浅析软弱地基上如何预防预应力管桩偏位、倾斜

浅析软弱地基上如何预防预应力管桩偏位、倾斜

赵焱、刁朋、魏特、罗铃、陈德华

中建八局第四建设有限公司，山东 青岛 266100

[摘 要]：预应力管桩成桩质量好，承载力高，基础造价低，运用广泛。但在复杂地质条件下，尤其是宁波沿海地区的软弱地基上进行桩基施工，容易出现管桩偏位、倾斜现象。结合工程实例，分析预应力管桩偏位、倾斜的原因，介绍了软弱地基上，如何预防预应力管桩偏位、倾斜的处理方法。

[关键词]：预应力管桩；软弱地基；偏位；倾斜；预防。

Abstract：Prestressed pipe pile has good quality, high bearing capacity, low foundation cost and wide application. However, under the complex geological conditions, especially in the coastal areas of Ningbo, the construction of pile foundation on the soft foundation is prone to pipe pile deviation and inclination. Combined with the engineering example, the paper analyzes the causes of the deviation and inclination of the prestressed pipe pile, and introduces how to prevent the deviation and inclination of the prestressed pipe pile on the soft foundation.

Key words：prestressed pipe pile; weak foundation; deviation；tilt；prevention

0. 引言

预应力管桩具有造价经济低，施工工期短，质量有保证等优点，在建筑领域得到广泛运用。但就施工地区来说，预应力管桩对土质、场地条件有一定要求。浙江省沿海一带，其地质情况多数为表面厚度不大的耕植土，其下是厚度多大数十米的软弱淤泥土层，本项目施工现场即是这样的地质条件。就软弱土层而言，具有抗剪强度小，压缩性较高，渗透性较小等特点，这也是在软弱地基上，预应力管桩容易出现偏位、倾斜的原因。

在进行预应力管桩施工时，有时定位准确，操作无误，沉桩时也符合要求，但在开挖后，会发现管桩还是会有偏位和倾斜的误差。如何预防在软弱地基上预应力管桩施工出现严重的偏位和倾斜，是桩基工程需要重点关注的领域。

1. 工程概况

1.1工程地质情况

根据初步勘察可知，拟建场地由海涂围垦而成，成陆时间短，地质条件差。地貌类型属于滨海淤积平原，地形平坦开阔，原始地势较低，目前场地均宕石、块石回填而成，回填厚度约0.95~1.85m，现场地标高一般为2.4~2.6m，现场图片如下所示：

图1-1 场地的现状

本工程场地土层厚度及关键物理力学性质指标统计表见表1。

表1-1 土层基本情况表

1.2施工难点

如土层情况表所示，本工程桩端持力层为4-1、4-2层，施工地质条件较差，为软弱地基，表面冲填土层和杂填土层以下，有二十多米的淤泥质粘土层，而这淤泥质黏土层对桩基施工有很大影响。且场地距离海边只有几公里，全年降雨频繁，土壤含水量大，表层土壤长时间浸水，软弱容易下陷，对桩机运行和打桩都有影响。

2. 管桩偏位、倾斜原因分析

2.1施工人员操作

施工人员在前期放线过程中出现问题，桩机操作人员在定桩位时出现误差，皆有可能导致管桩偏位、倾斜。但本工程的施工人员及桩机操作人员都是经验丰富，工作负责的熟手，放线和定桩位更是经过多次复核，所以施工人员操作并非管桩偏位、倾斜的原因。

2.2桩机机械问题

桩机自重加配重总重量大，而施工场地土层较差，沉桩过程中，桩机容易产生不均匀沉降，桩身极易发生偏移。且桩机在移动过程中，也会对土层施加较大的压力；

桩机基础如不平整坚硬，沉桩过程中，桩机容易产生不均匀沉降，桩身极易发生偏移。

2.3土质影响

根据勘察报告，本场地软弱土层较厚，具有较高的压缩性。厚度超过二十米的淤泥质土的流动性过大，桩机在移动过程中会对土层施加较大压力引起土体流动，对已经打下的桩的桩身产生一定侧向的力，使它们发生位移偏位；

桩尖碰到了局部的较厚夹层或其他硬层，造成无法送桩；或遇到大块坚硬障碍物，把桩尖挤向一侧。

静压法施工预应力管桩属于挤土类型，往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态，产生挤土效应；后续施工会对先打已经完成的桩产生了一定的影响。

2.4施工影响

中断沉桩时间过长，以至沉桩阻力增加，使桩无法达到设计标高。

两节桩或多节桩施工时，相接的两节桩不在同一轴线上，产生了曲折。

桩数较多，土壤饱和密实，桩间距较小，在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩被浮起。

2.5后期施工

施工不当引起桩倾斜、断桩情况，直接起因就是土方开挖不当，将基坑挖的太深或挖出的土堆在基坑边坡附近，且未及时采取基坑支护措施，以至产生较大的侧向土压力；

加上淤泥本身的流动性以及土体中未消散的孔隙水压力乘机向开挖方向释放，加剧了淤泥向开挖方向流动，而管桩对水平力的抵抗能力小，于是随着土体的位移而向开挖方向倾斜，造成大量桩顶位移，以至桩身断裂。

3. 预防及控制措施

3.1场地处理

做好桩基施工前的准备工作，是进行桩基施工的重中之重。尤其是本工程土质差，土壤含水率高；若是在此基础上施工，会影响后续的所有工艺流程。

所以，在桩基施工前，就做好地基处理、地基加固、及降水施工的工作。

①增强浅层土体降水强夯处理，保证表层硬壳层施工质量，以减小桩机移动和桩基施工对桩身的影响；

②保证深层土体排水固结效果，减小挤土效应和孔隙水压力对桩基施工的影响；

③根据现场施工条件采用合理的施工工艺，减小降雨等不利因素对表层土壤的影响，进而减小桩基施工受降雨的影响。

④在较软的场地中适当铺设道渣，不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降。

3.2施工准备

①桩基施工前的放线工作和桩位定位要多次复核，确保无误。

②桩机进场前做好检查工作，确认桩机设备能正常施工；并在后续施工中，定期检查，防止出现差错。

③制定合理的施工顺序，桩孔应及时回填覆盖，每台桩机配备一把长条水准尺，可随时测量桩身的垂直度。

3.3施工过程控制

在正式打桩之前，要认真检查打桩设备各部份的性能，以保证正常运作。另外，打桩前应在桩身一面标上每米标记，以便打桩时记录。第一节桩起吊就位插入地面时的垂直度偏差不得大于0.5%，并用长条水准尺或其他测量仪器校正，必要时，要拔出重插。

①施工过程中，桩帽和桩身的中心线应重合，当桩身倾斜率超过0.8%时，应找出原因并设法纠正。当桩尖进入硬土层后，严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏。

②桩打入过程中修正桩的角度较困难，因此就位时正确安放。第一节管桩插入地下时，尽量保持位置方向正确。开始轻轻打下，认真检查，若有偏差及时纠正，必要时拔出重打。

③因地层较软，初打时可能下沉量较大，采取低提锤，轻打下，随着沉桩加深，沉速减慢，渐增起锤高度。在整个打桩过程中，使桩锤、桩帽、桩身保持在同一轴线上。必要时将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整，不使管桩受到偏心锤打。打桩较难下沉时，检查落锤有无倾斜偏心，特别是检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适，更换或补充软垫。每根桩连续一次打完，不中断，以免难以继续打下。

④施工过程中加强对垂直度的控制，沉桩时安排专人旁站监督，保证沉桩不出差错。

3.4后期措施

一般说来管桩发生了倾斜总会与桩身偏位、断桩等情况一起出现。断桩情况，会对桩身承载力、完整性都产生较大的影响，对整个结构的整体受力及安全性危害极大。针对管桩出现倾斜质量，必须采取有效的措施。

（1）倾斜角度大于7°的断桩，采取补桩处理，即在检测报废的桩附近增加预应力管桩或钻孔灌注桩以补足设计上的承载力要求。

（2）对检测为Ⅲ类桩，倾斜角度在6°以内的管桩作加筋压密注浆处理，通过在管芯中添置钢筋笼后再注入砂石混凝土进行补强。

（3）设置锚杆静压桩，对于可能会出现不均匀沉降变形的结构，设计上也会在相应轴线设置锚杆静压桩进行调整处理。

（4）针对土方开挖的措施，选择合理的开挖方案、避免挤土效应。

4. 结语

本工程地质条件差，环境影响大，但是通过前期的地基处理、地基加固和排水固结等措施对场地进行处理，为之后的桩基施工做好了铺垫。

通过对桩基施工的事前准备 ，过程把控的工作的进行，制定合理的方案和施工顺序，采取及时且适当的措施，有效地推动了桩基施工工序。

在已经完成桩基施工的区域土方开挖后，桩位经复测，桩身经小应变检测、静载试验检测，其结果均达到良好；管桩施工无一根因沉桩、挖土等原因而出现桩身严重偏位或断桩等质量缺陷，整个过程在预控中有序完成。

参考文献

[1]陆明华 《浅析软土地基如何预防预应力管桩偏位与断桩》浙江建筑 第24卷第1期 2007 年 1 月

[2]曾凡平 东莞市广强建筑基础工程有限公司，广东东莞523000

[3] 陈剑, 李敏, 杨蒙龙. 预应力混凝土管桩偏位和倾斜的分析与处理[J]. 山西建筑, 2008(31):122-123.