秦信

摘要：本文介绍了冲孔灌注桩施工工艺，灌注桩施工完成后的桩基检测试验工作，对桩基问题进行原因分析，及处理方案选择和论证，希望通过研究从中选择最适合的解决方案，减少建设成本。

关键词：灌注桩质量；方案论证

1 工程概况

某住宅小區在建高层，地下设一层地下室，地上32层，总高度近95.00米。结构类型采用框支剪力墙结构，建筑抗震设防烈度为7度，基础形式采用高强混凝土预应力管桩，核心筒区域采用端承型冲孔灌注桩，桩端持力层为⑦-2层中等风华片麻岩，桩端岩层的岩样单轴饱和极限抗压强度为84MPA。建筑桩地基安全等级为二级，建筑类别一类。

2 冲孔灌注桩的施工工艺

施工工艺流程：场地平整—桩位放线—浆池浆沟及泥浆制备—护筒埋设—钻机就位、孔位校正—成孔—一次清孔—质量验收—安放钢筋笼—安装导管、检查—二次清孔—浇筑水下混凝土—成桩。

3 冲孔灌注桩检测及持力层承载力验算

本工程冲孔灌注桩桩径为ф1300㎜、ф1500㎜，单桩承载力特征值分别为13300 KN、17700 KN。

3.1桩基质量检测：检测方案采用低应变法、声波透射法、钻芯法三种检测方法对灌注桩进行检测。其中A1#楼的11根灌注桩的检测结果分别为低应变法、声波透射法（桩身完整性检测均为一类桩）；钻芯法检测9根结果为桩身质量均为一、二类桩，其中5根桩的桩端为1#孔支撑于强风化片麻岩，2#孔进入持力层（每根桩钻芯两孔），桩底均无沉渣；1根桩端支撑于强风化片麻岩。桩端持力层取样岩芯试压时发现岩石饱和单轴抗压强度未到达本工程岩土工程勘察报告中的强度值。

3.2承载力验算：根据其提供的《灌注桩桩端持力层取芯试验报告》，指出剩余2根桩端均进入持力层，且中风化岩层及微风化岩层的岩石饱和单轴抗压强度标准值分别为14.49MPa、49.98 MPa。建议A1#楼中风化片麻岩的嵌岩灌注桩设计参数如下：岩石极限侧阻力qsik为800kpa，岩石极限端阻力qpk为9000kpa。

根据上述饱和单轴抗压强度标准值和嵌岩灌注桩设计参数，上部土层及桩侧阻力取原勘察报告建议值。分别按照《高层建筑岩土工程勘察规范》（JGJ72-2004）和《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）的嵌岩桩进行计算，其结果如下表。

单桩承载力计算表

桩径（mm） （JGJ72-2004） （JGJ94-2008） 设计要求 是否满足设计

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

ф=1300 20476 10238 20817 10409 26598 13300 不满足

ф=1500 25745 12873 26750 13375 35412 17700 不满足

根据以上检测结果及换算证明单桩承载力不满足设计要求，且未达到某地质工程勘察院提供的岩土工程勘察报告中的单轴饱和极限抗压强度值。因此必须采取处理方案使其满足设计要求。

4 质量事故分析

4.1 人为因素：

施工单位未严格按照施工专项方案要求执行，质检员未能做好工程质量复检工作，项目管理混乱。监理单位未能要求建设单位组织地勘单位、设计单位等相关专业人员到现场查验灌注桩桩底是否进入持力层，持力层的岩样是否满足地质勘探报告的要求，入岩深度是否满足，孔底沉渣厚度是否超过图纸及规范要求。

4.2客观因素：

4.2.1本地区工程质量检测公司不具备检测单桩承载力特征值17700 KN的静载试验能力，致使在桩基施工过程中未将灌注桩桩顶标高浇筑至自然地面，失去以后采用静载试验进行验证承载力的方法。

4.2.2第一，设计桩端持力层岩土性状未达到原设计要求。第二，地下水位较高对灌注桩施工不利。第三，成桩施工控制难点多（如受地下水活动影响或导管提升过快，或因停电、待料等原因影响，造成混凝土离析、流动，甚至缩颈、断桩等质量事故）。

5 处理方案选择

5.1 拟采用桩底高压注浆的方法对缺陷桩进行补强加固的方案。

5.2 采用充分发挥地基土承载力的桩土共同作用的设计方法。增加核心筒位置筏板与地基的接触面积，以增加地基土承载力从而达到设计承载力的要求。

6 处理方案分析论证

6.1 桩底高压压密注浆。

首先桩底强风化片麻岩压密注浆效果无法进行有效检测，即使满足质量要求承载力得到确认，但其工作耐久性无法得到保证。其次因持力层强度未能达到设计要求及地勘单位的试验值。因此设计院不认可此方法。

6.2采用充分发挥地基土承载力的桩土共同作用的设计方法，即增加核心筒位置筏板与地基的接触面积，以达到设计要求的承载力要求。

某地质工程勘察院提供的岩土工程勘察报告显示，本工程筏板基础的底板位置为⑤-1层粉质粘土层，该层的承载力特征值fak=200kpa。

按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）公式5.2.4对地基土承载力进行修正（保守仅进行深度修正）如下：

fa= fak+ηbr（b-3）+ ηdrm（d-0.5）

fa--修正后的地基承载力特征值； fak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；

ηb、ηd—基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表5.2.4取值；根据具体基底土质，参数分别选为：nb=0.3；nd=1.6；rm=10KN/m3；d=9m。

r—基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；

b—基础底面宽度（m），当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；

rm—基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下去浮重度；

d—基础埋置深度（m），一般自室外地面标高算起。

fa=200+1.6×10×（9-0.5）=336 kpa

原图纸核心筒处筏板的总面积112㎡，扣除桩基截面面积15.5㎡后净面积为96.5㎡。这样地基土所能提供的承载力特征值为：336×96.5=32424KN，距离设计值尚差37212-32424=4788KN。

将核心筒位置筏板的外边缘外扩0.5m，则筏板的净面积约为116㎡。此时地基土能提供的承载力特征值为：336×116=39072KN，满足设计要求。

7 结语

考虑到建筑物基础承台等已施工完成，补桩势必要回填核心筒承台土，工作开展较为困难，建设成本及工期等方面的压力较大。因此理论上采用充分发挥地基土承载力的桩土共同作用的设计方法，增加核心筒位置筏板与地基的接触面积，补足由于灌注桩桩端未完全嵌岩而导致的承载力不足问题成为最佳方案选择。

参考文献：

《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2003）中国建筑工业出版社2003.6.1中国建筑科学研究院

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中国建筑工业出版社2002.4.1中国建筑科学研究院

《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）中国建筑工业出版社2008.8.1中国建筑科学研究院

《高层建筑岩土工程勘察规范》（JGJ72-2004）中国建筑工业出版社2004.10.1中国建筑科学研究院

《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）中国建筑工业出版社2003.1.1中国建筑科学研究院

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）中国计划出版社2002.4.1上海市基础工程公司