缺陷管樁的樁基處理技術

　　某大廈工程是一項地下兩層，地上雙塔32層高層建筑工程。原施工單位已施工完成基坑支護、土方開挖和管樁樁基工程，現(xiàn)場開挖基坑底深度平均10m;地層分布為人工填土層、沖洪積層、坡積層、殘積層和基巖。現(xiàn)基坑底標高為-8.4m~-12.06m，屬于粉土和粉質(zhì)黏土層。共施工758條，均先鉆直徑450mm深18m的孔引孔，再壓入C80直徑500mm預應力管樁，設計要求施工壓力為17MPa。存在的問題:①有71條樁樁身出現(xiàn)較大的縱向裂縫，裂縫最長的達4.5m，最寬處有65mm;②部分樁施工壓力未達到設計要求;③有部分樁的樁底高于引孔底標高，出現(xiàn)懸樁現(xiàn)象，最大懸空值為2.3m;④部分樁有微細水平裂縫。

　　樁基處理方案：

　　調(diào)整后的建筑方案采用通過結構轉換層盡量利用原設計方案的地下室位置和核心筒位置，以減少樁基處理和補樁的數(shù)量。有關單位的專家對前靜壓管樁質(zhì)量情況進行了分析，認為主要由3個原因造成:①該區(qū)土質(zhì)較好，壓樁時樁周的摩擦力較大，因此根據(jù)現(xiàn)場觀察樁身破壞的情況判斷，在壓樁過程中有可能是夾具部位受力過大而造成樁身局部破壞;②在采用引孔壓樁法施工過程中，由于樁位偏移使土層對樁的側向約束力不夠而造成樁身局部破壞;③管樁局部砼標號不足。根據(jù)場地的工程地質(zhì)勘察報告并考慮工地的現(xiàn)狀，提出了兩個初步方案。

　　1局部位置補樁基礎方案
　　根據(jù)調(diào)整后的建筑方案，對需使用的現(xiàn)有樁基作加強處理，在此基礎上采用靜載試樁的方法來檢查樁的承載力作為設計依據(jù)，具體做法:①樁端有封鋼板的樁，要在樁邊引壓力注漿孔至樁尖以下0.2m處注入水泥漿加固樁端土體，填充因樁體上浮而引起的樁尖底部空隙;②未受損樁(即樁身無裂縫的管樁)，先吹洗干凈樁孔中的積土，然后封填C40砼，同時預留直徑50mm注漿孔至孔底，待砼有一定強度之后再高壓注入水泥漿加固樁端土體;③已受損的樁(包括懸樁)，清孔后于樁芯置入強度等級為Q345的直徑180mm厚6mm無縫鋼管，內(nèi)填C50細石砼并預留注漿孔，采用高壓注漿的辦法加固樁端土體及封填鋼管與樁壁間的空隙。經(jīng)處理后，樁的承載力標準值預計可達2000kN。

　　2復合地基上的獨立基礎或片筏基礎方案

　　根據(jù)調(diào)整后的建筑方案，把高層建筑范圍內(nèi)的樁基與地基土視為復合地基，再根據(jù)上部結構的柱網(wǎng)及荷載情況相應選擇獨立基礎或片筏基礎。具體做法:①對受損的樁作注漿處理，其它未受損的樁不作處理，然后在建筑物基底范圍內(nèi)填4∶6石粉碎石，加8%的325#水泥，厚1m，并用單擊夯擊能≥4000kN·m-1振動分層壓實;②處理后選擇有代表性的若干點做大型壓板試驗。

　　上述兩個方案經(jīng)設計復算是可行的，但從經(jīng)濟技術指標看，第一方案明顯優(yōu)于第二方案。綜合各方意見，建議采用第一方案在局部位置進行補樁處理。

　　樁基處理方案的實施：

　　完成新的建筑方案設計后，設計人員確定了哪些樁要處理，哪些樁不考慮其承載作用而不需處理。針對管樁樁基缺陷類型的不同，確定實施處理方案如下。

　　(1)有缺陷類型的樁進行清孔、洗孔，進一步全面判斷樁缺陷的情況。①清孔:將樁孔內(nèi)的土清除干凈，同時探明樁端是否放置了鋼板樁尖。②洗孔:鉆孔至預定深度后，提升鉆桿至地面，插入直徑48mm鋼管做溢出口，下端焊接成“U”形管，其一端與直徑48mm鋼管相連，另一端與風管相連，開動空壓機送入0.1~0.4MPa壓縮空氣形成負氣壓清空樁中泥土，直至孔中流出清水，才進入下一道工序。

　　(2)樁尖無鋼板的未受損樁(包括懸樁)的處理工序:清孔—孔況檢查驗收—安裝壓漿管—灌注樁身砼—待砼達到一定強度后進行壓漿—待漿液達到一定強度后進行二次壓漿。清孔后在樁孔內(nèi)預插一根直徑25mm壓漿管至孔底，然后封填C40細石砼，用振動棒或竹桿搗實。壓漿管底端用防水膠套封口，注漿壓力為5~8MPa，水泥漿采用普通425#硅酸鹽水泥，水灰比0.4。待砼達到一定強度后進行壓力注漿。

　　(3)樁尖有鋼板的未受損樁的處理工序:清孔—孔況檢查驗收—灌注樁身砼—鉆孔機定位—引孔成孔—引孔孔況檢查驗收—安裝壓漿管—壓漿—待漿液達到一定強度后進行二次壓漿。對于樁頭有封鋼板的樁清孔后樁孔內(nèi)灌注C40砼，并先將樁外邊引二個壓力灌漿孔至樁尖以下設計要求的深度。引孔采用XY_100型鉆機成孔直徑75mm預埋一壓漿管，待預埋管側水泥漿漿液達一定強度后，壓入水泥漿加固樁端土體或填充因樁體上浮而引起的樁身空隙，注漿壓力5~8MPa，漿液采用水灰比0.4水泥凈漿，普通硅酸鹽425#水泥。

　　(4)樁尖無鋼板的破損樁(包括懸樁)的處理工序:清孔—孔況檢查驗收—預制鋼管砼柱安裝—鋼管外周邊注漿管安裝—注漿—樁底壓漿—待漿液達到一定強度后進行二次壓漿。具體的施工方法:①通過清孔，準確地測定實際樁長(鋼管上口應比樁口高5 cm，以防水溢入管內(nèi))，鋼管不夠長時，其接長部分應置于樁下部;②壓漿管底部外露長度應根據(jù)樁底土質(zhì)情況決定，如軟土時取軟土深，懸樁時取樁身實測值，全長均勻布孔。為保證不因加工或吊立時受損，壓漿管在鋼管底部處采用外接頭連接;③鋼管柱安裝前應清孔至樁底，清孔后停留時間不可過久以免泥土上涌。安裝時中心點控制采用下部以預先環(huán)焊好的4根6~8的短鋼筋限位自控。鋼管就位后應采取措施防止泥砂落入樁壁與鋼管間隙;④鋼管就位后樁壁與鋼管間可以立即注漿，水泥漿水灰比按0.4調(diào)制。注漿膠管應直插樁底，待注漿到一定高度，再隨注漿上升速度緩緩拔管，直至樁頂溢出同色、同稠度、無泥質(zhì)水泥漿后，再全部拔出;⑤砼澆注，砼為C50，塌落度10~12cm，每次澆注高度為1.2m，當插入式振動棒夠長時用振動棒振搗夠不著的底部可用插桿振搗;⑥待管樁內(nèi)水泥漿養(yǎng)護3d左右即可進行樁底壓力注漿。

　　(5)樁尖有鋼板的受損樁的處理工序:清孔

　　孔況檢查驗收—預制鋼管砼樁芯安裝—鋼管外周邊注漿管安裝—注漿—鉆孔機定位引孔—引孔成孔—引孔孔況檢查驗收—安裝壓漿管—壓漿—待漿液達到一定強度后進行二次壓漿。

　　對于樁端有鋼板封口的樁，要在樁邊用鉆孔鉆機引壓力灌漿孔至樁端以下0.2m注入水泥漿加固樁端土體，填充因樁體上浮而引起的空隙。

　　施工監(jiān)控中應注意的事項

　　樁底土注漿時，水泥漿經(jīng)常壓入鄰近已清孔而尚未灌注砼的樁芯內(nèi)。應注意做到成片清孔，成片注漿，特別是一些重要受力樁更應注意。若有部分樁芯已注入了水泥漿，對未受損樁(好樁)則用高壓水沖洗，清除上部的浮漿后，對已結硬的水泥漿可不用清理，即可灌注砼;對受損樁，則必須用鉆機清除水泥漿后再行施工。