3
Es ( MPa) 0. 00 2. 69 3. 43 7. 22 7. 31 14. 60 5. 80 12. 50 26. 00 32. 00 40. 00
fs ( kPa) 0. 00 15. 00 15. 00 20. 00 23. 00 50. 00 35. 00 70. 00 60. 00 80. 00 70. 00
fp ( kPa) 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 1 500 600 2 000 3 000 4 500 3 500
备注
局 部缺失
局 部缺失 局 部缺失
72 报告进行分析 , 基本上弄清这次事故的原因 :
平顶山工学院学报
2005 年 3 月
∀ 在上海软土地区 , 浅层土较软 , 因此在静压桩施工时 , 特别 是大吨位的压机施工时 , 表层硬壳层的强 度和厚度就 显 得特别重要。根据工程地质条件 , 第 ∀ 层土为填土 , 工程性质较差 , 而且厚 薄不一 , 设计中一般不考虑。有 工程利用价 值 的一般是第 # 层灰黄 ~ 兰绿色粉质粘土 , 而且在桩基施 工中主要是 这一层土在 支撑桩机 重量。本场地 第 # 层 灰黄 ~ 兰 绿色粉质粘土的厚度较薄 , 最厚处 1. 5m, 最薄处只有 20~ 30cm, 直至缺失。该层的工程物 理指标 : f p = 80 kPa( 上海地 基 规范 , 地基承载力设计值 ) , P s = 0. 38 MPa, w % = 34. 2% , e = 0. 98, E s= 2. 69MPa, 接近于淤泥质土。从现场实际情况 来 看 , 这层土就是淤泥质土 , 根本不能对大吨位桩机提供有效支撑 , 而施工时用的桩机总重近 400 t, 造成 施工过程中桩机下 陷。从施工记录中可以看到 , 施工时桩机最大下陷达 1. 5m, 而 且压桩 结束时 , 有明 显的地 面振动 向桩机 四周土 层扩散。 桩机下陷时会对上层土有水平推力 , 造成桩位偏移 , 再加上桩顶距地面较近 , 桩机的轨道会直接压在桩顶上 , 造成桩断 裂 错位。 # 业主为赶工期 , 在场地不大的工地上 , 几台桩机 24h 连续施工 , 施工速度过 快 , 造成土体中 地下水压 力不能及时 扩 散 , 本场地的土层分布也不利于地下水压力的扩散。当地下 水压力达 到一定的程 度 , 就 会造成粉 土液化 , 使上 部土层 不 能形成对桩身有力的支撑 , 而下部第 ∃2 层灰色砂质 粉土层 较厚 , 强度较 高 , 压缩性 较低 , 在第 ∃2 层顶 面处形 成一个 剪 切面 , 桩机下陷及桩机行走时造成的土体侧压力会在此 面上把桩剪 断。从小应变 检测裂缝位 置及以后 冲孔实 际观察 的 情况也验证了这种分析。 分析断桩事故的原因后 , 立即通知业主及 施工单位 , 剩余各 栋楼的桩基 础施工由 静压桩改为 锤击桩 , 从完 工后的 检 测看 , 锤击桩基本没有问题 , 同时也验证设计单位对这次事故原因的分析结果是正确的。 表2 楼号 7# 8# 9# 10# 3# 4# 3 桩基处理 虽然知道事故的原因 , 但还有较多的不明 因素困扰着设计人员 , 其中最 大的因素 是小应变检 测的 % 、 &类 桩的区 别 在那里 ? 为 什么许多 % 类桩的桩顶倾斜比 &类桩严重 ? 最大桩顶倾角为 17 ∋。咨询同济大学 专家 , 没有 结果。设计单 位 要求对 % 、 &类桩进行开挖验看 , 考虑挖开接桩的可能 ; 同时根据断桩一 般在桩 顶下 4~ 5 m 的实 际情况 , 与业 主探讨 断 桩较多的楼栋增加一层地下室的可能 , 结果被 业主否定 , 只能 对桩进行处 理了。挖开接 桩的可能 很快被 业主否 定了 , 根 据 10 号楼开挖情况看 , 该场地上层土较差 , 地下 水偏高 , 挖 开处理 难度 较大 , 处 理时间 长 , 费用 偏高。但 从挖开 的几 根 %、 &类桩看 , 二者没有本质的区别 , 甚至 &类桩比 % 类 桩的情况要好 , 根据 这种情况 , 业主、 检测 单位、 设计人 员决定 把 %、 &类桩统一处理 , 不再分类。 根据专家及设计人员的意见 , 业主在全部 断桩处理之前对场地 % 、 & 类桩进行抽 样静载试 验 , 桩 位选在 8 号楼、 9号 楼 , 静载试验时分类处理 , 桩顶倾斜度小于等于 7 ∋, 桩孔内错位小于等于 60mm 的桩 , 直接灌芯 ; 桩顶倾 斜度大于 7∋, 桩 孔 内错位大于 60mm 的桩 , 需纠偏灌芯。灌芯的具体做法是 : ∀ 清洗管桩内孔壁 ; # 放入直径为 250、 主筋为 10 20, 箍筋为 8@ 200 的钢筋笼 , 长度为桩管口 至小应变检测确定的损伤截面下 2 500 mm; ( 用 C30 微膨胀混凝土将钢 筋笼的加固 段 灌实 ; ∃10 d 后进行静载荷试验 ; ) 须纠 偏的桩 , 应人工纠偏 , 纠偏过程中应注意力度和纠偏的速度 , 避 免断桩上下错开。 根据现场试桩情况看 , 桩顶倾角小于 11∋时 , 经过处理能 满足设计要 求 , 两 根桩顶倾 角大于 11∋的桩 和两根 错位大 于 7cm 的桩 , 虽然经过纠偏灌芯 , 但试压到 1 700kN 时 , 位移突然增大 , 不敢继 续加载。设计单位根据试桩结果 , 把不纠偏 灌 芯的桩顶倾斜度控制在小于等于 5 ∋, 同时桩孔内错位小于等于 40mm; 对于桩顶 倾斜度大于 9 ∋, 或桩孔 内错位 大于 60mm 的桩直接作废 , 进行补桩 ; 中间情况采用纠偏灌芯。对每 栋楼所 有 ∗ 、 % 、& 类桩进 行桩顶 倾角的 测量、 冲孔 , 并记录 在 案 , 对所有 + 类桩重新进行小应变测试 , 作最后一次排查 , 结 果令人吃 惊。以 4 号 楼为例 , 原筏 板下 128 根桩中 , 桩孔 内 出现错位的桩竟然达到 84 根 , 许多 ∗ 类桩已经变成 % 、 &类桩 , 个别 + 类桩变 成 ∗ 类 桩甚至 % 、 & 类桩。分析 原因主 要 有三点 : ∀ 基坑开挖后 , 暴露时间较长 ; # 基坑支护失败 , 基坑开挖后 , 基坑周围的土移动 ; ( 场地中其他几 栋楼的桩基 础 施工一直没有停止 , 打桩产生挤土应力。此外重型车经 常在基坑周围走动 , 也会造成断桩情况越来越严 重。因此在进 行 一对一补桩之前 , 把符合要求的断桩全部处理好 , 把 ∗ 类桩也进行灌芯处理 , 选择锤击桩进行补桩 , 为增加 桩的抗剪切 能 力 , 新补 PHC 管桩的型号由 A 型改为 AB 型。同时修改筏板形式 , 由墙下交叉梁型 , 改为平板形 , 增加筏板的厚度 , 加大 总桩数 135 198 198 131 131 140 每栋楼桩总数的检测结果 % 类桩 23 31 32 37 28 11 &类桩 5 19 26 28 3 46 %、 &占总桩数的比例 ( % ) 20 25 29 50 26 41
