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浅析软土地基管桩偏位处理方法应用

2019/11/19 阅读:

摘要:结合广东某商业广场案例,对软土地基管桩偏位的处理方案进行了比选分析。通过采取针对性的设计措施及施工措施,确保桩基的承载力能达到设计要求。

关键词:软土地基,管桩偏位,纠偏加固

引言

预制管桩具有承载力高、施工速度快、适应地层广、沉桩质量可靠、造价便宜等优点,被广泛用于建筑的桩基础中。然而在软土地区施工时,由于软土天然含水量大、压缩性高、扰动性大、透水性差,管桩施工会产生严重的挤土效应。而管桩中空壁薄,抗剪和抗弯性能较差。若基坑围护措施不到位或者土方开挖过程不合理,将造成大面积的偏桩断桩等质量事故[1]。选用何种方式处理该类事故以达到减少损失的目的也是本文的重点课题。

1工程概况

广东某商业广场项目,10号~13号楼建筑层数31层,带1层地下室。桩基础采用PHC600管桩,桩长38m~48m。由于在施工过程中未对淤泥质土层引起重视,土方开挖施工不当,导致场内出现桩基倾斜的情况(见图1)。经过小应变检测,各栋楼桩基质量检测结果如下:10号楼共检测55根桩,其中Ⅰ,Ⅱ类桩29根,Ⅲ,Ⅳ类桩26根。11号楼对30号桩进行了检测,其中Ⅲ,Ⅳ类桩3根,其余为Ⅰ,Ⅱ类桩。12号楼共检测44根桩,其中Ⅰ,Ⅱ类桩38根,Ⅲ,Ⅳ类桩6根。13号楼共检测118根,其中Ⅰ类25根,Ⅱ类68根,Ⅲ类11根,Ⅳ类14根。其中13号楼桩位偏差较大,最大倾斜量150cm,最小倾斜量7.5cm;10号~12号楼桩位基本无偏差。 根据岩土工程勘察报告,拟建场地地貌属于珠江三角洲冲击平原地貌单元,场地岩土层自上而下可划分为:人工填土(Qml)、第四系冲积层(Qal)及第三系基岩(E)等三大类。场地浅部分布有较厚的淤泥、淤泥质土层(层号为②1),该层土呈软塑~流塑状态,工程性质差,对桩基工程影响较大,厚度为14.5m~28.10m,顶面标高-6.49m~3.18m。典型工程地质剖面图见图2。

2桩基处理方案

2.1常用桩基处理方案介绍

对于出现偏桩、断桩的工程一般有以下几种处理方法:1)纠偏加固。对于具备条件的桩基,可以进行纠偏施工,纠偏完成后,再进行灌芯加固。根据以往经验,通过纠偏加固以后的管桩能够达到或接近原有桩基设计承载力。采用该工艺需确保桩身未有较大缺陷。2)锚杆静压桩加固。如果工期较紧,可以直接先做底板,预留好压桩孔,并采用锚杆静压桩对桩基承载力不足的区域进行补桩加固施工。3)直接补桩[2]。对于出现偏斜管桩数量不多的情况,一般可在底板施工前,采用直接补桩的方式解决。补桩一般采用原桩型或采用灌注桩,若采用管桩则需先回填建筑垃圾垫层,防止桩机施工对原管桩造成影响;采用灌注桩会产生较多的泥浆,但对周边桩基的挤土影响较少,安全性较高。

2.2处理方案比选

纠偏加固、锚杆静压补桩与直接补桩的优势与劣势比较如表1所示。针对该项目情况,各栋楼采用不同的处理方式。若Ⅲ,Ⅳ类桩主要发生断桩现象,桩位基本无偏差,只需灌芯加固后检验承载力是否符合设计要求。1)孔内摄像,确定灌芯加固方案。对Ⅲ,Ⅳ类桩进行孔内摄像头摄像,通过孔内摄像头对每根桩的裂缝位置、裂缝宽度、焊缝位置、焊缝质量进行观察拍照,并严格根据孔内观察的结果对桩基进行灌芯。根据孔内摄像结果确定灌芯长度,灌芯深度不得低于裂缝深度且不低于第一节桩焊缝以下2m。2)灌芯加固后检验承载力。若Ⅲ,Ⅳ类桩加固后承载力满足设计方案要求,则桩基承载力满足上部结构要求,上部结构可以继续施工。若承载力不满足设计要求,则需要另外采取补桩方案。承载力不足的部分根据现场实际情况,可以采用直接补桩的方式处理。若桩位偏差较大,且Ⅲ,Ⅳ类桩数量较多,则需要先进行纠偏加固工作,完成后检验承载力。若达不到设计要求,则需要进行补桩。考虑到进度及造价的问题,对Ⅰ,Ⅱ类桩进行纠偏及加固,Ⅲ,Ⅳ类桩进行填芯加固(若偏移较小也进行纠偏),设计复核后再进行补桩加固。a.纠偏加固。对于Ⅰ,Ⅱ类桩进行纠偏加固,纠偏完成后,Ⅰ,Ⅱ类桩基本能满足原承载力要求。b.直接补桩。对于Ⅲ,Ⅳ类桩,通过设计复核,需重新补桩。根据现场实际情况,采用直接补桩处理。c.锚杆静压补桩。在经历管桩纠偏和PHC管桩补桩并经设计复核之后,基本可以达到原承载力要求。但是出于安全考虑,需提前准备好锚杆静压桩补桩方案,可以作为应急预案。一旦结构施工中出现楼层倾斜或较大沉降,可以及时进行补桩调整。

3纠偏加固及补桩施工要点

3.1纠偏加固

1)纠偏加固原则。a.对倾斜超过1%的工程桩,采取先纠偏后加固的处理方案;b.对倾斜小于1%的工程桩,仅采取加固填芯处理措施;c.纠偏完成后应采用微膨胀混凝土填芯加固,填芯位置应超过桩身缺陷位置或者第一个节头下2m,且缺陷位置上下1.5m范围内主筋加密;d.填芯混凝土须振捣密实,确保填芯效果;e.所有填芯处理过的工程桩均须再次进行桩身完整性检测。2)注意事项[3]。a.纠偏设计过程中应根据桩顶允许偏移量和实际桩位偏移量确定纠偏偏移量;b.纠偏施工过程中在倾斜方的背面需要实施释放孔取土,以减小桩侧水平阻力;c.纠偏完成后对桩身情况进行全面调查,对桩基承载力进行检验,若不满足设计要求,则需要考虑补桩。

3.2锚杆静压补桩

锚杆静压桩补桩是主要用于桩基现有承载力已达到设计承载力要求时的加固处理方案。在结构封顶出现整体倾斜或总沉降值偏大的情况下作为应急方案。根据相关工程经验,建议沉降值控制要求如下:1)结构施工到±0.00,总沉降值约1cm;地库结构施工到±0.00后,由于有基底土回弹再压缩,因此沉降值较大,按照1cm控制。2)结构封顶,总沉降值在5cm以内;类似高度的高层在结构施工封顶后,沉降值一般在5cm左右,因此按照结构封顶5cm进行控制是相对安全的。3)结构施工过程中,倾斜率不大于0.5‰;类似高层结构施工过程中,国家规范对倾斜值的要求是不大于2.5‰。4)结构施工过程中,每层沉降值1.5mm。结构施工过程中,保证最后封顶后沉降值小于5cm,由于上部结构施工过程基本为线性加载,因此每层沉降控制在1.5mm以内。

3.3直接补桩

直接补桩具体设计方案应当根据现场实际情况确定。补桩过程中不仅仅需要保证新施工桩的质量,更要保护原有的桩位。因此应当采取如下保护措施:1)管桩施工需回填1m厚建筑垃圾垫层,防止桩机施工对原管桩的影响;2)严格控制施工速率、施工顺序等,必要时施工应力释放孔,减小补桩施工挤土效应对原管桩的影响,避免对已施工桩位造成二次破坏;3)补桩施工时不得继续开挖,以免造成桩位偏斜;4)对已施工部分加强监测,如出现变形过大等情况应及时采取措施。

4结语

通过案例我们可以发现,每种桩基处理方案都有各自的适用范围。因此对于管桩偏位进行定性定量分析,选用针对性的处理方式是管桩偏位处理的核心工作。只有在施工前制定合理的施工方案,将纠偏、补桩等方式结合运用,才能达到减少成本、节约工期的目标。

参考文献:

[1]陈可帅.河道软土地区预应力管桩偏位原因与纠偏处理[J].建设科技,2014(15):136-137.

[2]李松晏,梁森,王斌,等.超深淤泥质软土中预应力管桩施工质量控制技术研究与应用[J].施工技术,2017,46(1):18-20,24.

[3]肖鸿斌.软土地区PHC管桩的纠偏加固治理[D].杭州:浙江大学,2015.

作者:骆建松单位:上海长凯岩土工程有限公司

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