軟士地基條件下預(yù)應(yīng)力混凝士管樁頂推糾偏的研究
相關(guān)鏈接： 中國安全網(wǎng) 中國質(zhì)量網(wǎng) 中國論文網(wǎng) 中國資訊網(wǎng)
錢正偉
江蘇無錫二建建設(shè)集團(tuán)有限公司 無錫 214061
摘要：在軟土地基條件下，由于打樁流程、壓機塌陷、基坑圍護(hù)不到位、挖土順序不正確等原因，很容易造成預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的傾斜。在綜合考慮傾斜管樁的樁身質(zhì)量及當(dāng)?shù)赝临|(zhì)條件后，通過對預(yù)應(yīng)力混凝土管樁采用頂推糾偏法進(jìn)行處理，不僅大大降低了工程成本，而且加快了施工進(jìn)度，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：軟土地基 預(yù)應(yīng)力混凝±管樁 推頂法 糾偏處理 樁基偏位
中圖分類號：TU753.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI: 10.141 44/j．cnki.jzsg.2015.1 1 .001
Research on Deviation Rectification of Prestressed Concrete Pipe Pile Incremental Pushing Under Condition
of Soft Soil Foundation
QIAN Zhengwei
Jiangsu Wuxi Er-Jian Construction Group Co., Ltd. Wuxi 214061
Abstract: Under the condition of soft soil foundation, it is easy to cause
the inclination of pre-stressed concrete pipe pile,due to the pile driving
process, pressing machine collapse, lacking of foundation pit
support and incorrect excavationsequence. After the comprehensive
consideration of the pile body quality of the
slant pipe pile and the local soil conditions,the incremental launching
rectification method has been used for
the treatment of the prestressed concrete pipe pile,which not only
greatly reduces the project cost, but also
accelerates the construction progress, and has good social
andeconomic benefits.
Keywords: soft soil foundation pre-stressed concrete pipe pile
incrementallaunching methoddeviation rectification
treatment pile foundation deviation
1 I程概況
花橋商務(wù)城F地塊酒店公寓工程位于花橋國際商務(wù)城先導(dǎo)核心區(qū)，主樓部位采用PHC-600( 130) A-C80-12，12，12，11，其單樁豎向承載力特征值為2 500 kN，裙房
部位樁型采用PHC-600( 130) B-C80-12，12，1 1，其單樁豎向承載力特征值為700 kN�；娱_挖時由于挖土順序不正確，導(dǎo)致基坑邊坡失穩(wěn)，使基坑圍護(hù)樁產(chǎn)生了較大側(cè)向位
移，基坑土產(chǎn)生側(cè)向偏移造成主樓大多數(shù)預(yù)應(yīng)力管樁出現(xiàn)傾斜和偏移�，F(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)，共有1 16根管樁發(fā)生偏移，管樁的最大偏移量超過1500 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)范允許的范圍。項目部對出現(xiàn)樁位偏移較大區(qū)域中的所有工程樁進(jìn)行了低應(yīng)變檢測，低應(yīng)變檢測結(jié)果為：27根為Ⅱ類樁，89根為Ⅲ類樁。這些樁均在深度11 - 12 m之間出現(xiàn)缺陷或異常問題，在第1和第2節(jié)樁身之間發(fā)生傾斜和偏移。
2 處理方案分析、評估及選定
2.1方案分析
由于本工程工期比較短，需要采用既縮短施工工期又要最大程度上節(jié)約投資的補救方法，通過對靜壓樁補樁、混凝土灌注樁補樁、推頂法糾偏等3種形式在經(jīng)濟(jì)投入、工期、施工難易程度等方面進(jìn)行綜合比較，推頂法糾正偏位較其他2種方案無論是在可行性、經(jīng)濟(jì)投入、工期等方面都占有明顯的優(yōu)勢，是切實可行的。為了充分驗證該方案可行性，與會人員達(dá)成共識，在大范圍施工前，首先挑選其中偏位比較嚴(yán)重的3根樁作為試樁，對其進(jìn)行糾偏處理，并檢測其是否達(dá)到預(yù)期的效果。
2.2方案選定
管樁糾偏能否順利實施的關(guān)鍵因素為舊：
1)管樁有較好的樁身質(zhì)量和樁身強度，且管徑不宜小于500 mm。
2)管樁的缺陷部位僅在第1節(jié)樁身范圍以內(nèi)，且樁身未出現(xiàn)明顯的斷裂。
3)管樁的焊接質(zhì)量有一定的保證。
4)施工場地能提供糾偏的反力結(jié)構(gòu)。
本工程的管樁樁身質(zhì)量較好，根據(jù)小應(yīng)變檢測結(jié)果，偏斜管樁的缺陷部位一般在11.50 m左右，普遍位于第1節(jié)樁接頭部位，且通過攝像頭觀測未發(fā)現(xiàn)明顯的裂縫，具備進(jìn)行糾偏的大部分條件。 根據(jù)方案對3根試樁進(jìn)行糾偏處理，采用比原混凝土強度高一級的混凝土進(jìn)行填芯，并作試件留置。對頂推過程做用時記錄，對填芯過程進(jìn)行實時監(jiān)控，對砂石回填做到分層壓實以提高密實度。一段時間后對處理過的樁進(jìn)行靜載試驗，并將預(yù)先留置的試件送檢測中心進(jìn)行檢測，檢測數(shù)據(jù)表明，結(jié)果是符合設(shè)計要求的，因此選用頂推法是可行的。根據(jù)糾偏過程中的影像資料、時間記錄以及承載力試驗結(jié)果等數(shù)據(jù)，項目部制訂了相應(yīng)的施工工藝，以便于進(jìn)行大面積的糾偏處理。
3 管樁偏位處理施工工藝
3.1施工前的準(zhǔn)備工作
管樁偏位主要是由于原有的基坑圍護(hù)樁過短未進(jìn)入粉土層，只到達(dá)淤泥土層，基坑產(chǎn)生了偏移，導(dǎo)致基礎(chǔ)樁產(chǎn)生偏位，根據(jù)地質(zhì)報告和現(xiàn)場開挖情況得知現(xiàn)場土質(zhì)很差，土層含水率很高，土層穩(wěn)定性差。因此在施工前提前對基坑進(jìn)行降水處理，在對已開挖的地方設(shè)置井點降水以降低水位，管樁偏位主要是基坑開挖后由于基坑邊坡失穩(wěn)，使基坑圍護(hù)樁產(chǎn)生了較大側(cè)向位移，為了防止糾偏后樁基再次出現(xiàn)偏移，應(yīng)先對基坑周圍采用西600 mm圍護(hù)樁進(jìn)行加固處理，樁長超過原有的圍護(hù)樁，并增加了支撐。
3.2管樁內(nèi)清孔檢測
施工前先對樁身內(nèi)側(cè)進(jìn)行清孔。樁身清孔采用高壓水槍進(jìn)行沖水取土，清孑L深度為超過第1節(jié)樁長3-5m，為糾偏測量做好準(zhǔn)備，樁外側(cè)混凝土碎塊采用鉆機清孔，清孔不宜過大，應(yīng)避免鉆機對樁身質(zhì)量的破壞。對管樁樁身質(zhì)量進(jìn)行小應(yīng)變檢測，并通過攝像頭觀測檢查是否有明顯的裂縫及偏斜管樁的缺陷部位。若缺陷部位位于第1節(jié)樁接頭部位，就可以進(jìn)行糾偏。
若管樁樁身質(zhì)量存在明顯的裂縫，則進(jìn)行補樁處理，然后測量傾斜度。測量傾斜度采用吊錘法，用測繩將吊錘吊入樁孔檢測3-5m范圍內(nèi)管樁的傾斜情況，并計算傾斜度。偏位根據(jù)樁的定位尺寸圖，用經(jīng)緯儀、鋼尺測量X、y方向的偏差，做好記錄。
3.3糾偏反力結(jié)構(gòu)安裝加固
由于混凝土墊層將作為頂推千斤頂?shù)闹畏戳Y(jié)構(gòu)，千斤頂?shù)闹畏戳Y(jié)構(gòu)在管樁糾偏中起重要作用，但工程地質(zhì)較差，直接在原土上澆混凝土墊層，墊層受力可能會滑移，因此項目部對混凝土墊層進(jìn)行了加固處理，混凝土強度等級提高為C25，每隔Im增設(shè)深500 mm、寬300 mm的凹槽，增加抗滑力，同時也方便糾偏時定位。若離基坑或已施工結(jié)構(gòu)近時，可利用邊坡土加固及已建結(jié)構(gòu)作為反力支撐結(jié)構(gòu)。
3.4設(shè)置糾偏定位導(dǎo)向槽、樁側(cè)土壓力卸載
先在墊層上彈線確定基坑糾正后的位置，在偏位樁與糾正位置間用開槽機在墊層上開1個導(dǎo)向槽，深度為穿過混凝土墊層。
在導(dǎo)向槽側(cè)用鉆機（或高壓水槍）沖水取土，孔的深度根據(jù)偏位樁的深度確定，寬度宜為600 mm，同時排漿清除樁身前側(cè)的土體，用較小的水平推力使樁復(fù)位。對于淺部混凝土碎塊采用人工鉆機清孔，在施工過程中要控制清孔范圍，防止出現(xiàn)清孑L過大，施工機械對原有的樁身質(zhì)量造成破壞。
3.5糾偏直線度檢測
直線度檢測是頂推能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵，若直線度不合格，則頂推會將樁損壞，因此通過檢查上下樁身是否貫通（直線度）以確定能否進(jìn)行頂推。若直線度檢測達(dá)不到頂推要求，則需對樁進(jìn)行加固。一般采用內(nèi)插導(dǎo)向管法加以解決，由于導(dǎo)向管比樁孔略小，因此頂推時導(dǎo)向管為受力狀態(tài)（圖1）。
3.6項推施工
3.6.1確定樁頂水平承載力
千斤頂就位前應(yīng)對樁基進(jìn)行樁頂水平承載力設(shè)計值的確定，當(dāng)頂推力小于樁頂水平承載力時，則頂推對樁身無影響。根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》( JCJ 94-2008)相關(guān)規(guī)定，當(dāng)缺少單樁水平靜載試驗資料時，可以按照式(1)估算預(yù)制樁單樁水平承載力特征值：
式中：a-樁的水平變形系數(shù)，
對于軟黏土，可取 , m=4MN/m4 EI-樁身的抗彎剛度，財于鋼筋混凝土樁，
,其中E。為混凝土彈性模量，Io為樁身換算截面慣性矩，圓形截面為
；
樁頂允許水平位移；
樁頂水平位移系數(shù)。
因此根據(jù)計算，采用小于Rh的水平推力對管樁的樁身是安全的。
3.6.2頂推施工過程
采用千斤頂進(jìn)行頂推，在頂推過程中千斤頂?shù)淖饔昧?yīng)均勻，在頂推過程中嚴(yán)格控制頂推速率，防止由于速度過快使樁身斷裂=在樁的另一側(cè)用千斤頂頂推移位，通過若于個行程將管樁推至復(fù)位，速率控制在每分鐘10個行程，用高壓注漿管貼緊樁身沖孔，深至持力層，借千斤頂初步推樁移位，要嚴(yán)格控制推擠樁頂移位的速率，以2 -5 cn，／h為宜，完成總偏移量的1/2時停30 - 60 min，保持用高壓注漿管擴(kuò)孔，第2次將樁頂推至復(fù)位。施]：開始后、過程中、結(jié)束時對樁身做3次垂直度測量，在垂直度達(dá)到設(shè)計允許偏差( 111 000)后停止頂推，使得樁身朝著預(yù)定的方向糾正，并避免對原有的樁產(chǎn)生破壞作用=若另一方向仍有軸線誤差，則在該方向重復(fù)}二述頂推過程（圖2）。
3.7骨料填充
管樁糾偏到位經(jīng)檢測達(dá)到要求后，進(jìn)行臨時固定并穩(wěn)定，然后在樁側(cè)的孑L穴內(nèi)，四周均勻地分層灌入5 - 25 mm的碎石以及細(xì)砂，每層振搗密實，并檢測垂直度。同時對處理完成的回填層現(xiàn)場抽檢進(jìn)行密實度試驗，檢測數(shù)據(jù)是否達(dá)到要求。
3.8樁內(nèi)填芯
垂直度檢測合格后，清洗樁管，然后通過吊機在管樁內(nèi)下鋼筋籠，在斷裂位置增加加強鋼筋，根據(jù)樁身實際完整性、垂直度，確定鋼筋籠長度，并在鋼筋籠底部焊接厚5 mm簿鋼板托板，樁內(nèi)澆筑高級配微膨脹混凝土，振搗密實。填芯前再次清洗樁管，然后通過吊機在管樁內(nèi)下鋼筋籠，主筋為64 20 mm，在斷裂部位上下1.50 m范圍內(nèi)另加6咖20 mm加強鋼筋（圖3）。
3.9樁偏位復(fù)測
在糾偏結(jié)束后，采用吊錘結(jié)合經(jīng)緯儀對最終糾偏完成的樁進(jìn)行偏位測量，并用全站儀檢測軸線是否達(dá)到規(guī)范允許的要求。
3.10成品保護(hù)
在經(jīng)糾偏處理后的管樁周圍設(shè)立圍護(hù)保護(hù)，實時對基坑圍護(hù)進(jìn)行監(jiān)測。
4 實際效果
現(xiàn)場共有1 16根樁產(chǎn)生偏移，糾偏后114根樁在偏差及承載力方面達(dá)到了規(guī)范及設(shè)計的要求。糾偏成功率達(dá)到了98%，基坑未發(fā)現(xiàn)明顯的偏移，土層未發(fā)生變化。通過靜載荷、高應(yīng)變及低應(yīng)變檢測結(jié)果顯示，糾偏加固后的管樁樁身承載力和結(jié)構(gòu)強度均滿足要求，可正常使用，2根不合格樁主要是由于直線度檢測超過了要求，管樁的缺陷部位超過了第1節(jié)樁身范圍，承載力達(dá)不到要求，后經(jīng)補樁處理達(dá)到要求。
5 結(jié)語
在長江三角洲沖積平原軟土地基，土層含水率很高、土層穩(wěn)定性差，管樁容易在基坑邊坡失穩(wěn)作用下友生偏位，只要經(jīng)檢查管樁有較好的樁身質(zhì)量和樁身強度，管徑不小于500 mm，且管樁的缺陷部位僅在第1節(jié)樁身范圍以內(nèi)，樁身未出現(xiàn)明顯的斷裂，就可按本施工工藝進(jìn)行糾偏，既可以節(jié)約資金，又保證樁基質(zhì)量，可為今后出現(xiàn)類似情況的工程提供參考。
