9.13,陈老师-黄海玲,郑老师,ZB;某工程桩基础质量原因分析及加固补强措施

第一篇：9.13,陈老师-黄海玲,郑老师,ZB;某工程桩基础质量原因分析及加固补强措施

某工程桩基础质量原因分析及加固补强措施

摘要：我国因为地质条件复杂、地域范围宽广，使得桩基工程不仅受到岩土工程基础、工程条件、结构设计等因素的影响，还会受到施工人员的专业水平与施工条件的影响。本文将以框架剪力墙为主要结构的主楼桩基工程作为研究对象，研究在施工过程中存在的桩位偏移与倾斜的问题以及桩基事故发生的原因，从而探讨出给予相应的加固补强的有效措施，以供参考。

关键词：基础工程；建筑物；桩基工程；加固补强

随着建筑行业的高速发展，使得建筑工程的规模不断扩大，开始在桩基础工程中应用大直径混凝土灌注桩，其具有精度高、施工速度快、机械化程度高等优势特点。但是在实际应用中也存在较多的问题，桩基施工事故也屡有发生，降低了建筑工程的施工质量。、工程概况及地质分布

该工程项目整体地块形状为三角形，总占地面积为81734.65m2，该建筑工程拟建为商住两用社区。本文就以5号楼为例，对其出现的桩基事故进行研究。该楼为剪力墙结构，本文将对近期出现桩基事故的5号楼进行研究。5号楼的主楼框架为剪力墙结构，西面是内凹扇形裙楼，呈1/4圆形状，剪力墙轴力值最大设计值为12400KN，在电梯间分布。对该主楼进行地质勘测，获得报告显示可使用钻孔灌注桩与预应力管桩，根据5号楼地下图层和上部结构的荷载情况，PHC预应力管桩可作为最佳管桩基础。桩端持力层设置为第7层，预应力管桩的型号为PHC-A500-100。主楼下方有110根桩位组成，承台有墙下独立承台、柱下独立承台，彼此之间有拉梁作为联结，这就使承台基桩的稳定性与整体性得到了有效的保证。、桩基质量事故情况

在所有基桩施工结束后，对5号楼进行施工验收检测，检测结果中显示主楼基桩施工存在很多不合理的设计，与规范要求相违背，主要体现在以下几个方面：第一，基桩存在水平偏位，与规范要求不吻合；第二，基桩垂直度不符合规定，斜率超过1%-4%；第三，根据低应变检测情况发现为Ⅱ类基础工程。3、桩基质量事故原因分析

通过分析工程地质勘查数据以及原来的设计依据，验算单桩承载力特征值的取值、桩型选择、基桩承载力、基础形式选择、基础沉降以及承台抗冲切等设计，最终得出结果表示基桩变形与承载力都与规范要求相吻合，因而桩基事故发生原因判断为施工环节。

在开挖深基坑的过程中，发现了5号楼中大量基桩存在不同程度的倾斜与偏位，甚至有的基桩桩顶偏位值达到了780mm，进行了基桩低应变动力检测后，我们发现Ⅱ类基础工程基桩数量高达14根。桩群中存在不同程度的偏位与倾斜，具体表现为：一边的庄偏位值较大，另一边则较小，并且同一基坑中倾斜与偏移方向相同。桩基发生事故的主要原因如下所示。

3.1 没有加固处理基坑内的软弱土层

按照《建筑桩基技术规范》中的相关规定，当承台周围的土层为可液化土或者为软土（最大承载力＜80KPa）时，应当将承台外的土层采取加固处理[1]。实际开挖该工程基坑内的土层为淤泥质的软土层，根据地质勘查数据得知，该土层最大承载力为64KPa，按照规范规定，应当要加固处理该图层，但是该建筑工程并没有采取相应的措施进行加固处理，软土层中基桩的抗侧承载能力不达标，导致开挖过程中机械设备的重力引起边坡变形，从而加速了桩身偏位与倾斜。

3.2 对开挖土方的方式、顺序缺乏合理规划

施工人员在使用机械设备进行开挖的过程中没有进行合理的规划，开挖方法不规范，未严格按要求进行分层开发，尤其是对于5号楼所处的软土层，在开挖过程中，高度相差较大，没有按照先沉桩后开挖以及高度差应小于1m的相关规定。通常情况下，18层以上的建筑物都会设置地下室，地下室的土层如果是软土层，应进行对称开挖，先挖余土，高度不能相差太大，否则会致使管桩发生倾斜与偏位。

3.3 测量放线发生偏位

在测量桩基工程时，因为场地没有固定的测量点，因此环形闭合差比规定值要大，还有施工人员的失误或疏忽，很容易出现桩基定位不明的问题，放线存在大量偏位。加固处理方案 桩基事故后，因为桩基承载力与上部结构对荷载的要求不相吻合，因此需要通过采取加固补强的补桩措施来提高桩基的承载力。为了消除沉降的差异性，最好的措施就是在承载力最小的地方进行加桩，同时还要提高桩基的整体性与上部结构的抗倾覆力。

4.1 桩基础加固初步处理意见

为了避免外荷载对基桩不会产生额外荷载，需要谨慎选择补桩的位置，通常情况下以柱底弯矩值较小的地方为宜，并注意补桩的对称性，也就是废除一根对称补2根。同时，还要保证在补桩过程中，横向与纵向的群桩中心其中一个不会发生改变。结合补桩的位置，可以利用不规则的几何形状来减小承台平面尺寸，同时添加新桩时，还要注意设置合理的桩间距，补桩与报废桩之间的中心距离不宜小于1.5倍桩径，如果已有桩与新补桩的直径不相同时，可以将桩间距与大直径桩等同。最后还要考虑到外力转化因素。所谓外力转化主要有几个方面：（1）桩轴力N发生偏心弯矩值，其主要原因是补桩后群桩的静力中心发生了偏移；（2）承台自重发生了偏心弯矩值，这是由承台尺寸的增加导致自身重量增加所致，最终造成重心与群桩静力中心产生偏离；（3）增加自重弯矩值与结构自重；（4）上覆土体的自重加剧了弯矩值，是因为增加承台面积所致。在补桩时要按照以上补桩原则与思路来确定基桩的位置。

4.2 桩基础加固主要施工步骤及要点

根据上述加固补强的建议与基本原则，利用锚杆静压桩特有的加固补强的作用对5号楼桩基问题进行加固补强。

具体施工步骤与要点：

（1）首先将原来设计的基础承台变为平板式的筏形基础，混凝土强度级别为C35，板底标高设置为-3.300m。

（2）Ⅱ类工程的加固处理方法均采用补偿收缩混凝土灌芯法。钢筋配筋、灌芯混凝土的要求与一般工程桩的要求基本一致，桩顶灌芯要求与一般工程的要求相同，灌芯范围控制在检测报告中缺陷往下2cm处。

（3）补桩设计利用型号为PHC-A300-70的锚杆静压桩，共计90处补桩位。桩端持力层选择第7层的黏土层，单桩承载力的特征值为680KN，压桩力大于1200KN，桩长为持力层与最终压桩力对其双控，主要控制条件为最终压桩力，桩身采用焊接接头。上部结构荷载提供锚杆静压桩的压桩反力。在施工上部结构至第4层时对锚杆静压桩进行施工，压桩顺序为由中央扩散至周围，由里向外。

（4）在墙柱对应锚杆桩洞口预留处设置沉降观测点，每次加载锚杆静压桩后对其沉降情况进行观察，根据观测结果，并与各方协商取得一致的结果后最终确定观测延续时间。

5、加固处理效果

通过采用静压桩技术对该商住社区建筑物灌注桩进行加固补强后，原来的灌注桩端与持力层的设计要求相吻合，单桩承载力符合设计要求，通过记录静压桩的压力值，使得单桩承载力数据更加可靠、直观与全面。从压桩记录中就可以对下沉不同程度压桩进行了解。在860KN压力作用下，所有桩都能实现稳定不沉降的效果，同时没有破坏原来桩身的完整性，起到了加固补强的目的作用，并且静压桩技术具有加固成本低、施工时间短、质量高的优势作用，在桩基加固补强领域具有较高的应用价值，值得广泛推广。

结束语：

工程项目中的一项重要分部工程就是基础工程，对于构筑物而言是非常重要的。基础工程质量的优劣直接影响整个构筑物的结构稳定与安全性，直接关系着人们的生命安全。现在很多建筑工程都会选择的一项基础分部工程就是桩基工程，如何提高成桩质量，一直是监理单位、建设单位、施工单位以及设计单位等部门关注的热点问题。

参考文献：

[1]王秀哲,陶亚新.某工程桩基础偏位原因分析及加固补强措施[J].建筑技术,2010,41(10):887-890.