特殊工程地质条件下桩位偏移原因分析及处理措施

王志坚 郭志浩

(江西省地质工程(集团)公司，江西 南昌 330000)

特殊工程地质条件下桩位偏移原因分析及处理措施

王志坚 郭志浩

(江西省地质工程(集团)公司，江西 南昌 330000)

以温州市苍南县龙港新城XC-1-29地块工程项目为例，对特殊工程地质条件下桩基施工产生问题进行分析，并采取相应的处理措施，以提高工程的质量、节约经济成本。

特殊地质条件，桩位，偏移

1 工程概况

温州市苍南县龙港新城XC-1-29地块工程项目位于浙江省温州市苍南县龙港新城。本项目工程总用地面积63 335.8 m2,总建筑面积295 238.02 m2,其中计容积率面积221 670 m2,不计容积率面积73 568.02 m2。主要由1号～10号共10幢32层～33层高层住宅、1层～3层商业、其他(物业配套房3层)和2层地下室组成。项目建成后效果图如图1，图2所示。本工程桩基设计采用的是钻孔灌注桩，主楼桩径为800 mm，地下车库桩径600 mm，设计桩长为35 m～85 m不等。

2 特殊地层情况

2.1地基土组成

由该项目地勘报告知，地基土在勘探深度范围内可划分为7个工程地质层9个亚层，自上而下分为：①0吹填土，②1淤泥，②2淤泥，③2黏土，④2黏土，⑤2黏土，⑤3圆砾，⑥1粉质黏土，⑦1粉质黏土。现分述如下：

灰黄色，稍湿，松散状，吹填形成，主要成分为淤泥，含少量黏性土和粉砂，为新近吹填而成，时间小于1年。全场分布，厚度1.30 m～6.60 m。

灰色，流塑状，高灵敏度，高压缩性，韧性高，干强度高，摇振反应无，切面光滑，含少量粉砂、贝壳碎片及腐殖质，局部相变为淤泥质黏土。上部已预压排水，含水量相对较小。全场分布，顶板埋深1.30 m～6.60 m，厚度10.30 m～15.90 m。

灰色，流塑状，高压缩性，韧性高，干强度高，摇振反应无，切面光滑。含少量贝壳、腐殖质，夹团块粉细砂。全场分布，顶板埋深14.80 m～17.50 m，厚度16.20 m～21.00 m。

灰色，软塑～软可塑状，高压缩性，干强度高，高韧性，切面光滑，含少量贝壳、腐殖质，局部含细砂，局部相变为淤泥质黏土。全场分布，顶板埋深33.10 m～37.00 m，厚度9.00 m～16.80 m。

灰色，软塑～软可塑状，高压缩性，切面光滑，韧性高，干强度高，含少量炭化物。全场分布，顶板埋深45.40 m～51.80 m，厚度12.80 m～19.10 m。

灰色，软塑～软可塑状，中等～高压缩性，切面光滑，韧性高，干强度高，含少量炭化物。全场分布，部分钻孔受孔深限制未揭穿，顶板埋深62.30 m～66.00 m，揭露厚度4.00 m～15.90 m。

灰色，中密状，饱和。大于20 mm颗粒含量15%～80%，2 mm～20 mm颗粒含量15%～30%，砾卵石呈次圆状，卵石粒径以20 mm～60 mm为主，成分为中～微风化凝灰岩，个别达到200 mm以上；砂粒含量5%～20%左右；黏性土含量5%～35%，该层粗颗粒局部较集中，为卵石。全场分布，部分钻孔受孔深限制未揭穿，顶板埋深73.50 m～78.20 m，揭露厚度0.50 m～13.40 m。

灰色，可塑状，中等压缩性，切面较光滑，韧性高，干强度高，局部相变为黏土。大部分场地分布，顶板埋深79.50 m～84.30 m，厚度0.00 m～12.40 m。

兰灰色，可塑状，中等压缩性，切面较光滑，中等韧性，干强度中等，局部相变为黏土。全场分布，受孔深限制未揭穿，顶板埋深89.20 m～93.00 m，揭露厚度2.00 m～11.70 m。

根据场地土层分析：钻孔灌注桩施工土层地基土承载力发挥较差，基础造价较高，桩身质量不易保证，孔底沉渣控制难度较大，土体流动性较强且施工周期长，单桩承载力受施工因素等影响较大等特点。

2.2地下水

由该项目地勘报告知，场地地下水浅部为孔隙潜水，下部为承压水。孔隙潜水赋水介质为淤泥等，水量贫乏，水迳流条件差，受大气降水及河流补给，以向邻区排泄和蒸发为主；测得稳定地下水位埋深为0.00 m～1.00 m，水位高程为2.10 m～3.13 m。地下水年最大变幅1.00 m～2.00 m。场地分布有承压含水层，赋水介质为圆砾，厚度大，承压水水量较大，水迳流条件好，根据《2012年温州市地质环境公报》，本地区承压水水位埋深一般8.0 m～10.0 m。承压地下水对本工程基础施工影响较小，对钻孔桩施工有一定的影响，主要表现在易坍孔、漏浆。

根据国家标准GB 50021—2001岩土工程勘察规范2009年版按最不利因素判定拟建场地地下水对混凝土结构具弱腐蚀性，对长期浸水的混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，对处于干湿交替的混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性。综合判定本工程地下水对本工程桩基及施工有较大影响。

3 开挖过程中遇到的问题

以4号楼钻孔灌注桩施工为代表，4号楼桩基设计为钻孔灌注桩，桩数82根，桩径800 mm，桩长81 m。在基坑开挖后对4号楼桩基进行检测。

3.1检测方法

检测方法为应力波反射法，反射波法源于应力波理论,基本原理为：当桩长远大于桩径时，桩可视为一维介质。当桩顶被施加一激振力时，应力波将沿桩身从上至下传播，并满足一维波动方程。

即：

其中，u为质点振动位移；x为振动质点到振源的距离；t为质点振动时间；Vp为纵波在介质中的传播速度。

应力波在介质中传播时遇到不同的波阻抗界面则产生反射，通过检波器在桩顶接收到的各种应力波和振荡信息，便可分析桩底反射或桩间反射，分析桩的完整性，判断桩的缺陷部位，缺陷性质，以及桩身混凝土强度。

3.2检测结果

根据检测结果对4号楼成桩质量按标准进行分类，具体如下：

Ⅰ类桩50根：桩身完整性好，无缺陷，桩身混凝土波速值正常。

Ⅱ类桩23根：桩身基本完整，有轻微缺陷，但基本不影响正常使用，桩身混凝土波速值正常。

Ⅲ类桩9根：桩身有明显缺陷，已影响正常使用，或桩身混凝土波速值明显偏低。

3.3检测结论

动测判定的Ⅰ类、Ⅱ类桩可以满足要求；Ⅲ类桩可否满足要求由设计部门根据实际情况作出决定，但必须进行必要的工程处理。

4 产生三类桩原因分析

1)该项目底层为吹填土及巨厚层淤泥质土(软土地基)，流动性较大，抗滑移系数较小，具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、高灵敏度、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

2)由于软土的生成环境及粒度、矿物组成和结构特征，结构性显著且处于形成初期，呈饱和状态，这都使软土在其自重作用下难于压密，而且来不及压密。因此，不仅使之必然具有高孔隙性和高含水率，而且使淤泥一般呈欠压密状态，以致其孔隙比和天然含水量随埋藏深度很小变化，因而土质特别松软。机械在其上面行走、作业对下部回弹受力的影响范围较大。

3)淤泥和淤泥质土一般呈软塑状态，但当其结构一经扰动破坏，就会使其强度剧烈降低甚至呈流动状态(土层极速液化)，在土体未加固区域的桩上部土面进行机械开挖，对工程桩的扰动较大。

4)淤泥和淤泥质土的稠度实际上通常处于潜流状态，挖土放坡过程中，土体形成坡度后整体滑移(线型为曲线)；造成桩身产生一定的移位。

5 处理措施

根据检测结果，对三类桩采取必要的工程处理措施后，再经设计验算，满足使用要求后方能投入使用，否则采取补桩措施。在此，主要讨论采用工程处理措施，对已判定为Ⅲ类桩进行处理。

5.1处理方法

采取先用高压旋喷进行土体加固及封底，再开挖土方(限开挖深度6 m内)，然后纠偏，破除断裂段，最后经过设计同意后采用内径1 000 mm的钢模接桩，混凝土强度提高一个等级。

5.2处理施工过程

1)土体加固：

先破除原有200 mm厚C20混凝土垫层并安排工人将混凝土碎块装入料斗内用塔吊吊出基坑，再采用高压旋喷桩进行土体加固及封底，养护10 d。

2)沉钢护筒、挖土、凿桩、割钢筋：

a.沉直径1.5 m，壁厚10 mm，长度5 m(分成上2 m、中1.5 m、下1.5 m)钢护筒(分节下)，边挖边沉，周边均匀挖土以保证护筒水平垂直下沉，在下节护筒下沉至高出筒外地坪100 mm左右时，套上中节护筒，以此类推；

b.人工先挖除桩周边土方300 mm～500 mm，再凿除露出的工程桩缺陷段混凝土并割除桩钢筋，采用门式辘轳将土方和碎混凝土块及钢筋等吊出来，以此类推逐层向下施工；开挖凿除至缺陷上部约1 m位置时，挖除桩周边土方，查明原因后，继续破除断裂段至裂缝处，采用低应变对下段桩进行桩身完整性检测，确认桩身完好后进行接桩(桩主筋保留1 m长用于桩钢筋接驳)，桩混凝土接驳口凿成比桩径小2 mm约100 mm高的企口，以便安装桩钢护筒；完成时将拔钢护筒的钢丝绳安装在钢护筒内侧的吊环上并引至护筒外且固定牢靠。

3)接桩(接钢筋、套桩钢护筒、拔外侧钢护筒、浇混凝土、回填土方)：

a.根据实际凿除长度加上锚固长度下好钢筋料，用塔吊吊到使用位置后采用人工逐根传送至接驳面，并逐根按要求错开采用单面搭焊接驳桩主筋，然后将加工好的加劲箍及螺旋箍套在主筋外面，人在钢筋笼中间自下而上进行焊接和绑扎，并垫好保护层垫块；

b.钢筋绑扎完成后，用塔吊配合安装直径1 000 mm,壁厚5 mm内径的钢护筒套在桩钢筋笼外面作为永久模板，下口套于事先凿好的企口上，然后回填1 000 mm厚中砂以固定钢护筒的下口；

c.固定好桩钢护筒后，开始自上至下利用塔吊逐节拔出外侧钢护筒，然后采用钢管及木方固定桩钢护筒的上口，保证钢护筒的垂直度和稳定；

d.桩钢护筒固定好后，经隐蔽验收合格后进行混凝土浇捣，采用塔吊吊运，桩内用两节2 m的导管进行浇捣，以免混凝土落差过大造成离析而影响质量；采用振动棒进行分层点式振捣密实，点式间距不大于500 mm，分层厚度不大于500 mm，上层混凝土振捣时插入下层混凝土深度不小于100 mm，以保证混凝土质量;

e.在混凝土浇捣的同时均匀回填桩钢护筒外侧土方，混凝土浇捣进度与回填同步，从而起到保护钢护筒的作用，同时也解决了先回填土方可能压扁或压偏桩钢护筒的问题。

6 结语

工程行业的不断发展，促使我们在施工中遇到复杂工程地质条件的情况越来越多，不良地质条件给施工造成的问题对工程质量，经济成本有较大的影响。在施工中针对不同地层条件所遇到的问题具体分析，采取相适应的工程处理措施是提高工程质量，节约经济成本的重要手段。本工程针对基坑开挖后出现Ⅲ类桩的原因进行了具体分析，并制定了相应的工程处理措施，处理完毕并经设计认可，符合使用条件的继续投入使用，对该项目及周边项目后续施工提供了一定参考思路，取得了良好的施工成果和经济效益。

[1] GB 50300—2001，建筑工程施工质量验收统一标准[S].

[2] JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范[S].

[3] 浙江省工程物探勘察院.龙港新城北部中心XC-1-29地块岩土工程初步勘察报告[R].

Pilelocationdeviationcausesanalysisandprocessingmeasuresunderspecialengineeringgeologyconditions

WangZhijianGuoZhihao

(JiangxiGeologyEngineering(Group)Corporation,Nanchang330000,China)

Taking new Longgang city XC-1-29 land engineering project of Cangnan county in Wenzhou city as an example, the paper analyzes pile foundation construction problems under special engineering geology conditions, and adopts corresponding processing measures, with a view to improve the engineering quality and save economic cost as well.

special geological conditions, pile location, deviation

TU473.1

A

1009-6825(2017)26-0077-03

2017-07-03

王志坚(1983- ),男,工程师; 郭志浩(1989- ),男，助理工程师