè)計(jì)樁長10m，強(qiáng)度C30，實(shí)際樁長10.77m，設(shè)計(jì)方量1.9625m3，實(shí)際方量5.0m3，超量1.5 倍。YPB169 號樁樁徑500mm，設(shè)計(jì)樁長14m，強(qiáng)度C30，實(shí)際樁長14.773m，設(shè)計(jì)方量2.7475m3，實(shí)際方量7.5m3，超量近2 倍。

3 原因分析：

此兩根樁4.6～5.0m 處為圓礫土及卵石土夾粉土。啥時(shí)、卵石層向來是鉆孔樁施工較難保證鉆孔質(zhì)量的土層類型。在此處出現(xiàn)縮徑，經(jīng)分析其可能原因有以下幾點(diǎn)：1）由于此處塌孔，出現(xiàn)很大的擴(kuò)徑，塌孔以下突然縮徑恢復(fù)設(shè)計(jì)樁徑而導(dǎo)致的波形異常；2）混凝土澆筑過程中出現(xiàn)塌孔，泥土夾在混凝土中產(chǎn)生缺陷。經(jīng)鉆芯驗(yàn)證缺陷部位存在夾泥現(xiàn)象，由此證實(shí)該三類樁出現(xiàn)的原因?yàn)榛炷翝仓^程不規(guī)范，塌孔后泥土夾在混凝土中從而導(dǎo)致缺陷產(chǎn)生。（3）管理原因，鉆孔過程中出現(xiàn)了塌孔，項(xiàng)目負(fù)責(zé)鉆孔及清孔旁站的施工人員未向部門領(lǐng)導(dǎo)反應(yīng)情況，未能及時(shí)進(jìn)行記錄，導(dǎo)致上交分析數(shù)據(jù)延遲，未能將問題處理在混凝土澆筑之前；混凝土澆筑過程中未能按交底要求嚴(yán)格控制，導(dǎo)致混凝土澆筑過程中導(dǎo)管露出混凝土面從而使泥土夾在樁基混凝土中；混凝土澆筑之后亦未能及時(shí)將混凝土澆筑異常情況向領(lǐng)導(dǎo)反饋，不能及時(shí)分析混凝土超方原因而進(jìn)行相關(guān)補(bǔ)救措施。最終導(dǎo)致兩根灌注樁出現(xiàn)缺陷，最終被判定為三類樁。

4 處理措施：

此兩根樁縮頸位置位于樁身中部，因站臺雨棚臨近線路且為填方區(qū)，距離相鄰兩側(cè)樁位置較近，站臺雨棚兩側(cè)為站臺擋墻，雨棚樁基穿過站臺擋墻底板，施工場地受限，若開挖截樁，除兩側(cè)相鄰樁承載力可能會受影響外，站臺擋墻基礎(chǔ)定會受到破壞。補(bǔ)樁位置受場地限制限，且擴(kuò)大承臺會影響站臺擋墻。由于地下情況復(fù)雜，且三類樁縮頸情況不明，高壓注漿方式不可取。根據(jù)多方多次認(rèn)真討論后確定：采用原位補(bǔ)樁的方法，用沖擊鉆將缺陷樁破除， 達(dá)到設(shè)計(jì)孔深后在樁基原位置按照原圖紙參數(shù)重新灌注鋼筋混凝土樁。

原樁破除采用就地挖泥漿池的方法進(jìn)行施工。砼澆筑前采用循環(huán)稀泥漿的方式進(jìn)行二次清孔。工藝流程：埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位破除→清孔→鋼筋籠吊放→混凝土灌注，施工過程由施工單位及監(jiān)理單位嚴(yán)格把控?；炷翝仓戤吅?，等待7-15 天，待其強(qiáng)度達(dá)到80%以上時(shí)，進(jìn)行低應(yīng)變檢測，檢測結(jié)果合格后方可進(jìn)行下一步施工。

5 處理結(jié)果

此兩根三類樁經(jīng)上述方案處理后，經(jīng)重新檢測，均達(dá)到二類樁標(biāo)準(zhǔn)，符合設(shè)計(jì)要求。