預應力混凝土管樁的糾偏技術

中國建筑第七工程局有限公司 上海 201812

1 工程概況

某游泳館工程位于安慶市順安路以東、祥和路以北。建筑面積18 833.61 m2，其中主體建筑面積14 458.76 m2，室外平臺建筑面積2 348.17 m2，地下1層建筑面積2 026.68 m2。±0.00 m標高相等于絕對高程13.70 m，自然地面絕對高程為13.2 m，該館訓練泳池和比賽泳池的基礎樁頂標高為-5.95 m，其他區(qū)域最深處樁頂標高為-6.45 m，基坑周邊最淺處樁頂標高分別為-3.75 m、-4.35 m。工程樁分為φ400 mm和φ500 mm的靜壓預應力管樁，樁基正式施工前，經多次試樁和靜載試驗，最終確定游泳館靜壓φ500 mm管樁施工的送樁樁力不小于4 300 kN，φ400 mm管樁施工的送樁樁力不小于2 800 kN。

1.1 地質概況

游泳館場區(qū)全部地處池塘地帶，淤泥極深，局部逾18 m，該工程設計1 層地下室，土方開挖深度達-6.85 m?；訓|面為大面積的水源，只有1 道寬6 m的堤壩，其他三面為較深的新近松軟回填土，回填土內含水量豐富。

1.2 土方換填情況

原池塘內淤泥面相對標高約-4.81 m，在本工程工程樁施工前，采用黏土將游泳館-4.81 m標高以下的淤泥層進行置換，換填厚度2 m。

1.3 工程樁施工情況

施工單位按照土方換填方案施工完畢后，樁機進場施工。施工期間，樁機無下陷，無土方擾動，施工時工程樁垂直度滿足設計和規(guī)范要求。本工程工程樁設計樁長為27 m、30 m、32 m，樁基施工中采用打樁送樁力、樁入持力層深度等進行質量控制，因地質條件復雜，工程樁按照設計和規(guī)范要求施工后，仍有部分工程樁樁頂高出設計樁頂標高，露出地面。

1.4 土方開挖情況

土方開挖期間，施工單位按照土方開挖方案嚴格進行施工，未發(fā)現土方開挖時挖土機碰撞工程樁等情況。

2 管樁傾斜、位移產生的原因分析[1-3]

土方開挖后，局部工程樁出現傾斜情況，在本工程基礎土方開挖后，經總結分析，確認造成本工程樁傾斜、移位的主要因素是：

1）工程地質條件太差，基坑下淤泥質粉質黏土厚度大，含水量太大，屬欠固結土，靈敏度高，易流動變形；基坑挖開后基坑內外存在高差的地下淤泥向深部位基坑內滑移，造成基坑邊坡土方向基坑內擠壓，同時造成部分高位工程樁傾斜；

2）本工程有4 個不同標高的基礎，基礎間高差達2.7 m。在樁基施工前，基坑淤泥清除，換填黏土的厚度為2 m，即換填到標高-6.1 m，該標高以下全是淤泥。土方開挖后，工程樁處于淤泥中，樁頭沒有穩(wěn)固層，因淤泥承載力低，且淤泥流動性大，在土方開挖后，淤泥上的原回填黏土向低洼的基坑滑移，造成工程樁受到擠壓位移，并造成工程樁樁身出現質量缺陷。

3 糾偏傾斜管樁

糾偏目的是使已傾斜的工程樁恢復垂直，保證工程樁垂直受力。填灌混凝土前需按照圖集10G409以及設計要求，對樁芯進行鋼筋籠配置，以增強樁承受水平荷載的能力，然后采用C40微膨脹混凝土滿灌樁芯。

3.1 糾偏前準備工作

1）檢查工程樁出現傾斜后的傾斜率，對于垂直度偏差＞0.5%的工程樁，作為需糾偏處理的對象，繪制圖紙，作好記錄；

2）由甲方規(guī)定的樁基檢測單位對出現傾斜的工程樁進行小應變檢測，以判定工程樁樁身的完整性；

3）對樁芯采用機械進行泥漿清理和清洗樁壁，用污水泵抽出積水。

3.2 糾編技術要求

1）經小應變檢測后判定樁身完整時，對樁芯采用C40微膨脹混凝土滿灌處理?？箟簶豆嘈厩?，先將鋼筋籠伸至端頭板焊接部位以下2.5 m，抗拔樁灌芯前，先將鋼筋籠伸到端頭板焊接部位以下5 m，鋼筋籠按照圖集10G409以及設計要求進行配置，放置樁芯鋼筋籠時要仔細查看打樁記錄，確保樁芯鋼筋籠放置位置正確。

2）經小應變檢測后判定樁身存在缺陷時，查看小應變檢測資料，核對打樁記錄，確定樁身出現缺陷的部位。該類型樁技術處理方法為：當缺陷部位為管樁間端頭板焊接位置或樁身出現缺陷的部位非管樁間端頭板焊接位置，且確定樁身未出現錯位時，用C40微膨脹混凝土灌芯，灌芯深度為樁身長度，樁芯內放入鋼筋籠，鋼筋籠主筋采用6 根C20鋼筋，鋼筋籠長度為工程樁最底一節(jié)端頭板焊縫向下5 m，以增強樁承受水平荷載和豎向荷載的能力；若出現錯位，必須糾正到上下同心，再按照上述辦法進行處理。當樁身出現缺陷的部位較深且已經錯位，或錯位后難以復位的樁，放棄處理，及時將存在同類情況樁的資料匯總后報請設計院，采用補樁或其他方法進行處理。

3）由于基坑內地質條件太差，為使糾偏設備有受力支撐點，糾偏施工前，需提前3 d將基坑內的混凝土墊層澆筑完畢，墊層混凝土強度等級C20，對于糾偏后樁頂墊層，在距樁徑外50 cm處澆筑厚50 cm的墊層，當承臺的樁有3 根及3 根以上都需要糾偏時，承臺墊層內全部澆筑混凝土，厚度為50 cm，主要用于穩(wěn)固樁頭?；炷翂|層澆筑前，要進行測量放線定位，設計好樁回歸路線及最終樁位，該位置不得澆筑混凝土，待樁糾偏完成，及時排出施工場地內的積水，在樁側填灌C25細石混凝土，坍落度為220～240 mm，混凝土需振搗密實。

4）準備好需要使用的中粗砂和碎石材料，施工現場另需提供至少1 臺大型挖機24 h配合服務，不得利用其他工程樁做錨固點，避免造成完好的工程樁受到損壞。

5）工程樁在糾偏前，必須事先進行試驗性工作，按照傾斜樁部位，隨機各抽取1 根樁先進行糾偏，做好灌芯處理，灌芯混凝土強度必須達到100%，分別做抗壓和抗拔試驗，檢測結果交設計院確定。對于工程樁有抗拔功能要求時，在該工程樁經抗拔試驗檢測后，需再次進行小應變試驗檢測。當檢測結果全部合格時，方可正式進行后續(xù)局部傾斜工程樁的糾偏工作。

3.3 糾偏流程

以下方法為單樁處理辦法，對于群樁處理，要依據各樁傾斜的方向和部位制定詳細處理方案。

1）根據工程樁傾斜的方向，背向打應力釋放孔（圖1），孔徑300 mm。鉆孔深度依據樁身缺陷部位確定，最后一鉆深度到達樁缺陷部位以下3～5 m；對于樁身完整的工程樁，依據樁身傾斜程度和軟土層情況，確定鉆孔深度，通常為軟土層以下1～2 m，以便淤泥深度范圍內都能鉆松，使樁身整體自然調整成直線狀態(tài)（圖2）。

圖1 偏位樁打應力釋放孔

圖2 樁糾編示意

2）安裝反力支點，架設施力工具，使用手動葫蘆和鋼絲繩對樁施加與傾斜方向相反的水平力，采用拉和頂相結合的方式，將工程樁扶正，鋼絲繩固定在基坑上?？糠€(wěn)固的挖土機上。施加水平力時，應進行緩慢引拉糾偏，使樁逐漸復位。

3）在進行糾偏過程中，要觀測樁身變化，控制樁位移速度6～15 cm/次。在完成一次行程后停留10 min，慢慢減小拉力并進行回放工程樁，觀查樁反彈量，反復回拉多次，直至樁身垂直。

4）工程樁扶正后，對樁施加恒定水平拉力24 h ，以便土體應力充分釋放。

5）樁扶正后，立即檢查質量缺陷部位上下樁是否同心，當同心后用級配砂石及時填灌樁扶正后形成的空隙，同時補澆厚50 cm的C20混凝土，見圖3。若上下樁不同心，需按照上節(jié)樁錯位的方向，先用能進入樁芯的鋼管，利用反力，將樁孔錯位部位擴大，如此反復進行，并按照擴孔情況調整鋼管直徑，直至將上下樁芯調整到同心為止，施工過程中，不得用力過大，防止再次損壞樁體。當上下樁同心過小，不能插入鋼管時，要探明上節(jié)樁偏位的具體方向，再用較大直徑的鋼管，從樁外側進行施工，直至上節(jié)樁斷裂部位移至下節(jié)樁頂且上下樁芯有部分同心時，再按前述要求，在樁芯插入鋼管，對該樁進行同心的糾偏工作，直至上下節(jié)樁全部同心為止。

圖3 偏位樁糾正后填灌砂石

6）在樁糾偏完成36 h后，撤除施加水平拉力的工具，觀測樁位變化情況，未見變化或樁有反彈但傾斜度符合規(guī)范要求時，進行下根樁的糾偏處理工作，若樁出現反彈且傾斜度超出規(guī)范要求時，需鑿開混凝土墊層，重新進行糾偏工作，直至樁位移量符合規(guī)范要求為止。

7）清理樁芯、放置鋼筋籠、澆筑樁芯混凝土。

8）做好樁糾偏處理記錄。

4 質量控制[4]

樁糾偏處理時，質量控制應注意以下幾點：

1）樁糾偏后，要滿足《建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范》GB 50202—2002要求的樁位偏差，樁偏位≤7 cm，垂直度偏差在0.5%以內。

2）進行混凝土灌芯前，檢查確定樁壁沖洗干凈、無泥土，樁芯內無積水，樁缺陷部位上下同心。

3）樁經糾偏灌芯后，必須對樁身再次進行小應變檢測，確保樁身完好。

4）對于工程樁需要進行抗拔試驗時，在抗拔試驗完成后，需再次對該工程樁進行小應變檢測，防止工程樁在受基礎浮力作用下造成樁受損部位出現脫節(jié)情況的發(fā)生。

5 結語

通過上述技術處理，并分別經靜載試驗和抗拔試驗檢測，本工程軟土地基中傾斜的預應力混凝土管樁均滿足設計要求的工程樁功能。實踐證明，該套樁糾編技術具有一定的借鑒和推廣價值。