一、工程背景介绍：

 

　　宁波北区污水处理厂一期工程设计有二个生化池，每个池的底板长宽尺寸为108.8M×43.1M，高为7M。基础为预应力砼PHC（φ500）管桩，桩长共有28M和30M两种，管桩顶埋入厂区自然地坪下3米。每个池各有682根管桩，两池中间配水井6根管桩，共计1370根。根据勘察报告对地层的揭示情况，场地勘探深度范围内可划分为6个工程地质层，细分划为10个工程地质亚层，从上到下具体分述如下：

 

　　0层：素填土（Qml）

 

　　局部为近期人工回填成，由块石、碎石、粘性土，呈松散状态，下部为粉煤灰，层厚度0.50-1.00米。

 

　　2a层：淤泥质粉质粘土(Q4m)

 

　　灰色，略显褐灰色，流塑，饱和，薄层状。切面稍有光滑，土质较均一，全场分布。地基承载力特征值为50KPa；预制桩侧阻力极限标准值12kPa。

 

　　2b层：淤泥质粉质粘土(Q4m)

 

　　灰色，略显褐灰色，流塑状态，饱和，薄层状。土质较均匀高压缩性。层厚0.50~6.8m，顶板埋深2.40~5.50m。地基承载力特征值为55KPa；预制桩侧阻力极限标准值13kPa。

 

　　2c层：淤泥质粘土(Q4m)

 

　　灰色，流塑。粘塑性较好，高压缩性。土质较均匀。层厚0.45~7.40m，全场分布。地基承载力特征值为55KPa；预制桩侧阻力极限标准值12kPa。

 

　　3层：粉砂(Q4m)

 

　　灰色，略显青灰，中密。砂质分选较差，含少量贝壳碎片，摇振反应迅速，干强度及韧性低，均一性差。层厚3.50~5.50m。全场分布。地基承载力特征值为140KPa；预制桩侧阻力极限标准值35kPa。

 

　　4a层：淤泥质粉质粘土(Q4m)

 

　　灰色，流塑，薄层状。粘塑性一般，均一性差，高压缩性。层厚0.50~5.20m。地基承载力特征值为80KPa；预制桩侧阻力极限标准值18kPa。

 

　　4b层：粉砂夹粉质粘土(Q4m)

 

　　灰色，绿灰色，稍密-中密状态。中偏低压缩性。富含灰白色贝壳碎片。层厚0.80~2.80m。地基承载力特征值为100KPa；预制桩侧阻力极限标准值48kPa。

 

　　5a层：粉质粘土(Q3al+pl)

 

　　灰黄～褐黄，可塑，厚层状。中压缩性，下部含少量粉细砂，土质均匀。层厚0.50~8.90m。地基承载力特征值为160KPa；预制桩侧阻力极限标准值50kPa。

 

　　本工程（生化池）等构筑物采用第5a层粉质粘土做为持力层。

 

　　二、桩基出现问题情况

 

　　2006年6月22日开始1#生化池基坑开挖，至7月16日完成682根桩的土方开挖，开挖过程中发现17-40轴部分管桩有明显倾斜移位情况，各方讨论决定对这部分406根管桩进行低应变全数检测，检测结果表明有121根Ⅲ类桩，1根Ⅳ类桩。Ⅲ类桩和Ⅳ类桩总数122根，占检测桩数的30%，对其余的276根桩，按27.9%的比例抽检了77根，Ⅲ类桩为5根，占抽检数的5.7%，合计Ⅲ类桩为127根占抽检桩数的26%。

 

　　已明显超过规范规定。故要对此问题桩基进行处理。

 

　　三、桩基纠偏方案的选择及施工

 

　　目前管桩常用的三种补强加固方法：

 

　　A、开挖凿桩接桩法

 

　　B、补桩加固法

 

　　C、单侧卸荷水平顶拉纠偏法

 

　　开挖凿桩接桩法虽然质量容易控制，但由于相当部分桩偏位，需要再补桩，工期和投资均不合算.而单纯补桩加固则费用很高。本工程采用单侧卸荷水平顶拉纠偏法。此工法是采用在倾斜管桩背侧卸荷减小断桩纠偏方向土压力，借助反力支承系统使用手动葫芦提供水平拉力（也可使用千斤顶提供水平推力），使断桩复位后，桩孔内放入钢筋笼并灌注混凝土，使桩得以加固的施工工法。

 

　　1、施工工艺流程

 

　　本工程施工工艺流程如图所示

 

　　2、主要工序施工方法

 

　　（1）测定断裂部位和断裂方向

 

　　一般使用孔内吊线锤法，测定时应注意清除桩孔内杂物或粘土。

 

　　（2）安放内套管

 

　　测量断裂距离，管桩内放入一段钢管至断裂处，钢管长度约2.0-3.0m，外径比管桩内径略小一些，钢管上口焊吊筋或安装钢丝绳。下吊后使钢管恰处于断裂中心位置，将吊筋与管桩焊接固定，可防止纠偏过程中原桩预应力钢筋断裂产生上下桩管错位。

 

　　本工程部份桩位移和斜度较大，上下桩管可能已经错位，为此，内套管底部制作成收口状，以便利内套管的安放。

 

　　（3）管桩背侧卸荷

 

　　卸荷有两种方法，一种为冲淤法，只适合于在偏斜桩缺损部位深度小于4.0米时采用，另一种采用钻机钻孔取土，可适用于各类缺损装的处理。本工程采用钻机取土方法卸荷，施工要点如下：

 

　　a、沿管装背侧布置直径300-400mm钻孔，钻孔深度距管桩断裂部位深度高出1米左右；

 

　　b、本次需纠编桩的桩径为600mm，管桩背侧钻孔孔数视桩斜度而定，偏斜度大的桩，应布置4-6个钻孔，偏斜度小的桩，应布置2-3个钻孔；

 

　　c、成孔过程中采用清水作循环液，边钻孔边采用泥浆泵排浆。

 

　　本工程需纠偏的管桩位于基坑集水坑边缘和坑内部，桩机施工应备好足量的木板和机台木以搭建施工平台。

 

　　（4）纠偏

 

　　纠偏采用手拉葫芦牵引或油压千斤顶反顶，使管桩缓慢恢复到竖直方向；

 

　　本工程需纠偏管桩受侧面围护结构挤压，偏斜方向与围护一侧背离，围护结构高出现管桩顶部3米以上，管桩纠偏若采用手拉葫芦牵引，反力必须作用在围护结构上，只有在围护结构上安装铁件作用点，操作时应注意葫芦牵引力作用点和受力方向。

 

　　本工程纠桩采用葫芦牵引时反力条件较差，同时，管桩直径大，纠桩力要求较大，故主要应考虑采用油压千斤顶反顶，以现有垫层作反力，必要时，可在现场打入松木桩或钢板桩作千斤顶反力。

 

　　管桩调整到竖直方向后，在原腹侧（现中空）填入黄砂或打入木锲等承托物，防止管桩回弹到倾斜方向，在一段时间后（待土体内应力释放过程），在原钻孔处也回填黄砂碎石，必要时，应采取注浆措施。

 

　　（5）下放钢筋笼

 

　　桩孔内抽水至断裂部位以深至少3.0m，下入砼承托物，用铁丝挂在孔口，下入钢筋笼，主筋一般为6φ16。本工程采用原图纸灌芯钢筋，下伸到断裂部位以下5米。

 

　　（6）浇筑砼

 

　　砼强度不小于C30，并应加入适量UEA膨胀剂，浇砼时桩断裂部位振捣时间应适当延长，每台班按规定要求制作水泥净浆试块一组。

 

　　四、桩基处理后的检测情况

 

　　2006年7月26日，业主、设计、监理、土建施工单位，桩基施工单位共同对上报的生化池的Ⅲ类桩纠偏方案进行了讨论审查，决定对偏位较大的Ⅲ类桩先进行纠偏处理，然后用钢筋砼灌芯至裂缝下5米。对偏位较小的Ⅲ类

 

　　先进行纠偏处理，然后用钢筋砼灌芯至裂缝下5米。对偏位较小的Ⅲ类桩直接灌至裂缝下5米。

 

　　至9月10日1#生化池共计完成120根管桩纠偏灌芯，直接灌芯7根。

 

　　1#生化池Ⅲ类桩、Ⅳ类桩处理后的低应变检测结果为Ⅱ类桩121根，Ⅲ类桩6根，占1#生化池0.9%（第一次Ⅲ类桩复测118根，实测中将有一根Ⅱ类桩复测一次，即应测117根，有三根Ⅲ类桩，第二次复测7根，无Ⅲ类桩，另有三根桩不具备复测条件，直接判定为Ⅲ类桩，即复测数117+7+3=127根），其中原有的一根Ⅳ类桩处理后为Ⅱ类桩，对处理后的Ⅲ类变为Ⅱ类桩做高应变两根，结果符合要求，对仍为Ⅲ类桩做高应变一根，承载力达到设计竖向特征值，桩身完整性仍为Ⅲ类桩，对处理后的Ⅲ类桩变为Ⅱ类桩后做抗拔一根结果符合设计要求。

 

　　桩基整体检测完成处理意见基本为：①对处理后仍为Ⅲ类的桩，在底板上加钢筋。②对边桩外偏、内偏、中间桩偏位较大的桩加钢筋。

 

　　五、工程体会

 

　　1、设计时，要特别注意对场地地质的判断，搞清其对预应力混凝土管桩的适宜性，不良地质易导致断桩，桩基承载力不足。

 

　　2、工程事故的及时防范和尽早发现与施工管理和施工技术方法有极密切的关联，工程人员的责任定位在施工质量上会有直接体现。

 

　　3﹑在管桩的偏位断桩处理中，应尽量利用事故桩的承载力，厚桩补强，减少补桩数量，在深厚软土地基中，单侧卸荷水平顶拉纠偏法是一种可较经济实用的事故处理方法。

 

　　参考文献：

 

　　[1]周绍缨[工程预应混凝土管桩质量评价和处理］、［第七届全国地基处理学术讨论会论文集］、兰州2002

 

　　[2]TGJ94－94［建筑桩基技术规范］