靜壓PHC管樁樁基偏位原因分析及處理

劉志榮廈門百城交通工程咨詢有限公司（361021）

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靜壓PHC管樁樁基偏位原因分析及處理

劉志榮
廈門百城交通工程咨詢有限公司（361021）

摘要：近年來(lái)，靜壓PHC管樁在基于軟土地基基礎(chǔ)的多層、高層建筑工程中得到了非常廣泛的應(yīng)用。但受到土方開(kāi)挖、沉樁施工、地質(zhì)條件等相關(guān)因素的影響，在靜壓PHC管樁施工期間非常容易出現(xiàn)樁基偏位的問(wèn)題，影響工程基坑施工質(zhì)量。結(jié)合某工程實(shí)例，對(duì)靜壓PHC管樁樁基偏位的主要原因進(jìn)行分析，探討樁基偏位下的設(shè)計(jì)、施工處理措施，望能夠最大限度地解決樁基偏位問(wèn)題，避免對(duì)基坑施工質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。

關(guān)鍵詞：靜壓PHC管樁；樁基偏位；處理措施

靜壓PHC管樁即高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，與其他樁型相比，靜壓PHC管樁主要具有混凝土強(qiáng)度高、成型質(zhì)量好、耐沖擊性能好、成本低廉、單樁樁基承載力高以及施工方便快捷等多個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，且由于其屬于靜壓管樁，因此在靜壓施工中不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境乃至地基基礎(chǔ)產(chǎn)生較大擾動(dòng)，故目前被廣泛應(yīng)用于多層、高層建筑工程地基基礎(chǔ)施工作業(yè)中。但也有相關(guān)工程實(shí)踐中表明：當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)較差，特別是屬于軟土地基基礎(chǔ)的情況下，由于靜壓PHC管樁屬于空心樁，在開(kāi)挖過(guò)程中其抗剪切、抗裂性能比較差，若施工中稍有不慎就可能導(dǎo)致樁基偏位問(wèn)題的產(chǎn)生，影響其承載力水平。故在應(yīng)用靜壓PHC管樁對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地基處理的過(guò)程中，如何深入分析樁基偏位的原因，及時(shí)采取有效措施對(duì)樁基基礎(chǔ)進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，已成為地基基礎(chǔ)施工中亟待解決的問(wèn)題之一。

1　工程概況

本工程基坑占地面積為20 100 m2，總建筑面積為90 508 m2，建筑結(jié)構(gòu)為剪力墻結(jié)構(gòu)體系，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙類，樁基基礎(chǔ)選用靜壓PHC管樁，樁基樁徑為500.0 mm，施工現(xiàn)場(chǎng)靜壓PHC管樁設(shè)計(jì)開(kāi)挖深度為4.15 m，最深開(kāi)挖深度為6.38 m。樁基基礎(chǔ)選用靜壓施工方法，要求樁端能夠深入持力層1.5 m以上，單樁豎向極限承載力應(yīng)達(dá)到2 800 kN。本工程基坑開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)所采取支護(hù)方案為深層攪拌樁支護(hù)，樁底標(biāo)高為-9.93 m，樁基寬度為2.1 m，樁基長(zhǎng)度為4.1 m。工程施工現(xiàn)場(chǎng)中，2#建筑基坑現(xiàn)行開(kāi)挖，占地面積為1 200.0 m2，建筑基礎(chǔ)為筏板基礎(chǔ)，開(kāi)挖階段放坡形式為1∶2.5。

2　樁基偏位原因分析

工程中基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)土質(zhì)屬于淤泥質(zhì)黏土，地下水滲透系數(shù)低，預(yù)測(cè)降水效果不好，故在施工中未采取降水措施。在2#建筑基坑開(kāi)挖后現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)基坑底部土體上涌現(xiàn)象，開(kāi)挖成型后基坑北側(cè)出現(xiàn)土體滑移現(xiàn)象，伴隨出現(xiàn)樁基偏位問(wèn)題。結(jié)合本工程基坑開(kāi)挖施工現(xiàn)場(chǎng)，總結(jié)認(rèn)為靜壓PHC管樁樁基偏位的主要原因包括以下幾個(gè)方面：

1）土質(zhì)問(wèn)題

本工程基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)靜壓PHC管樁周邊90％以上屬于淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，此類土體飽和不透水，抗剪強(qiáng)度偏低，土層具有高壓縮以及高靈敏度的特點(diǎn)，在靜力壓樁過(guò)程中產(chǎn)生應(yīng)力水平集中儲(chǔ)存在土體內(nèi)。

2）時(shí)間問(wèn)題

在本工程靜壓PHC管樁施工期間對(duì)原有土體產(chǎn)生強(qiáng)烈擾動(dòng)，基坑土方實(shí)際開(kāi)挖中出現(xiàn)了淤泥涌動(dòng)的問(wèn)題，加之土體內(nèi)應(yīng)力水平能量尚未被釋放，但此時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)基坑開(kāi)挖同時(shí)仍然同步進(jìn)行打抗拔樁操作。

3）施工問(wèn)題

本工程靜壓PHC管樁施工期間多數(shù)樁未能夠完全達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高水平，在打樁以及挖土環(huán)境中受到設(shè)備影響，基坑土體會(huì)對(duì)靜壓PHC管樁產(chǎn)生較大的水平側(cè)壓力。

4）設(shè)計(jì)問(wèn)題

本工程前期針對(duì)基坑支護(hù)體系的設(shè)計(jì)不夠科學(xué)合理，攪拌樁深度不夠，且未及時(shí)針對(duì)深部基坑進(jìn)行加固。在設(shè)計(jì)缺陷影響下導(dǎo)致攪拌樁施工質(zhì)量不夠理想。

3　樁基偏位處理措施分析

根據(jù)以上對(duì)本工程中靜壓PHC管樁樁基偏位問(wèn)題的分析，認(rèn)為在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)靜壓PHC管樁樁基偏位問(wèn)題進(jìn)行有效處理，應(yīng)當(dāng)綜合采取設(shè)計(jì)、施工兩個(gè)層面的措施，以最大限度地降低樁基偏位后續(xù)不良影響，避免對(duì)結(jié)構(gòu)施工產(chǎn)生過(guò)多擾動(dòng)。具體處理措施如下：

1）設(shè)計(jì)處理措施

在靜壓PHC管樁樁基偏位問(wèn)題的處理中，在設(shè)計(jì)方面可采取的措施有以下幾個(gè)方面：①針對(duì)出現(xiàn)樁基偏位問(wèn)題的靜壓PHC管樁，若樁基偏位達(dá)到1.8 m以上則直接作為廢樁進(jìn)行處理；針對(duì)樁基偏位程度在0.8～1.8 m內(nèi)的靜壓PHC管樁，可通過(guò)補(bǔ)強(qiáng)方式進(jìn)行處理，原偏位樁承載力僅作為安全儲(chǔ)備。補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)中共設(shè)置60根靜壓PHC管樁，錨桿樁選用長(zhǎng)度為37.0 m的無(wú)縫鋼管，要求單樁豎向極限承載力水平達(dá)到2 800 kN。地基基礎(chǔ)處理現(xiàn)場(chǎng)預(yù)留60個(gè)錨桿靜壓樁壓樁孔，周邊用鋼筋進(jìn)行加強(qiáng)處理。在上部結(jié)構(gòu)施工至第6層樓面時(shí)立即施工錨桿靜壓鋼管樁，施工范圍為50％，剩余50％錨桿靜壓鋼管樁在上部結(jié)構(gòu)施工至第12層樓面時(shí)集中完成；②針對(duì)靜壓PHC管樁樁基偏位影響范圍內(nèi)的非廢樁，可采取的處理方法是插入截面積為18.0 mm的鋼筋籠，并根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)低應(yīng)變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，要求將鋼筋籠插入斷裂部以下2.0 m區(qū)域，并選用厚度為6.0 mm鋼板進(jìn)行封底處理，壓密注漿灌入混凝土（混凝土原料選用C35等級(jí)微膨脹混凝土），要求經(jīng)處理后靜壓PHC管樁可達(dá)到乙類樁基基礎(chǔ)的質(zhì)量要求。

2）施工處理措施

在靜壓PHC管樁具體施工過(guò)程中，針對(duì)樁基偏位問(wèn)題應(yīng)采取的處理措施有以下幾個(gè)方面：①將基坑開(kāi)挖施工現(xiàn)場(chǎng)所有尚未截?cái)鄻痘A(chǔ)均截?cái)嘀猎O(shè)計(jì)標(biāo)高，然后管樁口用模板進(jìn)行完全密封，以免施工現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖環(huán)節(jié)所產(chǎn)生石塊或其他雜物落入管樁內(nèi)；②基坑開(kāi)挖面邊坡坡底應(yīng)設(shè)置排水溝，靜壓PHC管樁施工過(guò)程中所產(chǎn)生積水應(yīng)當(dāng)及時(shí)用水泵進(jìn)行抽吸處理；③基坑邊嚴(yán)禁重型機(jī)械設(shè)備停留或經(jīng)過(guò)，以免對(duì)土體產(chǎn)生擾動(dòng)影響；④在上部結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)靜壓PHC管樁的沉降觀測(cè)工作，爭(zhēng)取做到每壓一根靜壓PHC管樁，每完成一層上部結(jié)構(gòu)施工即進(jìn)行一次沉降觀測(cè)，并根據(jù)沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)確定壓樁時(shí)間、封樁時(shí)間以及具體壓樁數(shù)量，最大限度減少施工對(duì)靜壓PHC管樁所產(chǎn)生的影響。

4　結(jié)語(yǔ)

工程中通過(guò)對(duì)靜壓PHC管樁樁基偏位問(wèn)題產(chǎn)生原因的分析，從設(shè)計(jì)、施工等多個(gè)方面探討了有效應(yīng)對(duì)樁基偏位問(wèn)題的措施。經(jīng)處理后取得了良好效果：基坑施工現(xiàn)場(chǎng)20根靜壓PHC管樁中抽取6根樁基進(jìn)行聲波透射檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示樁身結(jié)構(gòu)完整且合格，單樁極限承載力水平為2 800 kN，達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示基坑上部結(jié)構(gòu)封頂后沉降量極限值為21.5 mm，可滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)本工程經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為把握靜壓PHC管樁樁基偏位的主要原因，制定設(shè)計(jì)、施工方面的針對(duì)性處理措施，方可最大限度地規(guī)避靜壓PHC管樁樁基偏位問(wèn)題的產(chǎn)生，確保靜壓PHC管樁基礎(chǔ)質(zhì)量的穩(wěn)定與可靠。

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