软弱地基上高强预应力混凝土管桩纠偏技术论述
2015-07-13
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前言：高强预应力混凝土管桩，简称PHC管桩，该桩经过近几年的发展使用范围越来越广，桩身混凝土强度已达C80及以上，工厂化生产质量稳定可靠，经济性比好等优点，被广泛应用于公共建筑和民用等建筑基础。PHC管桩按沉桩方式，不论采用哪种方法，使用的施工机械各不相同，相同点是施工机械笨重，对作业场地要求高等。施工过程中PHC管桩受挤土效应较大，桩承受水平荷载能力较差。在PHC管桩施工过程中，因桩机较重，当施工场地地基承载力不能满足桩机打桩和行走要求，或基坑土方开挖方法不合理，未能足够保护好工程桩，会造成PHC管桩在施工过程中和施工完毕后受挤压出现倾斜，甚至造成桩身断裂等情况。我集团公司承建了大量使用PHC管桩基础的工程，施工过程中，为了有效解决管桩在施工过程中存在的问题，减少施工损失，工程技术人员经过反复探讨，在多个工程实践和试验中，进行了“软弱地基上高强预应力混凝土管桩纠偏技术”的研究，通过试验和研究，开发形成了“软弱地基上高强预应力混凝土管桩纠偏技术”。该措施在后续工程施工中得到了成功应用，也得到了工程设计等相关单位的认可。
1.适用范围
本技术适用于非抗震设计和抗震设防烈度小于等于8度地区的公共建筑和民用建筑低承台PHC管桩的纠偏与加固。当PHC管桩用作抗拔桩时，应根据设计与工程实际情况加强桩与桩、桩与承台的连接构造。
2.工艺原理
当PHC管桩出现倾斜后，对该类型桩进行小应变检测，以判定工程桩桩身的完整性。当检测后发现工程桩存在倾斜等质量缺陷后，通过纠偏，使已倾斜的工程桩垂直，保障工程桩垂直受力。首先使用小型钻机将桩倾斜的反方向土层打松，安装反力支点（或选择牢固可靠的锚点），再用手工葫芦和钢丝绳对桩施加与桩倾斜方向相反的水平力，采用拉和顶等方式，将工程桩扶正后，再使用小型钻机对桩孔内壁进行清洗，完成后采用C30以上微膨胀混凝土满灌桩芯，填灌混凝土前需按照图集10G409以及设计要求，对桩芯配置钢筋笼，以增强桩承受水平荷载的能力。在工程桩扶正后，要校核工程桩的位置及垂直度，正常情况下，工程桩倾斜部位一般发生在上端，桩体下部位移较少。清洗桩壁包括清理桩芯内泥土到桩底端部，不能超过桩长，以免扰动桩下端土层，影响桩承载力，冲洗桩壁后，保障后续浇筑的混凝土能灌注到桩端部并与桩内壁精密结合。在浇筑混凝土前，需按照规范和设计要求，向桩芯内下放钢筋笼（钢筋笼长度视桩身完整性确定），以增强桩承受水平荷载和竖向荷载的能力，受力主筋配置不小于6B20，箍筋按照图集进行配置。为了保障工程桩能满足设计要求，对桩身存在质量缺陷的工程桩桩芯除满灌C30以上微膨胀混凝土，使混凝土与原管桩紧密结合，充分利用原管桩承受荷载外，另使原管桩桩芯钢筋混凝土形成受力桩，最终达到经纠偏处理后的PHC管桩能满足设计要求的使用功能。
3.施工工艺流程及操作要点
3.1施工工艺流程
3.2操作要点
3.2.1检测桩垂直度
检查工程桩出现倾斜后的倾斜率，对于垂直度偏差大于0.5%工程桩，作为需纠偏处理的对象，绘制图纸，做好记录。
3.2.2桩身完整性检测
由建设单位和监理单位指定的桩基检测单位对出现倾斜的工程桩进行小应变检测，以判定工程桩桩身的完整性。依据小应变检测报告，当确定桩身质量存在缺陷时，要核对打桩记录和小应变检测报告，确定桩身出现缺陷的具体部位，再使用探杆检查桩身是否出现错位等情况，做好检查记录。
3.2.3确定处理技术方案
经小应变检测后判定桩身完整时：对桩芯采用C30以上等级微膨胀混凝土满灌芯处理。
经小应变检测后判定桩身存在质量缺陷时：查看小应变检测资料，核对打桩记录，确定桩身出现缺陷的部位。该类型桩技术处理方法：a、当缺陷部位为管桩间端头板焊接位置或桩身出现缺陷的部位非管桩间端头板焊接位置，且确定桩身未出现错位时，用C30以上等级微膨胀混凝土桩芯，灌芯深度为桩身长度，桩芯内放入钢筋笼，钢筋笼主筋采用6Φ20钢筋（配筋率不宜小于此值），钢筋笼长度为工程桩最底一节端头板焊缝向下5m，以增强桩承受水平荷载和竖向荷载的能力；若出现错位，必须纠正到上下同心，再按照上述办法进行处理。b、当桩身出现缺陷的部位较深且已经错位，放弃纠偏处理，可采用补打锚杆桩等办法解决基础受力问题，另应将存在同类质量缺陷桩的资料和解决办法及时汇总报请设计院设计师进行确定。
3.2.5倾斜桩纠偏
3.2.5.1根据工程桩倾斜的方向，背向打应力释放孔，孔径300mm，钻孔深度依据桩身缺陷部位确定，最后一钻深度到达桩缺陷部位以下3m-5m；对于桩身完整的工程桩，依据桩身倾斜程度和土层情况，确定钻孔深度，以便桩倾斜深度范围的泥土都钻松，使桩身整体自然调整成直线状态。
3.2.5.2安装反力支点，架设施力工具，使用手动葫芦和钢丝绳对桩施加与倾斜方向相反的水平力，采用拉和顶相结合的方式，将工程桩扶正，钢丝绳固定在不影响工程桩和基坑安全的锚点上，当无法解决固定锚点时，可在基坑上停靠稳固的挖土机作为锚点。施加水平力时，应进行缓慢引拉纠偏，使桩逐渐复位。
3.2.5.3在进行纠偏过程中，要观测桩身变化，控制桩位移速度（6cm-15cm）/次。在完成一次行程后停留10分钟，慢慢减小拉力并进行回放工程桩，观查桩反弹量，反复回啦多次，直至桩身垂直。
3.2.5.4工程桩扶正后，对桩施加恒定水平拉力24h ，以便土体应力充分释放。
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