建筑住宅基礎PHC問題樁的處理

石成玉 吳天祿 張 麗

近年來,PHC管樁由于具有樁身成型質量好、混凝土強度高、單樁承載力大、耐沖擊性能好、穿透力強、價格便宜、施工快捷且采取靜壓施工時對周圍環境影響小等優點而被廣泛應用于高層建筑結構的基礎工程中,但在土質條件復雜,特別是上層雜填土和黃土,土的抗側壓性能差,下層是粉土和中粗砂,土的各項力學指標均較好,承載能力強的情況下,加之在壓樁施工、土方開挖過程中,常會發生樁身損壞產生裂縫等質量問題,出現Ⅲ類樁,從而大大削弱了基礎的承載力。因此發生此種情況后如何對基礎進行加固補強就成為施工中需要解決的一個問題。

1 工程概況

某住宅小區位于陜西省西安市,規劃用地面積約74 837 m2,設計由18棟樓組成,總建筑面積約為443 185 m2。其中2號樓建筑面積為11 590 m2,建筑基地面積為645 m2,地上17+1層,地下1層,框架剪力墻結構,抗震設防烈度為8度。樁基礎采用PHC-AB500(125)-14a管樁,設計總樁數主樓198根,裙樓 32根,設計單樁豎向極限承載力標準值為4 400 kN,樁端要求必須進入中粗砂層1 000 mm。

工程樁基礎于2009年1月12日開始施工,由某專業基礎公司采用ZYJ800B型液壓靜力壓樁機施工。

表1 地基土巖性特征及fak值

2 工程地質情況

本工程地貌單元屬渭河右岸二級階地,非自重濕陷性黃土場地,地基濕陷等級為Ⅰ級(輕微)。地下水位埋深15.00 m～19.30 m,屬潛水。地基處理深度范圍內各層地基土巖性特征及地基土承載力特征值 fak見表1。

3 樁基檢測情況

1)低應變法。

采用FDP204PDA掌上型動測儀隨機對121根樁進行了檢測,其中主樓 103根,裙樓 18根,抽樣率52.6%,滿足 JGJ 106-2003建筑基樁檢測技術規范中要求的抽檢數量不少于總樁數的30%,且不得少于20根的規定。

所檢測的121根樁的低應變法檢測曲線表明：所測樁動測曲線波形清晰,檢測樁身波速范圍：4 030 m/s～4 640 m/s,平均值為4 360 m/s。主樓5號,37號,72號樁樁身不同位置嚴重裂縫為Ⅲ類樁,占主樓檢測樁比例的2.9%;主樓66號,82號,89號,110號,122號,183號樁樁身不同位置裂縫為Ⅱ類樁,占主樓檢測樁比例的5.8%;其余主樓檢測樁樁身完整性良好,均為Ⅰ類樁;裙樓檢測樁樁身完整性良好,均為Ⅰ類樁。

2)單樁豎向抗壓靜載試驗。

本工程共檢測工程樁3根,試驗采用6 300 kN油壓千斤頂錨樁式慢速維持荷載法,逐級加載,精密壓力表量測試驗壓力,兩塊百分表觀測試樁沉降量。

由試驗樁的 Q—s,s—lg t曲線,如圖1所示,可以看出：試驗樁最大加載均為4 400 kN,所繪Q—s曲線無陡降段,s—lgt曲線基本平行、等距,未出現明顯彎曲,表明試樁未達到其極限狀態,單樁豎向抗壓極限承載力可取4 400 kN。

4 問題樁原因分析

1)排除設計原因。因為設計布樁已經考慮了打樁擠土效應,樁間距最小2.1 m＞3倍樁徑=3×0.5=1.5 m,說明問題樁不是壓樁過程中樁間土擠壓造成的。2)機械開挖造成樁頭損傷。機械開挖過程中,部分樁埋在土層里,用肉眼不容易發現,造成挖掘機在開挖過程中將樁頭碰撞受損。3)管樁在吊裝就位、運輸、堆放中可能引起損傷。4)管樁本身在加工制作中存在質量缺陷。5)根據地質報告,樁的上半部分處在雜填土和黃土中,土的抗側壓性能差,對樁體的束縛力很弱;下半部分處在粉土和中粗砂中,土的各項力學指標均較好,承載能力強,樁身得到了很好的限制。問題樁裂縫產生在土質好壞交界面,說明樁上部受到了很大的水平擠壓力,產生了很大的彎矩,當彎矩超過樁身預應力鋼筋混凝土抗彎能力時,就會導致樁開裂損壞。這個水平擠壓力可能是由靜壓樁在行走時所產生的,是造成管樁損壞的原因。

5 問題樁處理方案

1)短樁接樁處理法。采用 8根φ 20的二級鋼,箍筋φ 8@200的鋼筋籠,伸入短樁1 200 mm以下,采用C40微膨脹混凝土澆灌,混凝土澆灌前必須將樁內壁浮漿清除干凈,并涂刷界面劑兩遍,處理范圍及深度如圖2所示。

2)樁內部處理法。管樁內壁采用6根直徑為14的三級鋼筋,箍筋采用φ 8@200的螺旋箍筋,上口伸入筏板600 mm,下部超過裂縫處1 000 mm,混凝土采用C40微膨脹混凝土,混凝土澆灌前必須將樁內壁浮漿清除干凈,并涂刷界面劑兩遍,處理范圍及深度如圖3所示。

3)管樁外部處理法。對存在問題的管樁四周土方開挖至裂縫處以下600 mm,將管樁表面四周雜質清理干凈,并涂刷界面劑兩遍,混凝土采用C40,處理方法如圖 4所示。

6 結語

1)出現問題樁,必須考慮多種因素,從管樁質量、靜壓樁施工、土方開挖等方面綜合考慮。

2)對已發生問題的樁基礎,必須正視問題,嚴禁弄虛作假,積極主動聯系相關部門,對存在的問題及時給予解決。

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