锚杆静压技术处理钢筋混凝土方桩倾斜问题的应用实例

2022-09-10

1 工程简介

1.1 工程概况

该项目为同期开发的二十一栋六层 (不含阁楼) 经济适用住房, 新增住房636套共7.6万m 2, 共6种房型、53个单元, 含半地下室人防工程作自行车棚。地下室顶面高于室外地坪800mm, 上部为砖混结构、基础为450厚现浇C30混凝土整体筏板, 250厚混凝土墙体, 抗渗等级为S6;地基采用复合疏桩地基, 其中桩共用250×250预制钢筋混凝土方桩2810根。

1.2 工程地质情况

该项目位于地段, 各土层自上而下 (均全场地) 分布如下: (1) 杂填土:由砖地坪、碎石砖块煤矸石及少量生活垃圾组成, 厚度0.30m~1.10m。 (2) 粉土:干强度及韧性砖, 土质较均匀, 厚度为0.50m~2.00m。 (3) 游泥:干强度及韧性高, 土质均匀性较差, 厚度为0.90m~2.0 0 m。 (4) 粉土:干强度及韧性低, 土质较均匀, 厚度为0.70m~1.70m。 (5) 粘土:干强度及韧性高, 土质均匀性较差, 平均厚度为1.00m~2.20m。 (6) 粉土:干强度及韧性低, 土质较均匀, 厚度为0.80m~2.10m。 (7) 粘土:干强度及韧性高, 厚度为2.8 0m~4.4 0 m。 (8) 含砂姜粉质粘土, 含少量钙质核, 土质均匀性一般。粉质含量不匀, 厚度为2.90m~4.20m。 (9) 粉土局部含粉质, 厚度0.80m~2.30m。 (10) 粉质粘土:本层未揭穿, 最大揭露厚度为4.80m。

1.3 地基设计的技术指标

地基承载为150kpa, C30预制混凝土方桩250×250桩长11.5m, 桩顶柱高为2.250, 沉桩后剥桩长550, 单桩设计承载力极根值为450k N, 相邻桩间间距在1.45m~2.25m之间不等。基坑开挖后, 回填300厚1∶1砂石垫层, 要求分层夯实, 压实系数不小于0.97。桩基慢速维持荷载实验取总桩数的5‰, 取总桩数的20%用反射波法动测确定桩身的完整性, 桩身混凝土强度等级为C30, 纵向配筋为4Ф16通长, 桩箍筋间距均为Ф6@100mm。

桩体在就近构件厂预制, 采用D25柴油打桩机2台, QY16汽车吊近距离配合运桩, 经现场试打后确定: (1) 以有效桩长11.5m控制桩顶标高为主。 (2) 以每米桩的锤击数贯入度控制为辅。

2 本项目基坑开挖后的工程桩状况

本工程打桩结束后基坑开挖前, 已完成单桩竖向静载测试, 共15根桩, 试桩最终加载量为450k N, 桩顶累计沉降量在3.61mm~8.94mm之间, S-Lgt曲线较均匀, 未出现明显跳跃, 单桩竖向极根承载力满足设计要求, 且有较大的富余。

基坑开挖后, 发现5#楼3根、8#楼3根、7#楼1 1根、1 8#楼1根, 4栋楼共1 8根桩倾斜, 倾度在36mm/m~200mm/m之间, 严重超过规范规定, 经相关部门共同研究决定, 全部倾斜桩做低应变动力检测, 检测结果Ⅰ、Ⅱ类桩为15根;3根桩为Ⅲ类桩, 桩身有裂缝, 裂缝位置距桩顶下2m左右, 因该3根Ⅲ类桩距离电视、电话和通信等弱电干线、液化气、水源管线位置太近 (已用钢板桩支护) , 受基坑土质和雨季施工的影响无法深挖探究裂缝状况。

3 问题的原因分析和处理

结合本工程的特点和现场的实际施工情况, 分析原因如下: (1) 预制桩质量差, 其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形, 最易造成桩倾斜。 (2) 桩机安装不正, 桩架与地面不垂直。 (3) 桩锤、桩帽、桩身中心线不重合, 产生锤击偏心。 (4) 后续施工采用大型挖掘机开挖或基坑内土为软弱土, 有野蛮施工迹象, 造成桩身倾斜。 (5) 该场地上原建设为工业厂房, 现拆除原有厂房后改变为住宅用地, 地下障碍物虽清理过多次, 仍存在混凝土基础等地下障碍物。 (6) 5#楼开挖基坑后基坑3根倾斜桩处存在有大的椭圆形孤石, 查施工记录后发现有记录, 但现场施工员没有及时汇报、处理。 (7) 施工操作人员质量意识不强, 现场管理存在漏洞, 未能及时反映问题;监理疏于旁站且管理不到位错过及时补桩处理的机会。作为业主方的工程技术人员及时了召集桩基施工方, 后续工程施工方、监理、勘察设计及质监站参加的多方协调会议, 经多次多方协调论证最后确定由设计单位出具补桩施工方案由原桩基施工方与静压锚杆补桩单位签订施工合同, 采用锚杆静压方式补桩, 补桩方案如下:方案1:确定新加桩桩位 (两相邻桩中间) , 桩采用钢管桩 (Ф299×10) , 内灌注C 2 0混凝土, 桩长7 0 0 0, 单桩极限承载力Qua=200k N, 钢管桩下部焊桩尖, 上部焊接钢筋4Φ18, 桩顶标高-2.800m, 钢结构的表面应喷砂处理, 底漆为红绣漆二道 (干膜厚度6um) 。

4 施工机具和人员配备

(1) 配置两套液压设备2台, 行程不小于20cm的500KN的油压千斤顶。 (2) 配备经纬仪、水准仪各1台, 300型电焊机1台, 运桩小车1辆。 (3) 每套压桩设备配备操作技术工2名, 记录员1名, 普工2名;另配电焊工1名, 现场管理施工员、质量员、安全员1名。

5 施工工艺

预制桩进场验收 (側放桩位) →安装I字钢底座→开凿方形300×300压桩孔→桩架就位→焊接槽钢→压下节桩→焊接接头→压上节桩致设计标高并作好记录。

6 质量要求与技术措施

预制桩段采用工厂化生产, 截面尺寸与配筋符合设计要求, 纵向钢筋保护层厚度为35mm, 要求端面平整, 与桩身轴线垂直, 弯曲矢高偏差不小于1/1000L, 掉角深度小于10mm。压桩时桩身必须保持垂直, 压桩架固定必须牢稳, 压桩过程中发生摇动时应随时拧紧螺帽。接桩时先四角点焊固定, 然后对称焊接, 桩段间的接头必须保证对角L50×5角铁的两侧边满焊, 焊条采用E43, 铁件表面应清洁干净, 上下节桩之间缝隙用角铁填实焊牢, 焊后停歇时间为大于10min, 接桩节点弯曲度高偏差小于1/1000L。及时做好压桩记录, 千斤顶的每一行程都应记下油压表读数, 作为桩承载力是否合格依据 (本工程终压读数在240k N~320k N, 大于设计值200k N, 合格) 。让桩顶外露5cm, 封顶的强度应大于桩身强度C30。压桩时两台机器应注意不能靠的太近, 相距不应小于3m。压桩施工完毕后, 检查桩位偏差是否符合规范要求。并对作为补桩位四周的垫层进行了返工重做, 补桩和锚杆借力桩均进行低压变检测, 检查其桩身的完整性属于Ⅰ、Ⅱ类桩, 可作为工程桩使用。

摘要：基槽开挖后, 发现四栋楼钢筋混凝土方桩存在数量不等程度不同倾斜钢筋混凝土方桩, 经过原因分析、设计补桩方案定性比选, 把对原有混凝土方桩钢筋的拉力转化为锚杆静压施工的压力补桩处理倾斜桩体, 方法新颖独道, 简洁快捷, 具有极高的经济价值和施工效率, 值得推广。

关键词：锚杆静压施工,补桩处理,倾斜钢筋混凝土方桩