樁基糾偏加固技術在PHC管樁糾偏中的應用

顧 金 耀

(上海振南工程咨詢監理有限責任公司，上海 200063)

0 引言

隨著城市的大規模建設，PHC管樁憑借其單價的優勢以及施工工藝的便捷性得到廣泛應用。但在一些淤泥質土厚度較大的施工環境中，因施工因素所致的管樁問題時有發生，包括開裂、偏斜和斷裂等，且這些問題具有較高發生幾率[1]。根據相關研究，軟土地區中，由于土體水平變形會對管樁產生較大的水平推力，致使樁身破壞[2]。類似事故往往有數量多、偏位大的特點，導致管樁處理常常困擾著設計和施工人員。設計單位往往為了規避風險，采用比較保守的補樁方案，但往往導致工期過長和費用過高。近幾年，慢慢發展起來的管樁糾偏技術，在多項工程中已有嘗試[3]，本文研究上海某一偏斜PHC管樁治理為例，詳細內容如下。

1 工程概況

上海焦化CO聯產空分裝置(671A)壓縮機廠房工程項目位于上海閔行區焦化有限公司內。其樁基采用PHC管樁，樁徑500，壁厚100，樁長31，采用11 m,10 m,10 m三節管樁，持力層為⑦1層，樁身承載力設計值1 650 kN，共382根(包括廠房承臺樁基和設備基礎群樁)，平均送樁2 m。

由于樁基施工完成還未進行養護，相鄰管線(084)(直徑2 m)就在廠房東南角處開挖敷設工藝管線，施工中恰逢夏季一場大暴雨，第二日出現大面積傾斜和偏位現象，經現場檢測，發現存在諸多Ⅲ類樁。通過現場測量，樁的最大傾斜量達到近1 600 mm，且大部分在500 mm～1 000 mm，超過規范允許的范圍。大部分樁身發現有微裂縫，深度基本在15 m以上。

本工程出現的偏斜管樁數量特別多且偏斜量也極大，處理難度極大。后經過咨詢上海多個有豐富經驗的勘察設計單位，并經多次專家論證，決定采用糾偏方法進行處理。

2 處理原則

為保障工程安全，在具體的PHC管樁糾偏中，需要合理對具體原則進行研究，詳細原則見表1。

表1 偏斜管樁處理原則

3 糾偏施工過程

3.1 樁身測斜

清孔后實施有效測斜與探頭觀測，結果證實：偏斜可分為如下幾種：

1)拐點的位置在5 m～10 m，且偏斜較低，裂縫不明顯。此類樁偏斜小于80 cm，場地內多發。推斷樁身出現此種偏斜的原因主要是淺層土層開挖所致，這種形態在類似項目中比較多見。

2)拐點位置在10 m左右，偏斜量較大，并發生整體傾斜問題，存在微裂隙。偏斜大于100 cm，集中在東側。推斷該區域樁基出現此情況是由于東側深基坑開挖所致，由于基坑開挖深度大、淺層25 m以內都是淤泥質土，因此導致管樁出現整體傾斜。

3)存在2拐點，第一個于10 m左右，并且在距樁頂3 m～5 m處發現斷樁，偏斜大于100 cm，多發東南側。由于樁身鋼筋已有部分斷裂。根據之前兩種曲線的分析，此類樁應遭受了兩次損傷，即第一次由于管線開挖導致管樁傾斜，然后東側基坑開挖又導致淺部管樁發生第二次傾斜。

3.2 施工過程

根據測斜檢測結果，針對上述三類樁制定了三種施工方案。對于第一類樁，采用常規的糾偏，經糾偏處理后的樁位與設計樁位的偏差小于20 cm。

對于第二類樁，為保證樁身承載力，在具體的糾偏中，需注意糾偏速度，不宜過快或過慢，規避管樁發生斷裂的情況。具體的處理中，當達到樁頭垂直，則可停止，需注意矯枉過正的情況，不需要將糾偏達到設計樁位，因樁出現整體傾斜，致使偏差大于30 cm。

對于第三類樁，由于施工相對較為困難，可在控制糾偏速度的基礎上，對管樁進行外加套，停止糾偏的位置同樣為樁頭垂直。但，因只可實施上節樁糾偏，故此偏差仍大于50 cm。糾偏加固施工從2006年11月14日開始進行，一直持續到2006年12月31日結束，共47 d。一共完成189根問題管樁的處理工作，其中168根進行了糾偏和加固，另外的21根只進行填芯加固。

4 樁基檢測結果

對所有管樁進行了檢測，結果顯示：Ⅰ 類樁151根，占39.5%；Ⅱ類樁231根，占60.5%。

高應變檢測的數量按規范5%確定，共檢測了20根，結果顯示：樁身結構性指數處于0.62～1，通過對具體結構完整性指數的研究，能發現造成數值下降的主要成因可得到具體的原因包括濕填芯造成的樁身阻抗變化等。此外，再計算極限承載力，以單樁為具體計算項目，可以得到具體數值，計算結果顯示：單樁極限處于2 640 kN～3 168 kN，均值2 904 kN，由此可見，滿足設計要求。

靜荷載試驗可用于實現對糾偏效果的確認，故此，工程擇取6根第三類樁，實施有效的靜荷載試驗。通過對具體的檢測結果的研究可得：所有管樁均未發生損害，且對沉降量和回彈率進行計算，結果為最大沉降量小于20 mm，回彈率均大于60%。故此，可發現樁身仍舊具有較好的承載力。

5 結語

1)對于偏斜1 m左右的管樁，采用頂推法糾偏是切實可行的。

2)相對于灌注樁補樁方案，采用糾偏法具有處理費用低、施工速度快等優點，適用于類似工程的樁基處理，但施工工程中一定要注意糾偏速度的控制，并防止管樁發生二次破壞。

3)經糾偏填芯加固后的管樁，雖然存在部分傾斜，可管樁強度和承載力均得到改善，符合標準，但必須經過靜載荷試驗驗證。

4)處理完成的基礎，由于承載力形心與之前有所偏移，可通過結構處理方法進行加強，如設置雙向連梁、采用筏基等。

5)目前建筑物及設備運行正常，監測數據穩定，可為類似工程提供參考。

參考文獻：

[1] 閆瑞明,聞建軍.軟土地區預應力管樁斷樁事故的預防與處理[J].土木工程學報,2007,40(sup):421-424.

[2] 王愷敏,王建華,陳錦劍,等.大面積堆載作用下飽和土中的樁基工作性狀[J].上海交通大學學報,2006(12):2130-2133，2141.

[3] 張忠苗,張乾青,劉俊偉,等.軟土地區預應力管樁偏位處理實例分析[J].巖土工程學報,2010,32(6):975-980.