钢管桩在地基处理中的应用

刘 扬 ，孙若峰 ，齐东峰

（1.吉林省建筑科学研究设计院地基基础研究所，长春130103；2.吉林省地质勘探技术研究所地基检测研究室，长春130103）

1 概况

吉林市某小区21号楼为吉林市某房地产开发有限公司拟建的一栋砖混结构的回迁楼，楼高6层，建筑面积6966.37m2。基础采用混凝土预制方桩，桩径为300mm×300mm，承载力特征值为450KN，设计桩长为7.5m，桩端持力层为卵石层。该楼的东侧原为地势低洼的沟状地形，后经人工回填，回填土结构松散，回填最深处超过5.5m，施工单位在打桩前并未对回填土进行处理。2011年冬天完成了桩基础施工，2011年7月份当该楼施工至5层时出现了预制桩下沉、墙体开裂等情况。出现问题后建设单位召集省内勘察、设计、施工方面的专家对事故进行分析，结论为：第一，预制桩尖未按设计要求进入卵石持力层。第二，地勘报告23号孔、29号孔位置为沟状地形处，亦原为排水沟，回填土较深，在3.5～5.3m。回填土解冻后，在自重、上部荷载、雨水浸泡湿陷等因素作用下固结下沉，使得桩周土产生较大的负摩擦力。

2 处理方案

我院2011年8月受建设单位委托，承担了该楼桩基础加固的处理施工任务。接受委托后我所先对出现问题的部分工程桩进行了低应变检测，检测结果桩身完整，桩长与打桩记录中的桩长吻合。然后又对该楼出现问题的位置进行了有针对性的补勘，补勘结果持力层深度超过原勘察，持力层的土质性状并不符合卵石层的特征，很可能是冬季回填时冻土层，如果桩长按照施工记录上的7.5m计算，部分工程桩的桩端并未进入有效持力层。经与建设单位沟通，综合考虑加固造价和工期等因素，拟定了以下处理意见：根据补勘报告及送桩情况，难以判定所打桩尖所处的位置，但根据现场实际，可初步判定（A）～（F）×（13）～（20）轴间预制桩尖未到持力层。故根据原设计单位提供的上部荷载，先对（F）×（13）～（20）轴段承台梁下增设钢管桩，再从内墙起增设钢管桩至（A）×（13）～（20）轴段。加桩时必须观测上部结构的变形情况。补钢桩后，对所增设钢管桩范围内的原有预制桩与地梁逐个断开，在控制荷载下送预制桩，最后一级荷载要观测其沉降量。

地梁加固宜采用化学灌浆、加大截面法进行加固。墙体裂缝采用灌缝及墙两侧增设钢筋网片进行加固。楼板裂缝宜采用化学灌浆法进行加固。

3 加固参数及工艺的确定

3.1 钢管桩

加固方法采用静压法，加固依据为《混凝土结构加固技术规范》(GB50367-2006)。加固数量为14根，施工终止压力值控制在900KN，施工终止条件为达到终止压力值且沉降稳定。

3.2 原混凝土预制方桩

加固方法采用静压法，加固依据为《混凝土结构加固技术规范》(GB50367-2006)。加固数量为25根，施工终止压力值控制在900KN，终压条件为达到终止压力值且沉降稳定。

3.3 工艺要求

测量定位：由甲方提供坐标主控制点及高程控制点，压桩前先放好桩位，并经检查、复核、报验合格后方可施工。桩尖就位、对中、调直，将桩尖对准桩位。

压桩：通过全自动静载控制仪，将压力施加到桩上，根据压力表读数以判断桩的质量和承载力是否达到设计要求。

接桩：当下一节桩压到露出地面0.3～0.5m时，接上一节桩。接桩时上下桩段保持对直，上下表面用铁刷子等清理干净，并清除油污和铁锈。焊接时先在坡口周围对称点焊4～6点，待上下桩节固定后再分层施焊，施焊时对称进行。焊缝应饱满连续且根部必须焊透，等焊接接头自然冷却后再继续沉桩。

压桩结束：当桩长达到设计要求或压力表读数达到规定值，便可停止压桩。

4 加固质量技术措施

4.1 压桩施工

压桩施工时的桩位对点误差应控制在20mm以内。

桩身入土后的垂直度应控制在0.5%以内。

压桩过程中要连续观测，发现桩身垂直度发生偏差和桩身位移时，要及时通知主机操作人员进行调整，确保每根桩的垂直度的误差控制在规范之内。施工中利用小卷尺测量送桩器的送桩深度，并做好详细记录。

施工过程中如果发现异常情况，应及时与甲方、设计院、监理取得联系，商量对策及时解决。

4.2 接桩施工及质量控制措施

焊接时上下桩段应保持对直，错位偏差不大于2mm，焊接前应先确认管桩接头是否合格，上下表面用铁刷子等清理干净。焊接时先在坡口周围上对称点焊4～6点，待上下桩节固定后再施焊，施焊必须对称进行。焊接接头应在自然冷却后才可继续沉桩，严禁用水冷却或焊好后立即沉桩。

5 加固效果检测

加固完成7d后，我所对加固的钢管桩和原混凝土预制方桩的单桩竖向抗压承载力及桩身完整性进行了检测。检测结果：单桩竖向抗压承载力特征值达到450KN，满足设计要求，经低应变检测桩身完整。

在加固开始至加固完成后6个月，施工大包单位对该楼进行了沉降跟踪观测，观测结果稳定。

但2012年年初发现又有3根原混凝土预制方桩出现了下沉，经分析是回填土的固结仍没有结束。土体、地形及多重消极因素的影响导致该工程基础仍处于不稳定状态。经观测这3根桩的下沉仅造成了地沟墙的开裂及下沉，对整栋建筑的上部结构部分没有影响。为保险起见，我所针对这三根下沉桩分别进行了处理。

6 结语

钢管桩静压法对加固处理这种原施工未达到设计承载力或者接层项目的工程有很好的经济性和实用性。该方法加固施工工艺相对简单、操作方便、加固效果明显。但是针对本项目，该方法何时加固还有待商榷，经总结最好的加固时间应为回填土的固结相对稳定后，或者对回填土在加固前进行注浆等方法处理后再施工较好。