軟土地基中靜壓管樁質量事故分析及處理

摘要本文對預應力混凝土管樁的特點進行了簡單介紹，結合工程實例，詳細地闡述了軟土地基中靜壓預應力混凝土管樁施工中出現的質量事故及處理方案。

關鍵詞 靜壓 管樁 質量事故 處理方案

中圖分類號：TU47 文獻標志碼：A

Quality Accident Analysis and Processing of Static Pile in Soft Land

CHEN Yong

(Zhangzhou Shuntong Road and Bridge Construction Co.， Ltd.， Zhangzhou， Fujian 363000)

AbstractThis paper introduces the characteristics of prestressed concrete pipe， combines with engineering examples， detailed descrips of the soft ground in the static pressure in the prestressed concrete pile construction quality accidents and treatment programs.

Key wordsstatic; pile; quality accident; processing

1 預應力混凝土管樁特點簡介

預應力混凝土管樁具有以下優點：單樁承載力高；應用范圍廣；沉樁質量可靠；施工無噪音、無污染，適宜于城市中環境保護要求嚴格的地區；工程造價經濟，工期短。

預應力混凝土管樁具有以下缺點：由于其空心且箍筋、縱向鋼筋配置較少，因而管樁抗彎、抗剪和抵抗水平荷載能力較差，這是管樁的最大不足，另外對場地要求高，要求場地地基承載力不應小于壓機接地壓強的1.2倍，且場地應平整；對樁身質量要求高，不致于因樁身承載力不夠引起樁體破壞；不適宜用于地下有較多障礙物、碎石土、硬夾層的情況。在軟土地基施工過程中注意對場地條件、樁身質量、施工程序進行控制，否則就可能造成斷樁、斜樁、偏位等樁體破壞、樁位偏移的質量事故。本文結合工程實例，對靜壓預應力管樁在軟土地基施工過程中發生的質量事故進行分析，并提出相應的處理方案。

2 工程實例

（1）工程概況：某住宅小區3幢高層，地上17層、16層、15層，地下1層，現澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構體系，基礎采用PHC-500(100)AB-C80預應力混凝土管樁，有效樁長為25m、26m、27m，總樁數為469根，采用靜壓法沉樁，設計單樁豎向承載力特征值為1250KN、1200KN、1100KN。持力層為⑨層土。

（2）工程地質概況：本工程場地原為農田、溝渠，有部分回填雜土，地下水位較高，地形條件較復雜，場地上部軟土層厚度變化較大，層底坡度大，下部土層分布穩定、均勻。屬典型的軟土地基，各土層特性如下：①填土：雜色，松散，揭露厚度0.3~1.6m，工程特性差；②粉質粘土：灰黃-灰色，軟～可塑，揭露厚度0~2.5m，工程特性一般；③淤泥質粉質粘土：灰-淺灰色，流塑，揭露厚度13.7~25.8m，工程特性差；④粉質粘土：青灰色，可硬塑，揭露厚度0~5.8m，工程特性好；⑤粉砂：灰黃色，中密~密實，揭露厚度0~5.2m，工程特性較好；⑥粉質粘土：灰黃~灰色，可塑，揭露厚度3.6~9.2m，工程特性較好；⑦粉質粘土：青灰~灰綠色，可硬塑，揭露厚度最大為6.5m，工程特性好；⑧粉質粘土夾粉砂：青灰色，軟-可塑，揭露最大厚度為9.1m，工程特性一般；⑨粉質粘土：灰黃色，可-硬塑，揭露厚度最大為12.9m，工程特性好。

（3）樁基檢測結果：樁基施工完成后21天按現行規范要求1%（每幢3根）進行靜載檢測，所測樁豎向抗壓承載力均滿足設計要求。隨后便開始進行地下室基坑開挖工作，基坑開挖深度為5.6m，一次性開挖至設計標高。待土方開挖完成后發現部分樁偏位及樁頂傾斜，偏位超過規范要求。根據現場測量發現：偏位樁及傾斜樁有33根，占總樁數的7%；低應變測試100%，經低應變檢測發現Ⅲ類樁95根，占總樁數的20%。Ⅲ類樁存在明顯缺陷，對樁身結構承載力有影響。

3 事故原因分析

（1）施工機械移位引起樁身位移。該工程③層淤泥質粉質粘土埋深淺且較厚，地下水位較高，由于淤泥質粉質粘土呈流塑狀，加上地下水的作用，施工機械移位時極易引起淺部土體側移，作用于樁身發生偏移。

（2）擠土效應。擠土效應在軟土地基中極易引起超孔隙水壓力。施工時沒采取有效措施進行應力釋放，引起基樁水平位移。

（3）基坑開挖對已成基樁的影響。因本工程工期較緊，基坑開挖順序不當，為加快進度，開挖時采用一次性機械開挖至設計標高且局部有超挖現象，挖出的土臨時堆在基坑邊坡附近，未能及時清運，且未采取保護措施，以致產生較大的側向土壓力。

總之，根本原因是樁周上部分布很厚的淤泥質粉質粘土，它對基樁的約束力很差，再加上述三個原因，更影響了樁的穩定性及樁身質量。

4 事故處理方案

（1）對于傾斜樁，在土方開挖后至設計標高后記錄原樁位號報設計，經設計確認后采用補樁處理。

（2）對于偏位樁，經過設計復核，確定將偏心部位的承臺、梁擴大，并對偏位大處承臺、底板梁增大配筋量，以抵抗偏心彎矩。

（3）對于Ⅲ類樁，即樁體存在明顯缺陷，采用下列方法進行補強處理：①清理樁管內壁：原預應力管樁在靜壓施工過程中，樁管內會有土體和雜物。加固前采用清孔器或人工清理對管樁內腔內的土體和雜物進行清理和疏通，清理完畢用清水沖洗，應注意清洗后樁孔內水的標高，疏通的深度為樁身缺陷位置向下增加2米的深度。②安放封底袋：防止漏漿，在處理深度底部放一個止漿袋，止漿袋應與樁體固定、牢靠，止漿袋安放的位置為缺陷位置向下增加2米深處。③鋼筋籠制作：鋼筋籠長度為清孔深度加樁頂錨入承臺的長度，每根樁的鋼筋長度不一樣，具體長度需要在現場對每根成孔完成的樁孔進行實際長度的測量。根據檢測報告提供的Ⅲ類樁缺陷具體位置，待施工方下放鋼筋籠時認真核查下放深度是否滿足要求。鋼筋的接頭應錯開，搭接焊縫長度不小于10倍鋼筋直徑。本工程鋼筋籠采用6根20，箍筋為8@200，鋼筋籠直徑為250。④安放注漿管：注漿管采用塑料軟管，漿管直徑在20MM~25MM，出漿口用黑膠布臨時封口。注漿口可臨時固定在鋼筋籠上，然后隨著鋼筋籠緩緩放入樁孔內，注意注漿管不能固定的太牢，應當能在注漿完成后方便拔出。⑤投料：等鋼筋籠和注漿管下止漿袋位置后，開始向樁孔內進行投料，料為砂石的混合物，投料過程中易采用漏斗向管樁內投入，可使料石緩緩進入樁孔內，并輕搖鋼筋籠促使石子下沉和密實，直至灌至距離孔口1米左右停止。⑥封孔：投料完成后，為保證注漿的壓力，在注漿之前需要對樁口進行封口處理。封口所用的材料為C45微膨脹砼，必須保證封口砼在72小時能達到設計強度的70%，砼內需要加入適量的早強劑，封口砼須覆蓋和養護。⑦注漿：當樁頂封口砼達到設計強度的70%后，就能進行注漿了。注漿需要保持一定的壓力，加壓時壓力值不小于1.2MPa，保持10分鐘不得間隙。注漿管向上拔時，注漿液從管口冒出或注漿量超過規定值時，應當停止注漿，立即上拔注漿管，每拔1米須注漿一次，直至注漿管拔出，注漿水泥用量不得少于350KG/m，水泥強度不低于425號，砂石的比例為1:1，水泥漿的水灰比為0.4-0.5.管樁芯內經壓漿形成的砼標號要大于C30.以上配合比在現場配置時應精確控制。

處理結果：

（1）95根Ⅲ類樁經樁芯注漿處理后，經低應變檢測，除有12根樁為Ⅱ類樁，其余均為Ⅰ類樁，基本達到了加固補強效果。同時選取3根樁進行靜載檢測，檢測報告顯示，經加固補強的管樁豎向抗壓承載力均能滿足設計要求，且沉降量滿足要求。

（2）對于偏位樁的問題，設計采取了擴大基礎承臺措施，增加了上部的剛度和調節變形的能力。

（3）工程在后續施工中加強了對建筑物的變形觀測，從結構施工直至竣工，根據累計沉降檢測結果的反映，樁基整體加固方案是成功的。

5 結語

在軟土地基中施工靜壓管樁，除保證樁體自身質量達到要求外，還需注意以下幾點：

（1）重視對樁端持力層以上軟土性狀的分析和研究，確定能否適宜采用預制管樁。

（2）場地淺部分布有軟土時，對場地要鋪設道渣、碎石或鋪設鋼板，防止機械移動引起樁體偏位、傾斜。

（3）軟土地基中采取靜壓管樁，注意合理的布樁密度，施工時應采取消減孔隙水壓力和擠土效應的技術措施，并應控制沉樁速率，減小擠土效應對成樁質量的不利影響。

（4）要選用適宜型號的管樁。

（5）考慮有水平力的影響，宜全長灌實微膨脹混凝土。

（6）當先成樁后開挖基坑時，必須嚴格實行均衡開挖，高差不應超過1米，不得在坑邊棄土，以確保已成基樁不因土體滑移而發生水平位移和折斷。

（7）實踐證明，本文所述對預制管樁的事故處理方案是有效的。

參考文獻

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