摘要：本文结合以某淤泥质软土地基上的工程桩纠偏为例，对在淤泥质软土地基中施工预应力管桩时存在问题作分析，提出了淤泥质软土地基上的工程桩纠偏相关问题的对策，以供类似工程提供参考。
关键词：软土地基；预应力管桩；纠偏；补强
1、项目概况及地质条件
某工程总用地面积为15800m2，总建筑面积约为101743m2，办公室、酒店与地下室连通；1层地下室，地上1栋办公楼22层，1栋酒店及公寓楼25层。根据地质报告，场地基坑开挖范围内土质主要为杂填土、黏土、淤泥和素填土，表面覆盖1.5～2.0m，淤泥全场地分布，层厚11.60～17.40m，层顶标高-0.34～+0.42m；土壤含水率高，淤泥液性指数达到2.89，呈流塑状。测得稳定地下水埋深范围为1.00～2.40m，地下水年水位变化幅度为2.50m。工程所在地属亚热带季风性湿润气候，日照充足，雨量充沛。基坑开挖深度5m（电梯井处9m），周边环境空旷，无建筑物，按照施工计划，土方开挖季节属于旱季，雨水较少。
2、施工方法及基桩倾斜偏位情况
本工程采用锤击式预应力混凝土管桩基础，采用φ600mm×130mm的PHC桩，桩身混凝土强度为C80，类型为AB型，选用72 #筒式柴油打桩锤施打。桩长为45～58m，桩长应根据试桩情况及现场实际情况确定，最后3阵锤（每阵10锤）的每阵贯入度原设计要求不大于3cm，经试桩发现，最后3阵锤均大于3cm，经设计单位同意，修改为5～7cm。同时每根桩总锤击数不宜超过1500次，最后1m沉桩，锤击数不宜超过300次，桩端持力层为强风化花岗岩层。
受淤泥质土的软塑流动性、挖土机械碰撞、重型机械设备及车辆荷载碾压等影响，部分管桩挤土效应明显，加上天气、施工及地质条件的影响，在管桩施工过程中，有14根桩存在不同程度的倾斜、偏位，需进行处理。
3、基桩倾斜偏位情况影响因素分析
1）软土具有流动性、软塑性，抗剪能力较差，管桩倾斜发生前2d下小雨，造成土质松软，土体抗剪强度减弱。2）管理不到位，土方开挖分级放坡不足，造成土体滑移。3）土方开挖时挖机碰撞，均会造成管桩损伤、偏位等现象。4）截桩不及时，基坑开挖至预定位置未立即进行截桩，堆积的淤泥挤压管桩造成管桩倾斜。
4、处理方法
4.1预处理
预应力混凝土管桩发生倾斜、断裂的原因是多方面的，事故发生后施工单位和业主、设计、监理共同分析产生倾斜、断桩原因，并针对具体桩位因地制宜采取纠偏或者加固补强的方案，防止处理不当造成二次破坏，在处理之前采取以下几个措施：
1）采用低应变检测判断桩身完整性。管桩发生倾斜偏位后，桩身完整性不一定受到破坏，对偏位的桩进行低应变检测以分析其损伤程度和完整性。2）损伤程度分析。对桩的偏位倾角或位移以及其承载力损失的程度进行评估。依据有关文献，桩顶偏位在50cm以下时，对桩的承载力影响轻微，承载力一般下降10%左右；桩顶偏位在50～80cm时，承载力一般下降20%～30%。3）设计复核。通常工程桩承载力设计值具有一定的冗余度，在对桩身完整性及承载力进行评估的基础上，并考虑底板配筋等因素，请设计人员进行设计复核以确定是否满足原设计要求。
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4.2实施方案
4.2.1 桩芯加固
经测量，存在4根桩桩顶偏移35～50cm，同时低应变检测显示桩身完整，无明显缺陷，在第3节桩位置有轻微缺陷，而且桩承载力有一定程度的富余，经计算，结构是安全的，为确保质量，进行桩芯加固补强，加固纠偏处理。桩芯补强利用预应力管桩内径空间，在管桩的空心内增加钢筋笼，并浇筑混凝土成为一个桩芯桩，如“螺栓”一样将桩芯桩与原管桩连成一个整体，从而达到对原管桩管壁上的缺陷桩体进行加固和补强的目的。施工工艺：高压清洗桩管→安放封底袋→钢筋笼制作→浇灌混凝土。1）先用高压水泵清孔，清孔深度到达第1节桩与第2节桩接头下3m，然后测试清孔深度。2）清孔完成后，进行钢筋笼安装。钢筋笼的制作与钻孔灌注桩钢筋笼制作标准相同。钢筋笼入孔时，始终保持垂直状态平稳下放，避免碰撞孔壁，禁止晃动和强行冲击下放钢筋笼。3）混凝土搅拌、运输、浇筑。混凝土搅拌和运输同钻孔灌注桩，即采用预拌混凝土，严格按配合比进行，搅拌时间大于90s，确保其和易性，坍落度控制在180～220mm。混凝土运输采用泵车，用吊料斗将混凝土输送到孔口。经过再次低应变测试，加固后的管桩满足设计承载、施工要求，桩芯加固技术可节省造价，无需增加桩位，经济效益良好。
4.2.2 推顶复位
本工程存在3根桩倾斜偏位25～35cm，采取推顶复位的方法进行纠偏。对偏移不大的倾斜偏位桩顶施加水平推力使桩复位，在倾斜方向回填碎石或回灌混凝土，以增加复位桩体倾斜方向抗侧移刚度。施工步骤如下：
1）排土降阻，根据需要处理的桩的偏位程度，在桩倾斜一侧的反方向，采用挖掘机或地质钻机钻孔清除桩身前侧土体，以降低回复桩位时的水平阻力。2）机械顶推，可采用挖掘机推桩移位，或者安装反力架使用千斤顶顶推复位。3）测量桩位，测量人员配合，待桩复位至许可范围内停止，立即对桩进行固定。4）局部加固土体，在桩倾斜一侧将土方挖除，灌入碎石并注入水泥浆或灌入混凝土，通过增加桩底和桩侧影响范围内的土体刚度，提高抗侧移能力。5）对所有经纠偏处理的桩再次进行低应变检测，确定桩身完整性，以便加固桩身。采用此技术措施再次检测后发现，推顶复位效果良好，满足上部荷载承载要求，相比补桩节省了造价，经济效益良好。
4.2.3 静压桩锚杆补桩
对于发生较大偏位或顶推复位不理想的桩，在浇筑承台时在桩偏移反方向一侧预留好锚杆桩桩孔，借助于锚杆桩来弥补桩偏位所丧失的部分承载力。此种方法可以根据工程桩的实际偏位情况，灵活进行处理。其余各桩则可以按原设计进行施工，不至于影响施工工期和工程质量。从可靠性和经济性分析考虑，并参考有关的工程经验，决定根据桩的偏移量分别用2种方法予以综合处理，锚杆桩补桩法主要用于处理偏位大于50cm的管桩，偏位小于50cm的管桩则采用前述推顶法处理。
4.2.4 补桩
对桩顶位移偏移较大的管桩进行低应变检测，发现9根管桩出现严重破坏。根据测量结果，倾斜桩顶水平位移为3～4m，设计单位对现场勘察后，结合现场情况综合判断为废桩。为保证上部结构荷载，需进行补桩处理。补桩施工同正常打桩方法一致，补桩过程中需特别注意：开挖倾斜桩位置的周边余土，截断倾斜桩设计桩顶以上部分，防止倾斜桩对周边桩造成破坏，防止二次滑坡造成其他的管桩倾斜；采用全站仪对倾斜桩位置再次进行复核，及时将复核结果报设计单位，请复核补桩桩位，分析判断倾斜桩是否影响新补桩桩位，以防补桩过程中，倾斜桩影响新补管桩，经设计复核无误后，确认补桩方案。补桩后再次检测发现，补桩效果良好，新补桩未受废桩影响。
5、结语
总之，淤泥质土的施工场地，即使采用了合格的围护结构，仍然存在因土质太差而产生滑移，或因土质差异较大使土层间产生梯度力而形成推挤作用等因素，使得桩的偏位倾斜难以控制，这是软土地质条件下施工的难点，针对淤泥质条件下的管桩倾斜问题，应及时采取措施进行纠偏或补桩处理。
参考文献
［1］李连刚．软土地基加固与深基坑支护技术的探讨［J］．工程技术，2017（1）．
［2］万长发．深基坑工程软土地基处理技术要点探析［J］．低碳世界，2016（22）．
论文作者:黄海宁
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/24
标签：管桩论文; 淤泥论文; 混凝土论文; 承载力论文; 预应力论文; 工程论文; 钢筋论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;