软弱土层中管桩桩身偏移与倾斜的解决流程与补强措施

软弱土层中管桩桩身偏移与倾斜的解决流程与补强措施

伦玉宁

肇庆市高要区工程质量监督站广东省肇庆市526000

摘要：本文结合因土方开挖导致PHC管桩桩身偏移与倾斜的实际工程案例，提出了解决方案的关键流程。通过各种测试为业主、设计、施工等各方提供的补强依据，并结合该实例为类似工程提供了借鉴经验。

关键词：软弱土层；基坑开挖；桩身偏移与倾斜；承载力

中图分类号：TU473.1文献标志码：A文章编号：

0引言

随着基础建设的发展，PHC管植在建筑市场中的应用越来越广泛。标准化生产养护的高强预应力混凝土管桩，具有成桩质量好、强度高、单桩承载力大、施工快捷等优点而被广泛应用于多层及高层建筑结构的基础工程中[1]。由于工期紧张与场地条件原因，目前很多施工单位先进行基础桩基的打设，随后再进行基坑开挖与地下室底板的浇筑。但在软弱土层地基中，这种施工模式往往导致部分管桩桩身出现偏移倾斜，倾斜度超出规范要求的现象[2]。

桩基纠偏的治理方法概况起来有以下四种方法：

基础加固：当基桩倾斜不多，倾斜率不大时，可采取基础加固的结构措施，增强基础的整体性，控制桩顶水平位移，例如实际工程中常将管桩的承台做成筏板基础，大大增强基础的整体性。

倾斜桩承载力的利用：倾斜桩的承载力能否部分利用，这个是没有标准答案的问题。但黄仁武[3]通过试验得出了一些有参考价值的结论：（1）对于脱开的未倾斜桩，经静载试验，可让上下节桩之间的孔隙闭合，如果桩身混凝土没有被破坏，则桩的承载力不受影响；（2）对于断裂脱开且混凝土损坏的桩，承载力损失明显，几乎无法修复；（3）桩基桩身倾斜率达6%但桩身未受破坏，无完全脱节。通过单桩静载荷试验，经过填芯后的桩承载力可达设计值的60%。

补桩：当遇到PHC管桩倾斜事故时，因其他治理方法还不成熟，所以设计往往倾向选择补桩方案。因为间接的补桩方案较直接的纠偏方案在理论计算、施工质量保证、施工工期上更有优势。

基桩纠偏：当倾斜桩数目较多、补桩空间有限，或从经济角度考虑，设计可选择纠偏的方案。基桩纠偏的机理和方法与建筑物纠偏的机理和方法类似。机理上类似，两者都是对不合理变形的纠正。建筑物纠偏面临的是垂直向差异变形的纠正，而基桩纠偏面临的是水平向变形的纠正。方法上类似，两者都是通过在一侧加压（力）或在另一侧减压（力）的方法。建筑物纠偏的加减压表现为在竖直方向即沉降方向上，而基桩纠偏的加减压表现在水平方向。

1桩身偏移与倾斜情况

1.1项目概况

某工程位于肇庆市高要区，建筑形式为框剪结构，地上23层、地下3层。地质勘察报告显示，场地内土层从上到下①为杂填土，松散状态，厚度为1.00m左右；②粉质粘土，软塑~可塑状态，厚度为1.80~2.20m；③淤泥，流塑状态，厚度为8.30~15.60m；④中砂，松散~中密状态，厚度为1.50~2.00m；⑤圆砾，稍密~密室状态，厚度为1.20~2.80m；⑥全风化砂岩，厚度为2.50~5.80m；强风化砂岩，厚度为1.80~2.60m。地基基础采用高强预应力管桩，采用静压方式，单桩竖向承载力特征值为1800kN，桩端持力层为强风化花岗岩。

1.2桩身偏移与倾斜情况

由于工期较紧，在建设单位的要求下，按先进行工程桩试压，再基坑支护施工，最后土方开挖的顺序进行施工。2#楼设有1层地下室，开挖深度较大，而且淤泥层较厚，基坑土方开挖过程中发现工程桩偏移现象，虽施工单位采取了一些措施但效果不大。工程桩（2-28~2-38/2-A~2-H轴）部分发生偏移（偏移量超出规范规定要求的有18根，最大偏移为300mm），而且都向同一方向偏移，偏移的工程桩（共72根）全部进行了桩身完整性检测，检测结果显示，67根Ⅰ类桩，5根Ⅱ类桩，无Ⅲ、Ⅳ类桩。1#楼及中庭地下室共394根工程桩，桩顶偏移700mm以上有86根，600~700mm有34根，500~600mm有29根，250~500mm有49根，0~250mm有196根，最大偏移量为1100mm；低应变检测结果显示，Ⅰ类桩294根，Ⅱ类桩57根，Ⅲ类桩17根，Ⅳ类桩23根。

2桩身偏移与倾斜成因分析

结合工程实际状况对桩身偏移与倾斜的原因分析：

（1）施工中软土地基范畴的淤泥质土层较厚，呈现出流塑饱和状态，自身强度低，渗透性差。在工程施工中快速密集沉桩，则土体结构受超孔隙水压力及挤土作用等因素影响，易出现倾斜现象。但本工程监理人员对现场旁站监督时，桩基础施工过程未发现质量异常，排除该因素。

（2）土方施工中，过早开挖或者局部开挖过深，特别淤泥质土层较厚的情况下，由于淤泥层承受的应力在开挖一侧得到释放，而桩的另一侧（靠土侧）承受挤压土集聚的弹性能及超静水压力，从而引起淤泥扰动，在淤泥土侧向力的推动下使部分桩身向开挖侧出现了位移和倾斜。针对本工程的实际情况，土方开挖不当是导致目前实际状况的根本原因。

（3）大型运土石方车辆，在淤泥土上方来回走动，竖向附加应力增大，导致淤泥土受压产生侧向压力，引起淤泥扰动，在淤泥土侧向力的推动下使部分桩身出现了位移和倾斜。在本工程中有存在该隐患，但并不是主要因素。

（4）基坑支护体系不稳定，导致基坑变形过大，引起淤泥质土层的扰动，在淤泥土侧向力的推动下使部分桩身出现了位移和倾斜。在本工程中，基坑开挖并未发现基坑变形监测异常，排除该因素。

3处理方案

根据目前情况，经多方综合工期、场地与经济等因素考虑，修改方案大致为先补桩再按筏板施工。据低应变检测反映，Ⅲ类桩的缺陷大都在桩顶下5~8m的位置范围内，Ⅲ类桩的利用价值不大，因此Ⅲ类、Ⅳ类桩直接定为废桩，选取Ⅰ类、Ⅱ类桩做承载力试验，按原设计承载力特征值1800kN试验，桩承载力的取值按实际试验值复核。静载试验复核结果，选取承载力较为差的99#、171#和223#桩，其实际承载力特征值为1620kN，以此为依据进行补强设计。因现场条件限制，大型机械无法施工，只能采用钻孔灌注桩机施工，经设计验算复核，共需补打123根钻孔桩，桩长约20~30m，单桩承载力特征值为2700kN。

补桩完成后，由设计单位抽取4根桩进行单桩静载试验，根据规范要求[4]，最大试验荷载为5400KN，试验时采用快速维持荷载法进行分级加载。

检测结果汇总表如表1所示，Q～s曲线和s～lgt曲线如图1~图4所示。

通过以上4根桩的试验结果可以看出，Q～s曲线平缓，s-lgt曲线呈平缓规则排列，综合分析，4根桩的承载力特征值均满足设计要求。

4结论

（1）针对具有深厚软弱土层的地基条件，宜采用先开挖土方后再进行桩施工的工序，但由于工期等各方面的因素影响下，若先进行桩施工后再开挖土方，宜采取以下注意措施：具有深厚软弱土层基坑开挖宜在打桩全部完成15d后进行；挖土宜分层均匀进行，且桩周围土体高差不宜大于1m；开挖土方应及时外运，基坑边缘地带堆载不宜大于20kPa；机械开挖应小心操作，不得碰及桩身，挖到标高以上0.5m，宜改用人工挖除桩顶余土，以保证管桩质量。

（2）针对具有深厚软弱土层的地基条件，若已经发生了由于土方开挖所导致的管桩桩身偏移与倾斜，其对应解决流程应为：桩身完整性检测与桩体测斜，确定桩体缺陷位置、桩身完整性类别判定与桩体偏移量大小；单桩静载试验为设计提供补桩依据；业主、设计与施工针对上述试验提供的结果进行综合考量提供加固方案；对补桩进行单桩静载试验复核验算。

参考文献

[1]李源鸿.软弱土层上的管桩倾斜偏移的思考[J].河南建材，2018,2：148-149.

[2]梁建华.较厚淤泥土中倾斜管桩的纠偏与补强处理[J].施工技术，2013,6：56-56.

[3]黄仁武.软土地基PHC管桩倾斜缺陷对竖向承载力的影响[J].建筑施工，2008,30（11）：945-948.

[4]DBJ15-60-2008,建筑地基基础检测规范[S].