土方开挖对静压管桩质量影响及处理方案

2015-08-26 270 0

  一、工程施工概况
 
  南京河西某住宅小区地下室车库人防工程基坑面积约2.8万平方米,南北向180.3m,东西向161.25m,坑内共有7幢住宅楼。自然地坪标高7.30m,坑底设计标高2.30m。工程桩采用PC-400(90)A-C70型预应力管桩,有效桩长17-25m,总桩数3354根。其中抗压桩1900根,抗拔桩1454根,桩端持力层为2-4或2-4a粉细砂层。
 
  场地地貌单元属长江漫滩,地表下20深度范围均为软~流塑状态粉质粘土,地质情况如下:
 
  ①-1层:素填土①(新填土),褐色,松散,可塑,层厚0-4.2m。
 
  ①-2层淤泥质填土:灰色,流塑,含有机质,层厚0-2.8m。
 
  ①-3层素填土,灰褐色,可塑-软塑,层厚2.0m。
 
  ②淤泥质粉质粘土,灰色,流塑,稍有光泽,干强度中等,高压缩性土,层厚10.0m。
 
  ③淤泥质粉质粘土-粉质粘土夹粉土,灰色,流塑,稍有光泽,中-高压缩性土干强度中等,高压缩性土,层厚10.0m。
 
  ④层粉土-粉砂,灰色,饱和,稍密-中密,干强度低,层厚2.0m。
 
  ⑤粉砂,灰色,饱和,中密,层厚14.0m。
 
  ⑤-1淤泥质粉质粘土夹层,灰色,流塑,稍有光泽。干强度中等,层厚0-1.5m。
 
  ⑥层粉砂-细砂,灰色,饱和,中密-稍密,层厚18.0m。
 
  ⑥-1淤泥质粉质粘土夹层,灰色,流塑,稍有光泽。干强度中等,层厚0-1.8m。
 
  工程桩施工工期约2个月,施工完毕后进行支护桩施工,时间1个半月。基坑开挖在支护桩施工完成后1个月进行,开挖后桩基发现如下质量问题:
 
  1.经工程质量检测中心对坑内抗压、抗拔桩进行低应变检测,共检测140根,其中Ⅲ类桩103根;
 
  2.测量桩位偏差在200mm~1000mm的桩109根,水平平倾角2~9°,并且桩顶下1.0~9.8m出现明显缺陷。
 
  Ⅲ类桩主要分布:
 
  实测数据表明:
 
  1.该工程基坑中部10、13、15幢楼桩体倾斜、偏移数量多;
 
  2.桩体倾斜集中,均向开挖方向倾斜;
 
  3.桩体损伤严重,103根出现桩顶下1.0~9.8m明显缺陷。
 
  事故发生以后,建设单位立即组织施工、监理、勘察设计及专家组成处理小组,调阅桩基、支护及挖土施工资料,并经现场实地勘察,作出结论:此次桩基质量事故桩主要原因是由于挖土施工不当造成。
 
  二、事故主要原因分析
 
  1.土方开挖方案不合理,坑底标高上下范围是软弱土质,6m高差分三个台阶挖土分层不合理,台阶水平段宽度过短,土质差出现开裂、塌方,土体滑移导致附近位置抗拔桩出现倾斜和断裂;
 
  2.土方开挖分层不均匀,未能控制好挖土高差,一方开挖过大,另一侧承受挤压土集聚弹性能及超孔隙水压力,产生土体滑坡,造成桩身倾斜、断裂;
 
  3.土方开挖第三阶段速度过快,由于卸载过快,应力释放快,同时开挖出的土未能及时清运,堆在坡边,造成桩身位移过大;
 
  4.大型挖土机械直接下到坑底作业,挖土机与运土机械在桩顶来回多次挤压,机械动荷载对土体产生扰动,造成断桩或桩身破裂。;
 
  5.挖土作业不规范,按设计要求机械开挖距坑底标高30cm时应改用人工挖土,而土方单位为加快进度直接采用机械开挖到位,碰撞桩头,造成桩体倾斜和断裂;
 
  6.没有做好基坑开挖施工监测,不能根据现场监测情况及时调整开挖顺序,分层挖土厚度及速度等。
 
  三、对Ⅲ类桩的处理
 
  1.离桩顶2.5m深以上位置裂缝桩全部按管桩图集要求截桩后接桩处理;离桩顶2.5m深以下位置裂缝桩全部掏清桩顶至裂缝以下1.5m深桩管内淤泥、泥浆,然后进行压密注浆补强;
 
  ①清理桩心内泥土,清洗桩内壁至明显缺陷下1.5m;
 
  ②放置4Φ20钢筋笼、注浆管、灌5-40mm碎石并捣实至桩顶下1m;
 
  ③C40混凝土1m厚,掺早强剂,内置出气管;
 
  ④配制1:0.5~0.6水泥浆(内掺微膨胀剂量),注浆压力1-2Mpa,浆至顶加压注浆压力超过2Mpa或沿桩壁有大量水泥浆冒出,或每米桩孔水泥用量超过100kg,可以停止注浆。
 
  2.对于偏位小于30cm的桩采取承台扩大的处理;偏位大于30cm的桩在原桩位采用锚杆静压桩补桩,并扩大承台及地梁尺寸;
 
  3.对压密注浆处理的Ⅲ类桩进行全数低应变检测,并做一组三根静载试验检验其补强后的单桩承载力是否符合达到设计要求;
 
  经上述加固、补强方案后取得良好效果,三根静载试验桩完全达到设计单桩承载力1400KN;全部小应变检测均达到II类以上桩;桩顶总沉降量小于设计总沉降量。
 
  四、结束语
 
  在基坑内施工静压管桩,除桩基本身施工需严格按照规范外,土方开挖、支护方案等都对桩基质量起着重要作用,只有多方紧密配合,才能确保工程质量安全可靠。

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