鋼管樁在地基處理中的應(yīng)用

劉 揚(yáng) ，孫若峰 ，齊東峰

（1.吉林省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院地基基礎(chǔ)研究所，長春130103；2.吉林省地質(zhì)勘探技術(shù)研究所地基檢測研究室，長春130103）

1 概況

吉林市某小區(qū)21號樓為吉林市某房地產(chǎn)開發(fā)有限公司擬建的一棟磚混結(jié)構(gòu)的回遷樓，樓高6層，建筑面積6966.37m2?；A(chǔ)采用混凝土預(yù)制方樁，樁徑為300mm×300mm，承載力特征值為450KN，設(shè)計(jì)樁長為7.5m，樁端持力層為卵石層。該樓的東側(cè)原為地勢低洼的溝狀地形，后經(jīng)人工回填，回填土結(jié)構(gòu)松散，回填最深處超過5.5m，施工單位在打樁前并未對回填土進(jìn)行處理。2011年冬天完成了樁基礎(chǔ)施工，2011年7月份當(dāng)該樓施工至5層時出現(xiàn)了預(yù)制樁下沉、墻體開裂等情況。出現(xiàn)問題后建設(shè)單位召集省內(nèi)勘察、設(shè)計(jì)、施工方面的專家對事故進(jìn)行分析，結(jié)論為：第一，預(yù)制樁尖未按設(shè)計(jì)要求進(jìn)入卵石持力層。第二，地勘報(bào)告23號孔、29號孔位置為溝狀地形處，亦原為排水溝，回填土較深，在3.5～5.3m?；靥钔两鈨龊螅谧灾?、上部荷載、雨水浸泡濕陷等因素作用下固結(jié)下沉，使得樁周土產(chǎn)生較大的負(fù)摩擦力。

2 處理方案

我院2011年8月受建設(shè)單位委托，承擔(dān)了該樓樁基礎(chǔ)加固的處理施工任務(wù)。接受委托后我所先對出現(xiàn)問題的部分工程樁進(jìn)行了低應(yīng)變檢測，檢測結(jié)果樁身完整，樁長與打樁記錄中的樁長吻合。然后又對該樓出現(xiàn)問題的位置進(jìn)行了有針對性的補(bǔ)勘，補(bǔ)勘結(jié)果持力層深度超過原勘察，持力層的土質(zhì)性狀并不符合卵石層的特征，很可能是冬季回填時凍土層，如果樁長按照施工記錄上的7.5m計(jì)算，部分工程樁的樁端并未進(jìn)入有效持力層。經(jīng)與建設(shè)單位溝通，綜合考慮加固造價和工期等因素，擬定了以下處理意見：根據(jù)補(bǔ)勘報(bào)告及送樁情況，難以判定所打樁尖所處的位置，但根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，可初步判定（A）～（F）×（13）～（20）軸間預(yù)制樁尖未到持力層。故根據(jù)原設(shè)計(jì)單位提供的上部荷載，先對（F）×（13）～（20）軸段承臺梁下增設(shè)鋼管樁，再從內(nèi)墻起增設(shè)鋼管樁至（A）×（13）～（20）軸段。加樁時必須觀測上部結(jié)構(gòu)的變形情況。補(bǔ)鋼樁后，對所增設(shè)鋼管樁范圍內(nèi)的原有預(yù)制樁與地梁逐個斷開，在控制荷載下送預(yù)制樁，最后一級荷載要觀測其沉降量。

地梁加固宜采用化學(xué)灌漿、加大截面法進(jìn)行加固。墻體裂縫采用灌縫及墻兩側(cè)增設(shè)鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行加固。樓板裂縫宜采用化學(xué)灌漿法進(jìn)行加固。

3 加固參數(shù)及工藝的確定

3.1 鋼管樁

加固方法采用靜壓法，加固依據(jù)為《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》(GB50367-2006)。加固數(shù)量為14根，施工終止壓力值控制在900KN，施工終止條件為達(dá)到終止壓力值且沉降穩(wěn)定。

3.2 原混凝土預(yù)制方樁

加固方法采用靜壓法，加固依據(jù)為《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》(GB50367-2006)。加固數(shù)量為25根，施工終止壓力值控制在900KN，終壓條件為達(dá)到終止壓力值且沉降穩(wěn)定。

3.3 工藝要求

測量定位：由甲方提供坐標(biāo)主控制點(diǎn)及高程控制點(diǎn)，壓樁前先放好樁位，并經(jīng)檢查、復(fù)核、報(bào)驗(yàn)合格后方可施工。樁尖就位、對中、調(diào)直，將樁尖對準(zhǔn)樁位。

壓樁：通過全自動靜載控制儀，將壓力施加到樁上，根據(jù)壓力表讀數(shù)以判斷樁的質(zhì)量和承載力是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

接樁：當(dāng)下一節(jié)樁壓到露出地面0.3～0.5m時，接上一節(jié)樁。接樁時上下樁段保持對直，上下表面用鐵刷子等清理干凈，并清除油污和鐵銹。焊接時先在坡口周圍對稱點(diǎn)焊4～6點(diǎn)，待上下樁節(jié)固定后再分層施焊，施焊時對稱進(jìn)行。焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)且根部必須焊透，等焊接接頭自然冷卻后再繼續(xù)沉樁。

壓樁結(jié)束：當(dāng)樁長達(dá)到設(shè)計(jì)要求或壓力表讀數(shù)達(dá)到規(guī)定值，便可停止壓樁。

4 加固質(zhì)量技術(shù)措施

4.1 壓樁施工

壓樁施工時的樁位對點(diǎn)誤差應(yīng)控制在20mm以內(nèi)。

樁身入土后的垂直度應(yīng)控制在0.5%以內(nèi)。

壓樁過程中要連續(xù)觀測，發(fā)現(xiàn)樁身垂直度發(fā)生偏差和樁身位移時，要及時通知主機(jī)操作人員進(jìn)行調(diào)整，確保每根樁的垂直度的誤差控制在規(guī)范之內(nèi)。施工中利用小卷尺測量送樁器的送樁深度，并做好詳細(xì)記錄。

施工過程中如果發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時與甲方、設(shè)計(jì)院、監(jiān)理取得聯(lián)系，商量對策及時解決。

4.2 接樁施工及質(zhì)量控制措施

焊接時上下樁段應(yīng)保持對直，錯位偏差不大于2mm，焊接前應(yīng)先確認(rèn)管樁接頭是否合格，上下表面用鐵刷子等清理干凈。焊接時先在坡口周圍上對稱點(diǎn)焊4～6點(diǎn)，待上下樁節(jié)固定后再施焊，施焊必須對稱進(jìn)行。焊接接頭應(yīng)在自然冷卻后才可繼續(xù)沉樁，嚴(yán)禁用水冷卻或焊好后立即沉樁。

5 加固效果檢測

加固完成7d后，我所對加固的鋼管樁和原混凝土預(yù)制方樁的單樁豎向抗壓承載力及樁身完整性進(jìn)行了檢測。檢測結(jié)果：單樁豎向抗壓承載力特征值達(dá)到450KN，滿足設(shè)計(jì)要求，經(jīng)低應(yīng)變檢測樁身完整。

在加固開始至加固完成后6個月，施工大包單位對該樓進(jìn)行了沉降跟蹤觀測，觀測結(jié)果穩(wěn)定。

但2012年年初發(fā)現(xiàn)又有3根原混凝土預(yù)制方樁出現(xiàn)了下沉，經(jīng)分析是回填土的固結(jié)仍沒有結(jié)束。土體、地形及多重消極因素的影響導(dǎo)致該工程基礎(chǔ)仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)。經(jīng)觀測這3根樁的下沉僅造成了地溝墻的開裂及下沉，對整棟建筑的上部結(jié)構(gòu)部分沒有影響。為保險(xiǎn)起見，我所針對這三根下沉樁分別進(jìn)行了處理。

6 結(jié)語

鋼管樁靜壓法對加固處理這種原施工未達(dá)到設(shè)計(jì)承載力或者接層項(xiàng)目的工程有很好的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。該方法加固施工工藝相對簡單、操作方便、加固效果明顯。但是針對本項(xiàng)目，該方法何時加固還有待商榷，經(jīng)總結(jié)最好的加固時間應(yīng)為回填土的固結(jié)相對穩(wěn)定后，或者對回填土在加固前進(jìn)行注漿等方法處理后再施工較好。