软弱土层倾斜管桩的成因及预防措施

2018-10-21吴亿拉

装饰装修天地 2018年8期

吴亿拉

摘要：本文主要针对软弱土层倾斜管桩的成因及预防措施为切入点进行分析，主要目的在于有效控制软土中的倾斜程度，从而提高建筑工程施工质量，基于此来保障社会稳定发展。

关键词：软弱土层；管桩；倾斜；预防措施

1 出现倾斜桩情况简介

某商住小区工程一标段桩基础，该区域的桩基础工程施工完毕后，基坑土方开挖约6～7天后，监理人员发现有桩身轻微倾斜现象，立即要求施工单位暂停土方开挖，经过研究确定处理方案。施工方采取的措施：用60型小型挖机开挖基坑内土方，减少桩身土的侧压力，两天后发现桩基及部分裙楼桩基础，部分管桩垂直度超过规范允许范围，继而停止土方开挖作业。

召开桩基础工程专题会后，经施工单位和监理单位共同测量，共有112根桩的垂直度超过规范规定要求。

已开挖区域的桩，除112根垂直度超规范外，其余的桩身质量待小应变检测数据后再确定。

2 地质情况

本项目的地貌单元属剥蚀残丘及山前（间）冲（洪）积地貌，拟建场地地势由残丘山岗所控制。

根据《地勘报告》钻孔揭露，该区地层按地质成因依次分为：第四系填土层（Qml ）（包括耕土、表土）、第四系冲（洪、淤）积层（Qal+pl）、第四系坡积层（Qdl）、残积层（Qel）和基岩（花岗岩）风化岩带（γ）。现将各土、岩层由上而下进行综合描述如下：

2.1 填土（Qml）（地层编号〈1〉）

灰褐色、灰黄色、褐红色等，其成份以填粉质粘土或残积土层为主，结构较松散（软）为主，局部稍被压实。该场地分布的填土为素填土，少量为杂填土，含少量填砂、填石。部分钻孔局部为耕土或表土薄层。平均厚度4.74m。

2.2 冲（洪）积层（Qal+pl）（地层编号〈2〉）

（1）淤泥（淤泥质土）（地层编号〈2-1〉）。灰黑色、深灰色等，以粉粘粒为主，含较多腐殖质和粉细砂，流塑状态，饱和，个别钻孔揭露有腐木，局部所含腐木的腐烂程度一般。平均厚度4.42m。

（2）软塑状粉质粘土（地层编号〈2-2〉）。灰黄色、褐黄色、灰色、灰白色等，以粉粘粒为主，含少量中细砂，局部含较多中粗砂，呈软塑状态为主，局部呈可塑状态。本场地有61个钻孔有揭露，揭露到的层面埋深2.30～17.90 m，厚度0.80～11.40m；平均厚度4.94m。

（3）可塑状粉质粘土（地层编号〈2-3〉）。灰黄色、褐黄色、灰色、灰白色等，以粉粘粒为主，含较多中粗砂，呈以可塑为主，局部呈硬塑状态。平均厚度4.52m。

（4）细砂（地层编号〈2-4〉）。灰色、灰黄色等，以细砂为主，含较多粉砂及中砂，局部含粉粘粒，个别钻孔含较多淤泥質土，以稍密为主，局部松散，饱和。平均厚度2.50m。

（5）中砂、粗砂（地层编号〈2-5〉）。灰黄色、灰色、灰白色等，多数钻孔以粗砂为主，少数钻孔以中砂为主，含较多细砂，局部含粉粘粒，以中密为主，局部稍密或松散，饱和。平均厚度2.66m。

2.3 坡积层粉质粘土（Qdl）（地层编号〈3〉）

（1）可塑状粉质粘土（地层编号〈3-1〉）。褐黄、黄红、灰黄色等色，以粉粘粒为主，含较多中砂，稍湿，呈可塑状态，局部硬塑状态。部分钻孔层面局部为耕土或表土薄层。层厚3.9m。

（2）硬塑状粉质粘土（地层编号〈3-2〉）。褐黄、黄红、灰黄色等杂色，以粉粘粒为主，含较多中砂，稍湿，硬塑状态。部分钻孔层面局部为耕土或表土薄层。平均厚度4.75m。

2.4 残积层（Qel）（地层编号〈4〉）

本勘察区域的基岩为花岗岩，因而其风化后残积土的矿物组成和颗粒级配表现为砂质粘性土，遇水易软化崩解。其液性指数有较大变化，可划分为呈可塑状态和硬塑状态两种，下面分别进行描述。

（1）可塑状砂质粘性土（地层编号〈4-1〉）。褐黄、褐红、灰黄、灰白色等，为花岗岩风化残积土，含较多中细砂和少量砾砂，稍湿，可塑，局部硬塑状态。该层遇水易软化、崩解。平均厚度5.98m。

（2）硬塑状砂质粘性土（地层编号〈4-2〉）。褐黄、褐红、灰黄、灰白色等，为花岗岩风化残积土，含较多中细砂和少量砾砂，稍湿，硬塑～坚硬，该层遇水易软化、崩解。部分钻孔层面局部为耕土或表土薄层。平均厚度6.57m。

3 桩身倾斜的原因分析

由于土方开挖方式不当，未根据地质条件采用对称的开挖方式，设计未考虑管桩在开挖过程中受侧向土压力的水平作用，导致桩身定向倾斜。

该基础处于淤泥层较厚的区域，该土层属于流塑状态，标贯N值从3～8不等，局部淤泥厚度超过10米，流塑状淤泥对桩身的约束力非常小。土方分层开挖后（表层土卸荷），未开挖部分的土体（相当于基坑边堆载），加上重型运输车辆的荷重，对开挖区域下的淤泥层产生侧压力，流塑状态的淤泥层会变形移动，从而带动淤泥中的桩身移位倾斜。这是桩身倾斜的原因之一。

地勘报告显示，该区域存在较厚的淤泥层和泥灰土质层，局部淤泥（包括碳质土）厚度超过10米，目前相当部分倾斜的管桩均位于淤泥层区域。在施工过程中，桩机（800型）曾出现沉机现象。重型桩机行走时，土体下沉对成桩后桩身产生了挤土效应，可能会导致管桩倾斜。不排除是桩身倾斜的原因之一。

静力压桩施工过程中，由于土体的不可压缩性，压桩的状体产生挤土效应对相邻已完成的桩产生挤压影响，造成桩的偏位，这是因压桩在瞬时挤压土体作用下，使桩四周的土体产生瞬时应力，只能通过土体挤压或隆起来释放，也会造成桩位产生倾斜之一。

4 处理建议

施工单位和监理单位对所有倾斜管桩进行测量，统计各管桩倾斜度、垂直度、位移情况等数据，在成桩桩位图纸上标示数据提交设计单位。

对垂直度在规范内的管桩进行小应变检测，准确判定桩身完整性。

垂直度超过规范要求（<1%～2%）的桩作为废桩处理，请设计确定补桩方案，补桩应采用锤击桩。

施工单位先暂停基坑土方开挖施工，提交专项施工方案、调整土方开挖顺序与开挖方式，报监理单位审查、批准。

宜从无淤泥层的区域先开挖（卸荷），再进行开挖土方。

在后续的土方开挖时，必须严格按照“分层、放坡、对称开挖”原则；运输车辆只能在第一级平台上行走，土方必须及时外运不得进行堆积。

5 预防措施

产生倾斜桩的主要原因，是土方开挖时未对称开挖，桩身受到侧向水平荷载的作用。从以下几个方面采取预防措施，会降低出现倾斜桩的几率。

根据《地勘报告》揭露的地质情况，有针对性的编制土方开挖专项施工方案，并督促施工单位严格按批准的方案组织实施。