[关键词]:管桩;纠偏;接桩
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1002-6908(2007)0610027-02
一、工程背景介绍:
宁波北区污水处理厂一期工程设计有二个生化池,每个池的底板长宽尺寸为108.8M×43.1M,高为7M。基础为预应力砼PHC(φ500)管桩,桩长共有28M和30M两种,管桩顶埋入厂区自然地坪下3米。每个池各有682根管桩,两池中间配水井6根管桩,共计1370根。根据勘察报告对地层的揭示情况,场地勘探深度范围内可划分为6个工程地质层,细分划为10个工程地质亚层,从上到下具体分述如下:
0 层: 素填土(Qml)
局部为近期人工回填成,由块石、碎石、粘性土,呈松散状态,下部为粉煤灰,层厚度0.50-1.00米。
2a 层:淤泥质粉质粘土(Q4m)
灰色,略显褐灰色,流塑,饱和,薄层状。切面稍有光滑,土质较均一,全场分布。地基承载力特征值为50KPa;预制桩侧阻力极限标准值12kPa。
2b层:淤泥质粉质粘土(Q4m)
灰色,略显褐灰色,流塑状态,饱和,薄层状。土质较均匀高压缩性。层厚0.50~6.8m,顶板埋深2.40~5.50m。地基承载力特征值为55KPa;预制桩侧阻力极限标准值13kPa。
2c层:淤泥质粘土(Q4m)
灰色,流塑。粘塑性较好,高压缩性。土质较均匀。层厚0.45~7.40m,全场分布。地基承载力特征值为55KPa;预制桩侧阻力极限标准值12kPa。
3 层:粉砂(Q4m)
灰色,略显青灰,中密。砂质分选较差,含少量贝壳碎片,摇振反应迅速,干强度及韧性低,均一性差。层厚3.50~5.50m。全场分布。地基承载力特征值为140KPa;预制桩侧阻力极限标准值35kPa。
4a层:淤泥质粉质粘土(Q4m)
灰色,流塑,薄层状。粘塑性一般,均一性差,高压缩性。层厚0.50~5.20m。地基承载力特征值为80KPa;预制桩侧阻力极限标准值18kPa。
4b层:粉砂夹粉质粘土(Q4m)
灰色,绿灰色,稍密-中密状态。中偏低压缩性。富含灰白色贝壳碎片。层厚0.80~2.80m。地基承载力特征值为100KPa;预制桩侧阻力极限标准值48kPa。
5a层:粉质粘土(Q3al+pl)
灰黄~褐黄,可塑,厚层状。中压缩性,下部含少量粉细砂,土质均匀。层厚0.50~8.90m。地基承载力特征值为160KPa;预制桩侧阻力极限标准值50kPa。
本工程(生化池)等构筑物采用第5a层粉质粘土做为持力层。
二、桩基出现问题情况
2006年6月22日开始1#生化池基坑开挖,至7月16日完成682根桩的土方开挖,开挖过程中发现17-40轴部分管桩有明显倾斜移位情况,各方讨论决定对这部分406根管桩进行低应变全数检测,检测结果表明有121根Ⅲ类桩,1根Ⅳ类桩。Ⅲ类桩和Ⅳ类桩总数122根,占检测桩数的30%,对其余的276根桩,按27.9%的比例抽检了77根,Ⅲ类桩为5根,占抽检数的5.7%,合计Ⅲ类桩为127根占抽检桩数的26%。
已明显超过规范规定。故要对此问题桩基进行处理。
三、桩基纠偏方案的选择及施工
目前管桩常用的三种补强加固方法:
A、开挖凿桩接桩法
B、补桩加固法
C、单侧卸荷水平顶拉纠偏法
开挖凿桩接桩法虽然质量容易控制, 但由于相当部分桩偏位,需要再补桩,工期和投资均不合算.而单纯补桩加固则费用很高。本工程采用单侧卸荷水平顶拉纠偏法。此工法是采用在倾斜管桩背侧卸荷减小断桩纠偏方向土压力,借助反力支承系统使用手动葫芦提供水平拉力(也可使用千斤顶提供水平推力),使断桩复位后,桩孔内放入钢筋笼并灌注混凝土,使桩得以加固的施工工法。
1、施工工艺流程
本工程施工工艺流程如图所示
2、主要工序施工方法
(1)测定断裂部位和断裂方向
一般使用孔内吊线锤法,测定时应注意清除桩孔内杂物或粘土。
(2)安放内套管
测量断裂距离,管桩内放入一段钢管至断裂处,钢管长度约2.0-3.0m,外径比管桩内径略小一些,钢管上口焊吊筋或安装钢丝绳。下吊后使钢管恰处于断裂中心位置,将吊筋与管桩焊接固定,可防止纠偏过程中原桩预应力钢筋断裂产生上下桩管错位。
本工程部份桩位移和斜度较大,上下桩管可能已经错位,为此,内套管底部制作成收口状,以便利内套管的安放。
(3)管桩背侧卸荷
卸荷有两种方法,一种为冲淤法,只适合于在偏斜桩缺损部位深度小于4.0米时采用,另一种采用钻机钻孔取土,可适用于各类缺损装的处理。本工程采用钻机取土方法卸荷,施工要点如下:
a、沿管装背侧布置直径300-400mm钻孔,钻孔深度距管桩断裂部位深度高出1米左右;
b、本次需纠编桩的桩径为600mm,管桩背侧钻孔孔数视桩斜度而定,偏斜度大的桩,应布置4-6个钻孔,偏斜度小的桩,应布置2-3个钻孔;
c、成孔过程中采用清水作循环液,边钻孔边采用泥浆泵排浆。
本工程需纠偏的管桩位于基坑集水坑边缘和坑内部,桩机施工应备好足量的木板和机台木以搭建施工平台。
(4)纠偏
纠偏采用手拉葫芦牵引或油压千斤顶反顶,使管桩缓慢恢复到竖直方向;
本工程需纠偏管桩受侧面围护结构挤压,偏斜方向与围护一侧背离,围护结构高出现管桩顶部3米以上,管桩纠偏若采用手拉葫芦牵引,反力必须作用在围护结构上,只有在围护结构上安装铁件作用点,操作时应注意葫芦牵引力作用点和受力方向。
本工程纠桩采用葫芦牵引时反力条件较差,同时,管桩直径大,纠桩力要求较大,故主要应考虑采用油压千斤顶反顶,以现有垫层作反力,必要时,可在现场打入松木桩或钢板桩作千斤顶反力。
管桩调整到竖直方向后,在原腹侧(现中空)填入黄砂或打入木锲等承托物,防止管桩回弹到倾斜方向,在一段时间后(待土体内应力释放过程),在原钻孔处也回填黄砂碎石,必要时,应采取注浆措施。
