預制混凝土樁樁位偏差原因分析及控制研究

吳明陽 劉淼

【摘要】在當前的工程建設當中，預制混凝土樁因其可集中生產、節省工期，安裝快捷、方便，抗腐蝕性能強，易于檢測等優點，正在廣泛地被運用在各類工程中，而預制混凝土樁偏位現象是樁基施工中普遍存在的質量通病，從設計角度來看，樁基應該是軸心受壓，如果出現偏位且偏位超出了允許誤差范圍，樁基受力就變為偏心受壓，受力狀態發生變化，基礎的整體受力體系就會受到影響。面對這種情況，施工單位在施工過程中必須不斷改進，加強質量管理，采取有效的措施對預制混凝土樁施工中的偏位現象進行防治，能夠減少建筑物可能存在的安全隱患，提高結構的穩定性。

【關鍵詞】預制;混凝土樁;偏位;防治

1、預制混凝土樁樁位偏差的原因分析

1.1設計原因

根據樁基技術規范（JGJ94-2008）規定：若土層為軟弱土層時，一般采用靜壓樁，當土層中存在中密以上砂夾層，且厚度大于2m時，一般不采用靜壓樁。但常有設計人員不重視這項規定，盲目采用靜壓樁，以致壓樁力過大，造成沉樁時施工難度加大、樁身產生損傷。同時，有些設計人員無視樁端基巖的風化程度，設計樁嵌巖的深度較大，使樁在沉樁時錘擊次數過多，從而導致樁身破損、裂縫。此外，如果軟土層較厚且樁的長徑比較大甚至超過100，而樁端嵌入風化基巖，單樁承載力取值也較大，在沉樁過程中樁身將會失去穩定，導致在樁身的中部偏位、甚至折斷。

1.2沉樁施工不注意擠土效應

由于預制混凝土樁屬于擠土型樁的一種，大量預制樁在沉樁過程中產生較高的超孔隙水壓力，在土體內有限空間的擠壓下，孔隙水沿樁身與土體之間的空隙向地表釋放，造成地面隆起，產生涌樁現象，進而使周圍的道路、管線、構筑物產生變形、開裂的現場等，并對其它基樁造成擠壓，使其發生偏位，因此，先施工的樁經常被施工的樁由于擠土產生傾斜、偏位等。

1.3兩段式壓樁

當地基土很軟，單樁承載力極限值很高，設計樁身較長，同時采用采用靜壓法壓樁時，此時要求壓樁機的配重較大，大配重下的樁機無法在軟弱土上行走，往往將此根樁分為兩段進行施工，因此兩根樁將存在接頭，在這兩根樁接頭處易導致樁身傾斜。進行兩段式壓樁施工時，先將下部樁身預先壓入一定的深度，再將上下部樁身進行連接在一起，利用上部樁身將下部樁身壓入指定標高，同時上部樁身跟隨到位，由于在施工時土層松軟，受到沉樁擠土和樁機行走影響，先壓入的樁身沉樁就位后產生傾斜偏位。

1.4基礎挖土不當

沉樁完成后樁周土體固結需要一定的時間，由于很多施工單位為了趕工期，未等到樁的固結期便進行土方開挖，此時樁的抗側移剛度較弱，導致軟土地基中的混凝土樁在挖土中傾斜甚至斷裂。當地基土為淤泥或淤泥質粘土時，若挖土機站立在樁頭上部進行開挖或挖土機鏟斗不注意觸碰到樁，或在挖土時一次開挖深度過大，未分層開挖，都會導致樁身傾斜偏位，嚴重的將使樁產生斷裂。

2、預制混凝土樁偏位的預防措施

2.1勘察階段

地勘盡可能做的詳細。根據以往的經驗數據表明，當施工中樁尖遇N>70的強風化巖或中風化巖層，且風化巖層較薄時，此時樁破損的概率高達10～20%。因此，地勘過程中樁尖持力層起伏很大時，需將鉆探孔的間距加密，當在石灰巖地區，如遇到舊建筑物基礎或硬夾層、上軟下硬、軟硬突變、巖面陡坡等場地，不宜采用預制混凝土樁。在進行地勘的標準貫入試驗中，如果遇到全風化巖層、殘積土層、硬塑～堅硬粘性土層或者中密～密實砂層時，應加密測試點，測試點間距應不大于2m。

2.2設計階段

合理地設計樁型及沉樁方式。設計人員在設計時，應充分考慮預制樁的樁型、長徑比及沉樁方法，摩擦型樁的長徑比不宜大于100，穿過一定厚度較硬土層的端承型樁長徑比不宜大于80。同一結構單元應選擇相同類型的樁型和沉樁方式。

2.3施工階段

2.3.1防止沉樁擠土效應

（1）為減少樁的擠土效應，可在打樁區的四周或群樁內部，挖去一定樁徑和樁深的樁體空間，間距1～1.5m，深度10～12m，內部填塞砂，或埋置塑料排水板，以消除部分超孔隙水壓力。

（2）在場地外邊界開挖寬度0.5～1m地面防擠溝，開挖深度需根據現場情況確定，既不能過淺，也不能過深，過淺會影響隔離防擠的作用，過深邊坡易倒塌。

（3）限制打樁速率，首先進行優化打樁的路線，一般自樁群中間向兩個方向或四周對稱施工，當一側毗鄰建筑物時，可由毗鄰建筑物處開始打樁，另外限制打樁速率，一般每天12～15根為宜。

（4）在設計樁位上進行預鉆孔，預鉆孔直徑一般不大于樁徑的2/3，深度不大于樁長的2/3。

（5）沉樁過程中加強對土體隆起和鄰近構筑物的觀測監護。

2.3.2選擇科學合理的挖土方式

沉樁施工后基坑開挖前，應根據場地工程水文地質條件、基坑的特點和外部環境制定專項開挖方案，基坑土方應分層用機械開挖，每層挖1～2m深，嚴禁“一步開挖到位”。挖土過程中，挖機盡量不要觸碰到工程樁，并按一定比例進行放坡。同時采取邊挖邊護坡、邊砌磚胎模的施工方法，保護基坑土體不位移。

3、預制混凝土樁偏位的處理措施

首先要檢測樁偏位后樁身是否完整，即先對樁進行低應變檢測。然后要確認樁偏位程度對承載力的影響。根據所做實驗分析，樁偏位在50cm以下時，承載力下降約10%，對承載力影響輕微;偏位在50～80cm時，承載力下降20%～30%。

如果低應變檢測結果顯示樁身比較完整或無明顯損傷，而且樁偏位在50cm以下，經設計確認此樁承載力是否有一定程度的富余，若有一定富余且經設計計算不影響結構安全，那么將不需進行樁偏位處理。如果樁偏位大于50cm，且樁富余承載力無法滿足結構安全，那么則需要對此樁進行糾偏處理，從經濟角度出發，可以考慮以下兩種方案：

3.1推頂法使樁復位

（1）在樁前側根據偏位的程度用地質鉆機鉆1～2個孔，插入注漿管，注水造漿，同時排漿清除樁身前側土體。

（2）首先進行安裝反力架，將千斤頂就位，然后推移樁位。

（3）樁的固定。在樁側的孔穴內，灌入5～25mm碎石，并將隨時插搗，使其致密，然后在孔內注入水泥漿，以致樁側和樁底虛土中的孔隙部分被漿液填充。

3.2錨桿靜壓樁補樁

根據工程樁的偏位情況可以借助于錨桿樁來對樁偏位影響的部分承載力進行處理。此種方法為在澆筑承臺時將錨桿樁樁孔預留好即可，其余的按原圖紙進行施工，對工程的工期和質量幾乎不產生影響。

結語：

近些年我國的房地產和基礎設施建設正快速的發展，對建筑物的安全要求也越來越高，樁基礎運用也日益廣泛。預制混凝土樁由于工期短，工程能連續施工等優點在施工中也得到越來越廣泛的應用。同時，沉樁施工完成后，樁位偏移現象在工程中也屢見不鮮，樁位偏移會導致樁的受力方式發生改變，嚴重的還會破壞結構的整體穩定性，因此對樁位偏移現象的預防和處理變得尤為重要，在勘察設計階段和施工階段我們均可以采取有效措施防止樁位偏移現象的發生，對已經發生樁位偏移的個別樁也有了有效的處理手段。隨著當今我們對預制混凝土樁施工的研究不斷深入，材料科學的不斷發展和建筑水平的不斷提高，相信預制混凝土樁的施工質量也會不斷提升。

參考文獻：

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