预应力钢砼预制管桩施工问题的处理

【摘要】通过在群力新区建设工程中设计应用预应力钢砼预制管桩施工中遇到问题的处理，提出了在大面积范围内应用预制管桩施工中应注意的问题。

【关键词】地基回填；强夯处理；预制管桩；合理施工

1.工程概况

哈市群力新苑56万平方米住宅小区建设，是哈尔滨市政府2008年度在当年全市动迁解困14片棚户区改造中建设规模最大的住宅小区，小区建在群力新区西侧，在东起上江街，南沿工农大街，西至新城小区，北至群力第七大道所围合的区域。在该区域内自然地貌极为恶劣，在上江街沿工农大街至新城小区边形成的条状月牙形区域，高出工农大街既有市政道路近2m多，而在上述围合的中部区域却比工农大街路面低10-12m左右。在规划设计中，采取了以工农大街为自然地面基准线，将高出工农大街的月牙形地域内的土方填入小区中部的浅地带。采用沿工农大街向北至群力第七大道分层减低地面标高，错落成的花园叠合式住宅小区的总平面设计风格。小区中部缺少的剩余土方由靠新城小区和群力新区内部开槽挖土外运的土方回填。

2.地质条件

该住宅小区总平面设计方案处理了原有地貌的不利因素，设计采用逐层分段降低自然地面标高的方法来解决原自然地貌的差值大的情况，但除了靠近工农大街第一梯段开始往后自然地面上均需回填6-8m地基回填土层过渡，回填土采用粘土或亚粘土，在回填土层下部，是原有自然地貌表面的杂填土，厚度约为0.5-2.0m左右，其下为淤泥质粉土，厚度2.0-4.0m，淤泥质土层下部为粉质细砂层。为保证质量，节约建筑成本，采用强夯法处理地基回填土，使回填后的地基土承载力特征值满足P=150KPa的基本要求。设计桩长L=18m。在设计桩头端承载值降低比例不大，增加考虑地基回填侧向摩阻力的方法来降低桩长，达到降低建筑成本目的。

3.施工过程中遇到的问题

在群力新苑56万平方米住宅小区的开发建设过程中，由于该地块为哈市政府在当年动迁改造的最大棚户区，动迁工作于当年5月末完成，6月份该地块工程开工。为满足来年棚户区居民能够按时回迁入住，一、二、三期工程在不到2个月的时间里相继开工，56万平方米的建设群，近70余栋住宅楼，设计基础形式均为预应力钢砼预制静压管桩，由省内3家大型桩基础施工公司承担施工任务，现场共有15台静压桩机昼夜施工，同时作业。由于完成棚户区改造建设工期紧张，工作任务繁重，缺少管桩施工经验，开工前只注重地基回填土的处理，没有考虑到近10万余根静压桩在工程开工后，在不到2个月的时间里，按设计要求均压入已规划好了的新住宅小区内的各单体楼下。施工前没有进行统一作业安排，造成了在已施工的场地内产生巨大的土体挤密效应。地基土在挤密应力没有释放、土体颗粒压缩后没有完全固化前，又新增较大的土体挤密内力，使土体内的挤密应力在没有内应力松弛或释放之前，又产生了强化土体挤密内力。在被已施工完的楼体地基土挤密内力的作用下，后施工的地基土体硬如板塊，设计所采用的Φ300，ζ=70mm厚的预制静压预应力钢砼管桩很难正常压入，且也无法穿越地勘所述土体内1.00-1.50m厚的细砂夹层。施工中多次产生静压桩机超负荷压桩或桩尖尚未进入持力层而产生爆桩的情况，致使现场无法施工。

4.选择的处理方法

由于施工工期特别紧张，根本没有时间来等待土体内应力松弛后再施工，经了解情况后，根据所学的土力学和地基基础等专业知识，结合桩机工作工况，设计对桩基础的承载力要求和地质勘探中各层土质相关数据，采取了如下相关技术措施：

①合理安排好桩机施工工作路线，避免地基土内产生“围桶”内应力效应；②合理划分各桩机的流水作业施工区域，避免产生新的地基土挤密效应和产生新的内聚力；③采取在有条件的地方进行土体应力释放，无条件进行应力释放的地块采用下一步再进行静压桩施工，以给出地基土内聚应力松弛时间；④无条件进行地基土内聚应力释放的地块，采用局部人工进行地基土体内聚应力释放；⑤预制静压桩施工前做钻孔引孔，引孔按规范要求不得超过总桩长的三分之一；⑥改用锤击型预应力桩型，在桩头设100mm后硬质塑胶防震垫，用冲锤冲击打压；⑦改变桩的型号，将原设计桩径Φ300，ζ=70mm的预制管桩改成比原设计大一～二号同型静压桩。⑧选择工作业务熟练的桩基作业班组和优秀桩基手，对作业困难的地块在施工前做好充分准备，调整桩基工作状态，作业前使桩基所带配重加满，作业时保持桩基逐步加荷；在稳定缓慢持续加载的状态下一次施工作业完成。⑨作业前，逐一踏查地基土质受挤密应力情况，为防止各施工单位无序抢工避免现场静压桩施工作业混乱的情况再次发生，防止产生新的地基土质挤密应力无法释放，由现场指挥部统一制定各作业桩基的作业行走路线。⑩现场指挥部主管领导在现场亲自指挥，指挥调度所有参加工程建设的施工队伍和桩基公司按照指挥部制定的桩基作业技术方案和桩基作业技术措施对无法施工作业的地块按要求采用上述不同的各项措施施工作业完成。

5.调整处理后的技术效果

经过上述调整处理后的预应力预制静压管桩施工，除有一栋楼（A34号楼）在四周均被先前施工完的静压管桩内聚应力包围无法改变现状进行施工，而采用增大原设计桩号外，其余在包围的A区坡下36栋楼基本都按原设计施工，爆桩率明显下降，桩基础施工满足设计要求，桩基础检测满足规范和设计要求。

6.结论

哈市群力新区工程建设中发生的大面积预制工程静压桩施工困难并不是偶然发生的情况，它是在满足拆迁工程的回迁总工期要求，在大面积开发建设中的特定的历史条件下，由于现场各单位为保证早日完成施工任务，有关人员对地基土体挤密应力的认识不足造成的。通过对地基土体内聚力的化解和科学合理安排好各施工标段的静压桩机施工工作路线，有效地避免了地基土内聚应力产生的“围桶”内应力效应，使当年哈市最大的棚户区改造工程项目得以顺利进行，为国家和地方工程建设节约了资金，同时也获得了极为宝贵的工作经验。

参考文献

[1]JGJ94-2008，建筑桩基技术规范

[2]JGJ 79-2012，建筑地基处理技术规范[S].

作者简介

张晓滨（1957- ），男，籍贯：吉林德惠人。高级工程师，硕士研究生。研究方向：结构工程钢筋混凝土专业。