对某预制方桩工程质量事故的分析

顾明芬

（昆山市建设工程质量监督站，江苏 苏州 215337）

预制方桩以其单桩承载力高、施工方便、无噪音、加工工期短、质量可靠、实用效果良好等优点，被广泛用于厂房及多高层建筑中。但由于打入式预制桩是强挤土桩，在饱和软土地区，密集使用该桩型时，若不结合实际情况及场地地质条件而盲目施工，会出现严重质量事故，造成不必要的损失。文章根据工程实例，在分析预制方桩质量问题原因的基础上阐述预制小方桩在设计、加工、施工等方面的注意事项。

1 工程概况

该工程为6 层砖混结构住宅楼，建筑地基基础设计为乙级，桩基设计为250×250mm 的预制方桩，采用YZY－300 静压桩机施工，总桩数286 根，以3 桩、4桩承台为主，桩间距900mm。其中9m 长桩100 根，单桩极限承载力标准值440kN，8m 长桩186 根，单桩极限承载力400kN，场地土层分布如表1 所示。

2 工程事故原因及处理

2.1 现场检测结果

该工程桩基施工完成后检测机构对75 根桩进行小应变抽测试验，3 根桩进行静载荷试验。试验结果显示静载合格，桩身完整性存在问题，其中Ⅲ类桩18 根（占24%），Ⅳ类桩2 根（占2.7%），Ⅲ、Ⅳ类桩所占比例较大。此情况下，扩大抽检数量，小应变100%检测，静载再增加5 根，测试结果显示该桩基工程承载力满足设计要求，但共有Ⅲ类桩67 根（占23.4%），Ⅳ类桩9根（占3.1%），Ⅲ、Ⅳ类桩的缺陷位置均出现在桩顶以下浅部位置。为判别方桩本身是否存在质量问题，随机选择3 根桩，开挖至桩顶以下1.5m，对其进行桩身强度检测，检测结果满足设计要求。同时，对此3 根桩桩头进行破损检验，检查方桩主筋以及箍筋规格、箍筋间距、保护层厚度、桩头钢筋网片等均符合相关规范要求。

2.2 缺陷及其产生原因

根据桩身强度检测报告和桩身破损检查，基本可以排除由于方桩本身质量陷导致的Ⅲ、Ⅳ类桩问题。经开挖发现绝大部分桩缺陷主要出现在桩顶下1m 以内，且集中在12 ～25 轴线（原河塘区域），而且此区域靠基坑边的部分桩倾斜较严重。根据现场收集的地质资料、施工资料及检测试验结果进行综合分析，得出产生这些缺陷的原因，综合起来可分为以下几点：（1）勘察设计问题。勘察发现整个场地土层分布不均匀，差异性大时未采取措施加密勘探点，未对原有老河塘区域进行进一步探明土层的分别情况。结构设计人员设计时未对埋藏较厚的软基提出处理意见，桩布置过密（承台桩桩间距均在0.9m 左右），在高液限高含水量的软土地基中，如此密集的布桩更容易使桩在打入过程中受到挤压。（2）打桩问题。在明知土质不良需处理才可打桩的情况下，打桩前未及时与设计人员沟通，而直接进行桩基施工。绝大部分的软土层埋藏在1m 左右，打桩过程及桩机移动对桩间土挤压，使得桩在土层软硬交界处更易于被挤断，而在基坑侧边一排桩被挤倾斜。（3）开挖破桩问题。桩基开挖过程中，挖机的行走以及挖斗的碰撞也有可能对桩身造成破坏。挖土引起基桩的倾斜，直接原因是挖土方法不当，将挖出的土堆放在基坑边坡附近，产生侧压力；加上淤泥本身的流动性及土体中未消散的超静孔隙压力趁机向开挖方向释放，加剧了淤泥向开挖方向的流动，小方桩在流动土体的作用下，随着土体的位移方向倾斜。由于破桩头采用大锤子砸，错误的施力大小和方向使桩头破坏辐射至桩身。（4）建设方问题。把工程桩基、挖土等分项工程进行分包，造成施工管理人员未能把工序衔接起来，缺乏沟通与协调，无法从整体上把控工程质量。

表1 场地土层分布

2.3 缺陷桩的处理

单桩的竖向承载力检测结果能够满足设计要求，桩身偏斜正切值小于15%，满足《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB 50202－2002）的规定，对于1m内缺陷设计处理意见如下：在原设计垫层标高向下挖除1m 深淤泥，对Ⅲ、Ⅳ类桩存在的明显缺陷、裂纹以上部分桩身凿除，采用C30 混凝土（配合比为1 ∶1.4 ∶2.71），箍筋加密为@100mm 进行接桩，并留置标养和同条件试块；然后回填0.8m（1 ∶1）砂石，并分层夯实，换填宽度比承台宽200mm；原垫层厚度由100mm 增加为200mm，并在原垫层基础上加宽200mm。现场根据设计的处理意见进行施工，加强对房屋的施工过程和施工结束后进行沉降观测的频次，监测结果显示该工程地基基础的沉降规律正常，并已稳定。沉降观测测点布置图如图1 所示，竖向位移速率及累计竖向位移图如图2、图3 所示。

图1 沉降观测测点布置图

图2 竖向位移速率-时间曲线图

图3 累计竖向位移-时间曲线图

3 桩基工程建设注意事项

在桩基工程建设过程中各参建责任主体应注意以下事项：（1）目前施工的预制小方桩多数是由建设单位自行预定的，由于缺乏专业知识或受经济利益的驱动，对预制桩的质量把关不严，甚至会联合生产企业偷工减料，把不合格的桩用于工程中。虽然目前质量监督部门对预制构件加大了监督力度，但抽查毕竟是有限的，需要建设相关单位，加大关注力度，提高工程质量意识，增强工程管理责任心，加大对浇筑过程的抽查及对每批进场基桩的检验。（2）勘察设计是整个工程的重点，然而如今的众多设计特别是对一些多层住宅、规模较小的厂房，不予以重视，勘探布点偏少，测试土层准确度不高等现象比比皆是。预制桩属于挤土桩，依靠桩打入后对周围土层挤密而提高承载力，主要适用于持力层上覆盖为松软土层，没有坚硬夹层，而且持力层顶面土质变化较小，桩长易于控制。因此，在实际勘察设计中须严格按照规定及场地实际情况确定桩型、截面、桩长和桩间距。对于复杂土层需增加布勘点；如在饱和软粘土中进行密集挤土桩的设计，应充分注意桩入土时的强挤土效应带来的一系列问题。（3）施工单位在开工之前应编制详细的施工方案，充分考虑各种不利因素。打桩过程中应合理安排打桩顺序，控制打桩速率，注意打桩机的行走状况，并对现场的异常现象及时进行分析，采取有效的处理措施。桩间土开挖过程中应尽量采用小型挖机，合理安排开挖顺序及层次，使得地应力得到均匀释放，减小基坑位移及桩偏位。注意开挖时挖机走动、转向对基桩的破坏。破桩前先用切割机在桩四周进行切割，然后再用锤子沿着桩四周慢慢将混凝土凿除，尽量不损伤桩身，严禁未切割直接采用大锤硬砸。

4 结束语

建设工程的任何环节都必须遵守法律、法规，如果不按规范标准设计、施工，盲目蛮干，定会给工程留下事故隐患，产生不良后果。工程建设责任主体应本着对工程负责的原则，加强内部管理，提高人员素质，增强工作责任心，严格把关施工每个环节，确保工程质量，杜绝此类事故的再次发生。