[资料分享] 一起桩基质量事故的独特处理

    XX市一住宅工程，多层混合结构，基础为单排φ377沉管灌注桩和宽60cm承台梁，1995年开工建设，施工至承台完工，因客观原因停工，直至1999年有新的业主接手后，另择施工单位重新开工。该施工单位进场后发现承台混凝土质量很差，遂委托有关单位进行取样检测，结果证明，混凝土质量确实低劣，经与设计单位联系，作承台凿除重浇处理。不料承台凿除后，暴露出来的桩基质量问题更为严重。有关部门十分重视，对此质量问题展开了认真的分析 并仔细研究了相应的处理办法。
1 质量问题的存在形式及其特征
    根据工程现场观察和有关部门的多方面严格检测，桩基严重质量问题有：①桩基偏位：共204根桩中143根偏位超过规范7cm的允许偏差，占总桩数的70%，而偏离轴线在一个桩径以上的桩占到总桩数的38%，计78根；②混凝土强度不足：设计的混凝土强度等级为C20，检测部门依据事前商定的抽检数量和桩位，对9根桩作混凝土强度取芯试验，结果有4根因无法固定取芯仪器而不能取得混凝土芯体，显然这4根桩的混凝土强度达不到C20的设计强度等级，其余5根桩的取芯试验结果表明只有2根桩的混凝土强度满足设计要求；③桩身质量差：表现在现场观察发现部分桩桩顶标高低于设计标高，个别桩桩身断裂，相当部分的桩钢筋存在偏位现象；50根桩的小应变动测，有11根桩为Ⅱ类桩，5根桩为Ⅲ类桩，这些桩存在程度不同的缩颈乃至断裂现象。
    可见该桩基工程的质量具有普遍性、严重性、离散性的特征。所谓普遍性即不是个别桩而是大部分桩的施工质量达不到设计要求，不是在一个方面而是在有关工程施工质量的几乎各个方面存在问题；质量问题的普遍存在本身就意味着问题的严重性，质量问题的严重性还表现为实际施工质量与设计质量相差很大，如取芯的混凝土最低强度仅13kPa，只有设计强度65%，又如桩的最大偏位达32cm，桩的中心线已在设计承台的外侧；桩的偏位呈现各向随意性，混凝土强度也或高或低，桩的完整性或好或差，分布没有规律可循，严重离散。
2 常规处理办法的否定
    该工程曾于1995年对两根桩作过静荷载试验，结论为承载力能满足设计要求。有专家对此结论持怀疑态度，因为邻近同样状况的桩基工程，1995年静荷载是合格的，而1999年两根桩静荷载试验却不合格。1995年静荷载试验的正确性固然值得怀疑，但如注意到桩基质量离散性的特征，也许该工程的桩基承载力，会有部分满足设计要求，因此基于工程质量正态分布的取样方法并不适用，样本的桩基承载力根本不能表征该桩基工程的整体质量。理论上要反映该桩基工程的质量全貌，只能对其逐一进行静荷载试验，这是不可能的也是没有必要的。
    对该工程桩基质量问题的处理，应立足于前述三个质量特征进行考虑。常规处理如沉台加宽、补桩及桩板合一等方法，都是不可靠不合适的。由于桩基偏位数量过多、过大，且由于存在比桩基偏位更严重质量问题，采用加大承台宽度不足以满足设计要求，亦于事无补。要补桩又难于确定补桩位置，或使补桩数量过多而实际成为重新打桩。原桩基不予考虑，重新进行打桩，这在技术上是可行的，但实际工程中却由于工期紧迫，建设单位表示不能接受。
    于是，考虑到将桩顶承台梁改为板式基础，让桩土共同作用，使桩与板作为一个整体来承担上部荷载的加固措施被提了出来。尽管这一处理办法尚未有规范，但工程实践中，桩、板共同作用的处理办法确有不少成功的先例，然而这一方案也不为有关设计人员所认可。为避免处理方案留有隐患，也激发了寻求一个更完善更合理解决问题的途径。
3 板、桩分别作用的处理方案
    采取取消承台梁改做钢筋混凝土板基，但桩顶不深入基础板，让桩、板两相分离，中间回填以塘渣，这便是所谓桩与板分别起作用的处理方案。
    绍兴城区的地质情况普遍是在表面杂填土以下，有一层厚度不大的硬土层，其下则为厚度十数米的软弱粘土层，其塑性指数一般大于5，土层为亚粘土、粘土、淤泥质土，液性指数在0.6～1.5之间，呈可塑、软塑甚至流塑状态，地基土的性能很差，属高压缩性。在这样的地基上采用浅基础建造五六层的住宅在承载力方面是没有问题的。绍兴地区一直来也是这么做的，尽管建筑物的沉降量在20～30cm之间，甚至更大，并伴有不均匀沉降。但近年来，社会各界对住宅质量的关注程度迅速提高，促使设计人员去认真对待沉降问题，因此软土地基的住宅工程开始普遍采用了桩基础。笔者处理该桩基质量事故的思路源自于此，基础板传递上部建筑荷载，工程桩控制沉降并调节不均匀沉降。
    这一方案较好地避免了桩板共同作用所面对的问题。板将荷载传给回填土，桩不直接承受板的荷载，基础板在承载力计算时不必考虑桩的存在；桩在建筑物产生沉降时才受力，而这个力由于存在50cm的回填土对基础板的作用已不是一个集中力，这样桩偏位对基础板的影响几乎可以不计，同时桩承受的荷载比原设计的荷载大为减少，桩破坏的可能性也不存在了；桩的受力随着建筑沉降的增加而加大，反之，建筑物的沉降速度随着桩受力的增加而减少，也就是说桩不但能抵抗沉降，而且可能调节不均匀沉降。
    这样一个方案，技术上可行、经济上合理，工期上受影响最小，是一个比较圆满的能为各方接受的处理办法。具体施工方法是将桩顶的松散部分清除，基础分层回填塘渣，用10～12t的压路机压实，然后按常规方法，浇筑填层，进行钢筋混凝土基础板施工。工程现已完工，并投入使用，沉降和不均匀沉降均在规定的控制范围内，说明上述设计方案的思路是正确的， 实践结果取得了预期的成效。