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(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)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(cè)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(jié)構(gòu)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(cè)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(jié)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。
編輯:姜立東
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