預應力混凝土管樁的糾偏技術(shù)

中國建筑第七工程局有限公司 上海 201812

1 工程概況

某游泳館工程位于安慶市順安路以東、祥和路以北。建筑面積18 833.61 m2，其中主體建筑面積14 458.76 m2，室外平臺建筑面積2 348.17 m2，地下1層建筑面積2 026.68 m2。±0.00 m標高相等于絕對高程13.70 m，自然地面絕對高程為13.2 m，該館訓練泳池和比賽泳池的基礎(chǔ)樁頂標高為-5.95 m，其他區(qū)域最深處樁頂標高為-6.45 m，基坑周邊最淺處樁頂標高分別為-3.75 m、-4.35 m。工程樁分為φ400 mm和φ500 mm的靜壓預應力管樁，樁基正式施工前，經(jīng)多次試樁和靜載試驗，最終確定游泳館靜壓φ500 mm管樁施工的送樁樁力不小于4 300 kN，φ400 mm管樁施工的送樁樁力不小于2 800 kN。

1.1 地質(zhì)概況

游泳館場區(qū)全部地處池塘地帶，淤泥極深，局部逾18 m，該工程設(shè)計1 層地下室，土方開挖深度達-6.85 m。基坑東面為大面積的水源，只有1 道寬6 m的堤壩，其他三面為較深的新近松軟回填土，回填土內(nèi)含水量豐富。

1.2 土方換填情況

原池塘內(nèi)淤泥面相對標高約-4.81 m，在本工程工程樁施工前，采用黏土將游泳館-4.81 m標高以下的淤泥層進行置換，換填厚度2 m。

1.3 工程樁施工情況

施工單位按照土方換填方案施工完畢后，樁機進場施工。施工期間，樁機無下陷，無土方擾動，施工時工程樁垂直度滿足設(shè)計和規(guī)范要求。本工程工程樁設(shè)計樁長為27 m、30 m、32 m，樁基施工中采用打樁送樁力、樁入持力層深度等進行質(zhì)量控制，因地質(zhì)條件復雜，工程樁按照設(shè)計和規(guī)范要求施工后，仍有部分工程樁樁頂高出設(shè)計樁頂標高，露出地面。

1.4 土方開挖情況

土方開挖期間，施工單位按照土方開挖方案嚴格進行施工，未發(fā)現(xiàn)土方開挖時挖土機碰撞工程樁等情況。

2 管樁傾斜、位移產(chǎn)生的原因分析[1-3]

土方開挖后，局部工程樁出現(xiàn)傾斜情況，在本工程基礎(chǔ)土方開挖后，經(jīng)總結(jié)分析，確認造成本工程樁傾斜、移位的主要因素是：

1）工程地質(zhì)條件太差，基坑下淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土厚度大，含水量太大，屬欠固結(jié)土，靈敏度高，易流動變形；基坑挖開后基坑內(nèi)外存在高差的地下淤泥向深部位基坑內(nèi)滑移，造成基坑邊坡土方向基坑內(nèi)擠壓，同時造成部分高位工程樁傾斜；

2）本工程有4 個不同標高的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)間高差達2.7 m。在樁基施工前，基坑淤泥清除，換填黏土的厚度為2 m，即換填到標高-6.1 m，該標高以下全是淤泥。土方開挖后，工程樁處于淤泥中，樁頭沒有穩(wěn)固層，因淤泥承載力低，且淤泥流動性大，在土方開挖后，淤泥上的原回填黏土向低洼的基坑滑移，造成工程樁受到擠壓位移，并造成工程樁樁身出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。

3 糾偏傾斜管樁

糾偏目的是使已傾斜的工程樁恢復垂直，保證工程樁垂直受力。填灌混凝土前需按照圖集10G409以及設(shè)計要求，對樁芯進行鋼筋籠配置，以增強樁承受水平荷載的能力，然后采用C40微膨脹混凝土滿灌樁芯。

3.1 糾偏前準備工作

1）檢查工程樁出現(xiàn)傾斜后的傾斜率，對于垂直度偏差＞0.5%的工程樁，作為需糾偏處理的對象，繪制圖紙，作好記錄；

2）由甲方規(guī)定的樁基檢測單位對出現(xiàn)傾斜的工程樁進行小應變檢測，以判定工程樁樁身的完整性；

3）對樁芯采用機械進行泥漿清理和清洗樁壁，用污水泵抽出積水。

3.2 糾編技術(shù)要求

1）經(jīng)小應變檢測后判定樁身完整時，對樁芯采用C40微膨脹混凝土滿灌處理。抗壓樁灌芯前，先將鋼筋籠伸至端頭板焊接部位以下2.5 m，抗拔樁灌芯前，先將鋼筋籠伸到端頭板焊接部位以下5 m，鋼筋籠按照圖集10G409以及設(shè)計要求進行配置，放置樁芯鋼筋籠時要仔細查看打樁記錄，確保樁芯鋼筋籠放置位置正確。

2）經(jīng)小應變檢測后判定樁身存在缺陷時，查看小應變檢測資料，核對打樁記錄，確定樁身出現(xiàn)缺陷的部位。該類型樁技術(shù)處理方法為：當缺陷部位為管樁間端頭板焊接位置或樁身出現(xiàn)缺陷的部位非管樁間端頭板焊接位置，且確定樁身未出現(xiàn)錯位時，用C40微膨脹混凝土灌芯，灌芯深度為樁身長度，樁芯內(nèi)放入鋼筋籠，鋼筋籠主筋采用6 根C20鋼筋，鋼筋籠長度為工程樁最底一節(jié)端頭板焊縫向下5 m，以增強樁承受水平荷載和豎向荷載的能力；若出現(xiàn)錯位，必須糾正到上下同心，再按照上述辦法進行處理。當樁身出現(xiàn)缺陷的部位較深且已經(jīng)錯位，或錯位后難以復位的樁，放棄處理，及時將存在同類情況樁的資料匯總后報請設(shè)計院，采用補樁或其他方法進行處理。

3）由于基坑內(nèi)地質(zhì)條件太差，為使糾偏設(shè)備有受力支撐點，糾偏施工前，需提前3 d將基坑內(nèi)的混凝土墊層澆筑完畢，墊層混凝土強度等級C20，對于糾偏后樁頂墊層，在距樁徑外50 cm處澆筑厚50 cm的墊層，當承臺的樁有3 根及3 根以上都需要糾偏時，承臺墊層內(nèi)全部澆筑混凝土，厚度為50 cm，主要用于穩(wěn)固樁頭。混凝土墊層澆筑前，要進行測量放線定位，設(shè)計好樁回歸路線及最終樁位，該位置不得澆筑混凝土，待樁糾偏完成，及時排出施工場地內(nèi)的積水，在樁側(cè)填灌C25細石混凝土，坍落度為220～240 mm，混凝土需振搗密實。

4）準備好需要使用的中粗砂和碎石材料，施工現(xiàn)場另需提供至少1 臺大型挖機24 h配合服務，不得利用其他工程樁做錨固點，避免造成完好的工程樁受到損壞。

5）工程樁在糾偏前，必須事先進行試驗性工作，按照傾斜樁部位，隨機各抽取1 根樁先進行糾偏，做好灌芯處理，灌芯混凝土強度必須達到100%，分別做抗壓和抗拔試驗，檢測結(jié)果交設(shè)計院確定。對于工程樁有抗拔功能要求時，在該工程樁經(jīng)抗拔試驗檢測后，需再次進行小應變試驗檢測。當檢測結(jié)果全部合格時，方可正式進行后續(xù)局部傾斜工程樁的糾偏工作。

3.3 糾偏流程

以下方法為單樁處理辦法，對于群樁處理，要依據(jù)各樁傾斜的方向和部位制定詳細處理方案。

1）根據(jù)工程樁傾斜的方向，背向打應力釋放孔（圖1），孔徑300 mm。鉆孔深度依據(jù)樁身缺陷部位確定，最后一鉆深度到達樁缺陷部位以下3～5 m；對于樁身完整的工程樁，依據(jù)樁身傾斜程度和軟土層情況，確定鉆孔深度，通常為軟土層以下1～2 m，以便淤泥深度范圍內(nèi)都能鉆松，使樁身整體自然調(diào)整成直線狀態(tài)（圖2）。

圖1 偏位樁打應力釋放孔

圖2 樁糾編示意

2）安裝反力支點，架設(shè)施力工具，使用手動葫蘆和鋼絲繩對樁施加與傾斜方向相反的水平力，采用拉和頂相結(jié)合的方式，將工程樁扶正，鋼絲繩固定在基坑上停靠穩(wěn)固的挖土機上。施加水平力時，應進行緩慢引拉糾偏，使樁逐漸復位。

3）在進行糾偏過程中，要觀測樁身變化，控制樁位移速度6～15 cm/次。在完成一次行程后停留10 min，慢慢減小拉力并進行回放工程樁，觀查樁反彈量，反復回拉多次，直至樁身垂直。

4）工程樁扶正后，對樁施加恒定水平拉力24 h ，以便土體應力充分釋放。

5）樁扶正后，立即檢查質(zhì)量缺陷部位上下樁是否同心，當同心后用級配砂石及時填灌樁扶正后形成的空隙，同時補澆厚50 cm的C20混凝土，見圖3。若上下樁不同心，需按照上節(jié)樁錯位的方向，先用能進入樁芯的鋼管，利用反力，將樁孔錯位部位擴大，如此反復進行，并按照擴孔情況調(diào)整鋼管直徑，直至將上下樁芯調(diào)整到同心為止，施工過程中，不得用力過大，防止再次損壞樁體。當上下樁同心過小，不能插入鋼管時，要探明上節(jié)樁偏位的具體方向，再用較大直徑的鋼管，從樁外側(cè)進行施工，直至上節(jié)樁斷裂部位移至下節(jié)樁頂且上下樁芯有部分同心時，再按前述要求，在樁芯插入鋼管，對該樁進行同心的糾偏工作，直至上下節(jié)樁全部同心為止。

圖3 偏位樁糾正后填灌砂石

6）在樁糾偏完成36 h后，撤除施加水平拉力的工具，觀測樁位變化情況，未見變化或樁有反彈但傾斜度符合規(guī)范要求時，進行下根樁的糾偏處理工作，若樁出現(xiàn)反彈且傾斜度超出規(guī)范要求時，需鑿開混凝土墊層，重新進行糾偏工作，直至樁位移量符合規(guī)范要求為止。

7）清理樁芯、放置鋼筋籠、澆筑樁芯混凝土。

8）做好樁糾偏處理記錄。

4 質(zhì)量控制[4]

樁糾偏處理時，質(zhì)量控制應注意以下幾點：

1）樁糾偏后，要滿足《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50202—2002要求的樁位偏差，樁偏位≤7 cm，垂直度偏差在0.5%以內(nèi)。

2）進行混凝土灌芯前，檢查確定樁壁沖洗干凈、無泥土，樁芯內(nèi)無積水，樁缺陷部位上下同心。

3）樁經(jīng)糾偏灌芯后，必須對樁身再次進行小應變檢測，確保樁身完好。

4）對于工程樁需要進行抗拔試驗時，在抗拔試驗完成后，需再次對該工程樁進行小應變檢測，防止工程樁在受基礎(chǔ)浮力作用下造成樁受損部位出現(xiàn)脫節(jié)情況的發(fā)生。

5 結(jié)語

通過上述技術(shù)處理，并分別經(jīng)靜載試驗和抗拔試驗檢測，本工程軟土地基中傾斜的預應力混凝土管樁均滿足設(shè)計要求的工程樁功能。實踐證明，該套樁糾編技術(shù)具有一定的借鑒和推廣價值。