鋼管樁在地基處理中的應用

劉 揚 ，孫若峰 ，齊東峰

（1.吉林省建筑科學研究設計院地基基礎研究所，長春130103；2.吉林省地質勘探技術研究所地基檢測研究室，長春130103）

1 概況

吉林市某小區21號樓為吉林市某房地產開發有限公司擬建的一棟磚混結構的回遷樓，樓高6層，建筑面積6966.37m2。基礎采用混凝土預制方樁，樁徑為300mm×300mm，承載力特征值為450KN，設計樁長為7.5m，樁端持力層為卵石層。該樓的東側原為地勢低洼的溝狀地形，后經人工回填，回填土結構松散，回填最深處超過5.5m，施工單位在打樁前并未對回填土進行處理。2011年冬天完成了樁基礎施工，2011年7月份當該樓施工至5層時出現了預制樁下沉、墻體開裂等情況。出現問題后建設單位召集省內勘察、設計、施工方面的專家對事故進行分析，結論為：第一，預制樁尖未按設計要求進入卵石持力層。第二，地勘報告23號孔、29號孔位置為溝狀地形處，亦原為排水溝，回填土較深，在3.5～5.3m。回填土解凍后，在自重、上部荷載、雨水浸泡濕陷等因素作用下固結下沉，使得樁周土產生較大的負摩擦力。

2 處理方案

我院2011年8月受建設單位委托，承擔了該樓樁基礎加固的處理施工任務。接受委托后我所先對出現問題的部分工程樁進行了低應變檢測，檢測結果樁身完整，樁長與打樁記錄中的樁長吻合。然后又對該樓出現問題的位置進行了有針對性的補勘，補勘結果持力層深度超過原勘察，持力層的土質性狀并不符合卵石層的特征，很可能是冬季回填時凍土層，如果樁長按照施工記錄上的7.5m計算，部分工程樁的樁端并未進入有效持力層。經與建設單位溝通，綜合考慮加固造價和工期等因素，擬定了以下處理意見：根據補勘報告及送樁情況，難以判定所打樁尖所處的位置，但根據現場實際，可初步判定（A）～（F）×（13）～（20）軸間預制樁尖未到持力層。故根據原設計單位提供的上部荷載，先對（F）×（13）～（20）軸段承臺梁下增設鋼管樁，再從內墻起增設鋼管樁至（A）×（13）～（20）軸段。加樁時必須觀測上部結構的變形情況。補鋼樁后，對所增設鋼管樁范圍內的原有預制樁與地梁逐個斷開，在控制荷載下送預制樁，最后一級荷載要觀測其沉降量。

地梁加固宜采用化學灌漿、加大截面法進行加固。墻體裂縫采用灌縫及墻兩側增設鋼筋網片進行加固。樓板裂縫宜采用化學灌漿法進行加固。

3 加固參數及工藝的確定

3.1 鋼管樁

加固方法采用靜壓法，加固依據為《混凝土結構加固技術規范》(GB50367-2006)。加固數量為14根，施工終止壓力值控制在900KN，施工終止條件為達到終止壓力值且沉降穩定。

3.2 原混凝土預制方樁

加固方法采用靜壓法，加固依據為《混凝土結構加固技術規范》(GB50367-2006)。加固數量為25根，施工終止壓力值控制在900KN，終壓條件為達到終止壓力值且沉降穩定。

3.3 工藝要求

測量定位：由甲方提供坐標主控制點及高程控制點，壓樁前先放好樁位，并經檢查、復核、報驗合格后方可施工。樁尖就位、對中、調直，將樁尖對準樁位。

壓樁：通過全自動靜載控制儀，將壓力施加到樁上，根據壓力表讀數以判斷樁的質量和承載力是否達到設計要求。

接樁：當下一節樁壓到露出地面0.3～0.5m時，接上一節樁。接樁時上下樁段保持對直，上下表面用鐵刷子等清理干凈，并清除油污和鐵銹。焊接時先在坡口周圍對稱點焊4～6點，待上下樁節固定后再分層施焊，施焊時對稱進行。焊縫應飽滿連續且根部必須焊透，等焊接接頭自然冷卻后再繼續沉樁。

壓樁結束：當樁長達到設計要求或壓力表讀數達到規定值，便可停止壓樁。

4 加固質量技術措施

4.1 壓樁施工

壓樁施工時的樁位對點誤差應控制在20mm以內。

樁身入土后的垂直度應控制在0.5%以內。

壓樁過程中要連續觀測，發現樁身垂直度發生偏差和樁身位移時，要及時通知主機操作人員進行調整，確保每根樁的垂直度的誤差控制在規范之內。施工中利用小卷尺測量送樁器的送樁深度，并做好詳細記錄。

施工過程中如果發現異常情況，應及時與甲方、設計院、監理取得聯系，商量對策及時解決。

4.2 接樁施工及質量控制措施

焊接時上下樁段應保持對直，錯位偏差不大于2mm，焊接前應先確認管樁接頭是否合格，上下表面用鐵刷子等清理干凈。焊接時先在坡口周圍上對稱點焊4～6點，待上下樁節固定后再施焊，施焊必須對稱進行。焊接接頭應在自然冷卻后才可繼續沉樁，嚴禁用水冷卻或焊好后立即沉樁。

5 加固效果檢測

加固完成7d后，我所對加固的鋼管樁和原混凝土預制方樁的單樁豎向抗壓承載力及樁身完整性進行了檢測。檢測結果：單樁豎向抗壓承載力特征值達到450KN，滿足設計要求，經低應變檢測樁身完整。

在加固開始至加固完成后6個月，施工大包單位對該樓進行了沉降跟蹤觀測，觀測結果穩定。

但2012年年初發現又有3根原混凝土預制方樁出現了下沉，經分析是回填土的固結仍沒有結束。土體、地形及多重消極因素的影響導致該工程基礎仍處于不穩定狀態。經觀測這3根樁的下沉僅造成了地溝墻的開裂及下沉，對整棟建筑的上部結構部分沒有影響。為保險起見，我所針對這三根下沉樁分別進行了處理。

6 結語

鋼管樁靜壓法對加固處理這種原施工未達到設計承載力或者接層項目的工程有很好的經濟性和實用性。該方法加固施工工藝相對簡單、操作方便、加固效果明顯。但是針對本項目，該方法何時加固還有待商榷，經總結最好的加固時間應為回填土的固結相對穩定后，或者對回填土在加固前進行注漿等方法處理后再施工較好。