桩基纠偏加固技术在PHC管桩纠偏中的应用

2018-04-26顾金耀

山西建筑 2018年9期

顾金耀

(上海振南工程咨询监理有限责任公司，上海 200063)

0 引言

随着城市的大规模建设，PHC管桩凭借其单价的优势以及施工工艺的便捷性得到广泛应用。但在一些淤泥质土厚度较大的施工环境中，因施工因素所致的管桩问题时有发生，包括开裂、偏斜和断裂等，且这些问题具有较高发生几率[1]。根据相关研究，软土地区中，由于土体水平变形会对管桩产生较大的水平推力，致使桩身破坏[2]。类似事故往往有数量多、偏位大的特点，导致管桩处理常常困扰着设计和施工人员。设计单位往往为了规避风险，采用比较保守的补桩方案，但往往导致工期过长和费用过高。近几年，慢慢发展起来的管桩纠偏技术，在多项工程中已有尝试[3]，本文研究上海某一偏斜PHC管桩治理为例，详细内容如下。

1 工程概况

上海焦化CO联产空分装置(671A)压缩机厂房工程项目位于上海闵行区焦化有限公司内。其桩基采用PHC管桩，桩径500，壁厚100，桩长31，采用11 m,10 m,10 m三节管桩，持力层为⑦1层，桩身承载力设计值1 650 kN，共382根(包括厂房承台桩基和设备基础群桩)，平均送桩2 m。

由于桩基施工完成还未进行养护，相邻管线(084)(直径2 m)就在厂房东南角处开挖敷设工艺管线，施工中恰逢夏季一场大暴雨，第二日出现大面积倾斜和偏位现象，经现场检测，发现存在诸多Ⅲ类桩。通过现场测量，桩的最大倾斜量达到近1 600 mm，且大部分在500 mm～1 000 mm，超过规范允许的范围。大部分桩身发现有微裂缝，深度基本在15 m以上。

本工程出现的偏斜管桩数量特别多且偏斜量也极大，处理难度极大。后经过咨询上海多个有丰富经验的勘察设计单位，并经多次专家论证，决定采用纠偏方法进行处理。

2 处理原则

为保障工程安全，在具体的PHC管桩纠偏中，需要合理对具体原则进行研究，详细原则见表1。

表1 偏斜管桩处理原则

3 纠偏施工过程

3.1 桩身测斜

清孔后实施有效测斜与探头观测，结果证实：偏斜可分为如下几种：

1)拐点的位置在5 m～10 m，且偏斜较低，裂缝不明显。此类桩偏斜小于80 cm，场地内多发。推断桩身出现此种偏斜的原因主要是浅层土层开挖所致，这种形态在类似项目中比较多见。

2)拐点位置在10 m左右，偏斜量较大，并发生整体倾斜问题，存在微裂隙。偏斜大于100 cm，集中在东侧。推断该区域桩基出现此情况是由于东侧深基坑开挖所致，由于基坑开挖深度大、浅层25 m以内都是淤泥质土，因此导致管桩出现整体倾斜。

3)存在2拐点，第一个于10 m左右，并且在距桩顶3 m～5 m处发现断桩，偏斜大于100 cm，多发东南侧。由于桩身钢筋已有部分断裂。根据之前两种曲线的分析，此类桩应遭受了两次损伤，即第一次由于管线开挖导致管桩倾斜，然后东侧基坑开挖又导致浅部管桩发生第二次倾斜。

3.2 施工过程

根据测斜检测结果，针对上述三类桩制定了三种施工方案。对于第一类桩，采用常规的纠偏，经纠偏处理后的桩位与设计桩位的偏差小于20 cm。

对于第二类桩，为保证桩身承载力，在具体的纠偏中，需注意纠偏速度，不宜过快或过慢，规避管桩发生断裂的情况。具体的处理中，当达到桩头垂直，则可停止，需注意矫枉过正的情况，不需要将纠偏达到设计桩位，因桩出现整体倾斜，致使偏差大于30 cm。

对于第三类桩，由于施工相对较为困难，可在控制纠偏速度的基础上，对管桩进行外加套，停止纠偏的位置同样为桩头垂直。但，因只可实施上节桩纠偏，故此偏差仍大于50 cm。纠偏加固施工从2006年11月14日开始进行，一直持续到2006年12月31日结束，共47 d。一共完成189根问题管桩的处理工作，其中168根进行了纠偏和加固，另外的21根只进行填芯加固。

4 桩基检测结果

对所有管桩进行了检测，结果显示：Ⅰ 类桩151根，占39.5%；Ⅱ类桩231根，占60.5%。

高应变检测的数量按规范5%确定，共检测了20根，结果显示：桩身结构性指数处于0.62～1，通过对具体结构完整性指数的研究，能发现造成数值下降的主要成因可得到具体的原因包括湿填芯造成的桩身阻抗变化等。此外，再计算极限承载力，以单桩为具体计算项目，可以得到具体数值，计算结果显示：单桩极限处于2 640 kN～3 168 kN，均值2 904 kN，由此可见，满足设计要求。

静荷载试验可用于实现对纠偏效果的确认，故此，工程择取6根第三类桩，实施有效的静荷载试验。通过对具体的检测结果的研究可得：所有管桩均未发生损害，且对沉降量和回弹率进行计算，结果为最大沉降量小于20 mm，回弹率均大于60%。故此，可发现桩身仍旧具有较好的承载力。