软士地基条件下预应力混凝士管桩顶推纠偏的研究

钱正伟

江苏无锡二建建设集团有限公司  无锡  214061

摘要：在软土地基条件下，由于打桩流程、压机塌陷、基坑围护不到位、挖土顺序不正确等原因，很容易造成预应力混凝土管桩的倾斜。在综合考虑倾斜管桩的桩身质量及当地土质条件后，通过对预应力混凝土管桩采用顶推纠偏法进行处理，不仅大大降低了工程成本，而且加快了施工进度，具有良好的社会效益和经济效益。

关键词：软土地基  预应力混凝±管桩  推顶法  纠偏处理  桩基偏位

中图分类号：TU753.3    文献标志码：B    DOI:   10.141 44/j．cnki.jzsg.2015.1 1 .001

Research on Deviation Rectification of Prestressed Concrete Pipe Pile Incremental Pushing Under Condition 

of Soft Soil Foundation

QIAN Zhengwei

    Jiangsu Wuxi Er-Jian Construction Group Co., Ltd.  Wuxi  214061

Abstract: Under the condition of soft soil foundation, it is easy to cause 

the inclination of pre-stressed concrete pipe pile,due to the pile driving

 process, pressing machine collapse, lacking of foundation pit

 support and incorrect excavationsequence. After the comprehensive

 consideration of the pile body quality of the

 slant pipe pile and the local soil conditions,the incremental launching

 rectification method has been used for 

the treatment of the prestressed concrete pipe pile,which not only 

greatly reduces the project cost, but also 

accelerates the construction progress, and has good social 

andeconomic benefits.

Keywords: soft soil foundation pre-stressed concrete pipe pile 

 incrementallaunching methoddeviation rectification

 treatment    pile foundation deviation

1  I程概况

    花桥商务城F地块酒店公寓工程位于花桥国际商务城先导核心区，主楼部位采用PHC-600( 130) A-C80-12，12，12，11，其单桩竖向承载力特征值为2 500 kN，裙房

部位桩型采用PHC-600( 130) B-C80-12，12，1 1，其单桩竖向承载力特征值为700 kN。基坑开挖时由于挖土顺序不正确，导致基坑边坡失稳，使基坑围护桩产生了较大侧向位

移，基坑土产生侧向偏移造成主楼大多数预应力管桩出现倾斜和偏移。现场检测发现，共有1 16根管桩发生偏移，管桩的最大偏移量超过1500 mm，远远超过规范允许的范围。项目部对出现桩位偏移较大区域中的所有工程桩进行了低应变检测，低应变检测结果为：27根为Ⅱ类桩，89根为Ⅲ类桩。这些桩均在深度11 - 12 m之间出现缺陷或异常问题，在第1和第2节桩身之间发生倾斜和偏移。

2  处理方案分析、评估及选定

2.1方案分析

    由于本工程工期比较短，需要采用既缩短施工工期又要最大程度上节约投资的补救方法，通过对静压桩补桩、混凝土灌注桩补桩、推顶法纠偏等3种形式在经济投入、工期、施工难易程度等方面进行综合比较，推顶法纠正偏位较其他2种方案无论是在可行性、经济投入、工期等方面都占有明显的优势，是切实可行的。为了充分验证该方案可行性，与会人员达成共识，在大范围施工前，首先挑选其中偏位比较严重的3根桩作为试桩，对其进行纠偏处理，并检测其是否达到预期的效果。

2.2方案选定

    管桩纠偏能否顺利实施的关键因素为旧：

    1)管桩有较好的桩身质量和桩身强度，且管径不宜小于500 mm。

    2)管桩的缺陷部位仅在第1节桩身范围以内，且桩身未出现明显的断裂。

    3)管桩的焊接质量有一定的保证。

    4)施工场地能提供纠偏的反力结构。

    本工程的管桩桩身质量较好，根据小应变检测结果，偏斜管桩的缺陷部位一般在11.50 m左右，普遍位于第1节桩接头部位，且通过摄像头观测未发现明显的裂缝，具备进行纠偏的大部分条件。 根据方案对3根试桩进行纠偏处理，采用比原混凝土强度高一级的混凝土进行填芯，并作试件留置。对顶推过程做用时记录，对填芯过程进行实时监控，对砂石回填做到分层压实以提高密实度。一段时间后对处理过的桩进行静载试验，并将预先留置的试件送检测中心进行检测，检测数据表明，结果是符合设计要求的，因此选用顶推法是可行的。根据纠偏过程中的影像资料、时间记录以及承载力试验结果等数据，项目部制订了相应的施工工艺，以便于进行大面积的纠偏处理。

3  管桩偏位处理施工工艺

3.1施工前的准备工作

    管桩偏位主要是由于原有的基坑围护桩过短未进入粉土层，只到达淤泥土层，基坑产生了偏移，导致基础桩产生偏位，根据地质报告和现场开挖情况得知现场土质很差，土层含水率很高，土层稳定性差。因此在施工前提前对基坑进行降水处理，在对已开挖的地方设置井点降水以降低水位，管桩偏位主要是基坑开挖后由于基坑边坡失稳，使基坑围护桩产生了较大侧向位移，为了防止纠偏后桩基再次出现偏移，应先对基坑周围采用西600 mm围护桩进行加固处理，桩长超过原有的围护桩，并增加了支撑。

3.2管桩内清孔检测

    施工前先对桩身内侧进行清孔。桩身清孔采用高压水枪进行冲水取土，清孑L深度为超过第1节桩长3-5m，为纠偏测量做好准备，桩外侧混凝土碎块采用钻机清孔，清孔不宜过大，应避免钻机对桩身质量的破坏。对管桩桩身质量进行小应变检测，并通过摄像头观测检查是否有明显的裂缝及偏斜管桩的缺陷部位。若缺陷部位位于第1节桩接头部位，就可以进行纠偏。

    若管桩桩身质量存在明显的裂缝，则进行补桩处理，然后测量倾斜度。测量倾斜度采用吊锤法，用测绳将吊锤吊入桩孔检测3-5m范围内管桩的倾斜情况，并计算倾斜度。偏位根据桩的定位尺寸图，用经纬仪、钢尺测量X、y方向的偏差，做好记录。

3.3纠偏反力结构安装加固

    由于混凝土垫层将作为顶推千斤顶的支撑反力结构，千斤顶的支撑反力结构在管桩纠偏中起重要作用，但工程地质较差，直接在原土上浇混凝土垫层，垫层受力可能会滑移，因此项目部对混凝土垫层进行了加固处理，混凝土强度等级提高为C25，每隔Im增设深500 mm、宽300 mm的凹槽，增加抗滑力，同时也方便纠偏时定位。若离基坑或已施工结构近时，可利用边坡土加固及已建结构作为反力支撑结构。

3.4设置纠偏定位导向槽、桩侧土压力卸载

    先在垫层上弹线确定基坑纠正后的位置，在偏位桩与纠正位置间用开槽机在垫层上开1个导向槽，深度为穿过混凝土垫层。

    在导向槽侧用钻机（或高压水枪）冲水取土，孔的深度根据偏位桩的深度确定，宽度宜为600 mm，同时排浆清除桩身前侧的土体，用较小的水平推力使桩复位。对于浅部混凝土碎块采用人工钻机清孔，在施工过程中要控制清孔范围，防止出现清孑L过大，施工机械对原有的桩身质量造成破坏。

3.5纠偏直线度检测

    直线度检测是顶推能否顺利进行的关键，若直线度不合格，则顶推会将桩损坏，因此通过检查上下桩身是否贯通（直线度）以确定能否进行顶推。若直线度检测达不到顶推要求，则需对桩进行加固。一般采用内插导向管法加以解决，由于导向管比桩孔略小，因此顶推时导向管为受力状态（图1）。

3.6项推施工

3.6.1确定桩顶水平承载力

    千斤顶就位前应对桩基进行桩顶水平承载力设计值的确定，当顶推力小于桩顶水平承载力时，则顶推对桩身无影响。根据《建筑桩基技术规范》( JCJ 94-2008)相关规定，当缺少单桩水平静载试验资料时，可以按照式(1)估算预制桩单桩水平承载力特征值：

式中：a-桩的水平变形系数，对于软黏土，可取 , m=4MN/m4  EI-桩身的抗弯刚度，财于钢筋混凝土桩，,其中E。为混凝土弹性模量，Io为桩身换算截面惯性矩，圆形截面为； 

 桩顶允许水平位移；

 桩顶水平位移系数。

  因此根据计算，采用小于Rh的水平推力对管桩的桩身是安全的。

3.6.2顶推施工过程

    采用千斤顶进行顶推，在顶推过程中千斤顶的作用力应均匀，在顶推过程中严格控制顶推速率，防止由于速度过快使桩身断裂=在桩的另一侧用千斤顶顶推移位，通过若于个行程将管桩推至复位，速率控制在每分钟10个行程，用高压注浆管贴紧桩身冲孔，深至持力层，借千斤顶初步推桩移位，要严格控制推挤桩顶移位的速率，以2 -5 cn，／h为宜，完成总偏移量的1/2时停30 - 60 min，保持用高压注浆管扩孔，第2次将桩顶推至复位。施]：开始后、过程中、结束时对桩身做3次垂直度测量，在垂直度达到设计允许偏差(  111 000)后停止顶推，使得桩身朝着预定的方向纠正，并避免对原有的桩产生破坏作用=若另一方向仍有轴线误差，则在该方向重复}二述顶推过程（图2）。

  

3.7骨料填充

    管桩纠偏到位经检测达到要求后，进行临时固定并稳定，然后在桩侧的孑L穴内，四周均匀地分层灌入5 - 25 mm的碎石以及细砂，每层振捣密实，并检测垂直度。同时对处理完成的回填层现场抽检进行密实度试验，检测数据是否达到要求。

3.8桩内填芯

    垂直度检测合格后，清洗桩管，然后通过吊机在管桩内下钢筋笼，在断裂位置增加加强钢筋，根据桩身实际完整性、垂直度，确定钢筋笼长度，并在钢筋笼底部焊接厚5 mm簿钢板托板，桩内浇筑高级配微膨胀混凝土，振捣密实。填芯前再次清洗桩管，然后通过吊机在管桩内下钢筋笼，主筋为64 20 mm，在断裂部位上下1.50 m范围内另加6咖20 mm加强钢筋（图3）。

3.9桩偏位复测

    在纠偏结束后，采用吊锤结合经纬仪对最终纠偏完成的桩进行偏位测量，并用全站仪检测轴线是否达到规范允许的要求。

3.10成品保护

    在经纠偏处理后的管桩周围设立围护保护，实时对基坑围护进行监测。

4  实际效果

    现场共有1 16根桩产生偏移，纠偏后114根桩在偏差及承载力方面达到了规范及设计的要求。纠偏成功率达到了98%，基坑未发现明显的偏移，土层未发生变化。通过静载荷、高应变及低应变检测结果显示，纠偏加固后的管桩桩身承载力和结构强度均满足要求，可正常使用，2根不合格桩主要是由于直线度检测超过了要求，管桩的缺陷部位超过了第1节桩身范围，承载力达不到要求，后经补桩处理达到要求。

5  结语

    在长江三角洲冲积平原软土地基，土层含水率很高、土层稳定性差，管桩容易在基坑边坡失稳作用下友生偏位，只要经检查管桩有较好的桩身质量和桩身强度，管径不小于500 mm，且管桩的缺陷部位仅在第1节桩身范围以内，桩身未出现明显的断裂，就可按本施工工艺进行纠偏，既可以节约资金，又保证桩基质量，可为今后出现类似情况的工程提供参考。