預(yù)制混凝土樁樁位偏差原因分析及控制研究

吳明陽 劉淼

【摘要】在當(dāng)前的工程建設(shè)當(dāng)中，預(yù)制混凝土樁因其可集中生產(chǎn)、節(jié)省工期，安裝快捷、方便，抗腐蝕性能強(qiáng)，易于檢測等優(yōu)點，正在廣泛地被運(yùn)用在各類工程中，而預(yù)制混凝土樁偏位現(xiàn)象是樁基施工中普遍存在的質(zhì)量通病，從設(shè)計角度來看，樁基應(yīng)該是軸心受壓，如果出現(xiàn)偏位且偏位超出了允許誤差范圍，樁基受力就變?yōu)槠氖軌?，受力狀態(tài)發(fā)生變化，基礎(chǔ)的整體受力體系就會受到影響。面對這種情況，施工單位在施工過程中必須不斷改進(jìn)，加強(qiáng)質(zhì)量管理，采取有效的措施對預(yù)制混凝土樁施工中的偏位現(xiàn)象進(jìn)行防治，能夠減少建筑物可能存在的安全隱患，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】預(yù)制;混凝土樁;偏位;防治

1、預(yù)制混凝土樁樁位偏差的原因分析

1.1設(shè)計原因

根據(jù)樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008）規(guī)定：若土層為軟弱土層時，一般采用靜壓樁，當(dāng)土層中存在中密以上砂夾層，且厚度大于2m時，一般不采用靜壓樁。但常有設(shè)計人員不重視這項規(guī)定，盲目采用靜壓樁，以致壓樁力過大，造成沉樁時施工難度加大、樁身產(chǎn)生損傷。同時，有些設(shè)計人員無視樁端基巖的風(fēng)化程度，設(shè)計樁嵌巖的深度較大，使樁在沉樁時錘擊次數(shù)過多，從而導(dǎo)致樁身破損、裂縫。此外，如果軟土層較厚且樁的長徑比較大甚至超過100，而樁端嵌入風(fēng)化基巖，單樁承載力取值也較大，在沉樁過程中樁身將會失去穩(wěn)定，導(dǎo)致在樁身的中部偏位、甚至折斷。

1.2沉樁施工不注意擠土效應(yīng)

由于預(yù)制混凝土樁屬于擠土型樁的一種，大量預(yù)制樁在沉樁過程中產(chǎn)生較高的超孔隙水壓力，在土體內(nèi)有限空間的擠壓下，孔隙水沿樁身與土體之間的空隙向地表釋放，造成地面隆起，產(chǎn)生涌樁現(xiàn)象，進(jìn)而使周圍的道路、管線、構(gòu)筑物產(chǎn)生變形、開裂的現(xiàn)場等，并對其它基樁造成擠壓，使其發(fā)生偏位，因此，先施工的樁經(jīng)常被施工的樁由于擠土產(chǎn)生傾斜、偏位等。

1.3兩段式壓樁

當(dāng)?shù)鼗梁苘洠瑔螛冻休d力極限值很高，設(shè)計樁身較長，同時采用采用靜壓法壓樁時，此時要求壓樁機(jī)的配重較大，大配重下的樁機(jī)無法在軟弱土上行走，往往將此根樁分為兩段進(jìn)行施工，因此兩根樁將存在接頭，在這兩根樁接頭處易導(dǎo)致樁身傾斜。進(jìn)行兩段式壓樁施工時，先將下部樁身預(yù)先壓入一定的深度，再將上下部樁身進(jìn)行連接在一起，利用上部樁身將下部樁身壓入指定標(biāo)高，同時上部樁身跟隨到位，由于在施工時土層松軟，受到沉樁擠土和樁機(jī)行走影響，先壓入的樁身沉樁就位后產(chǎn)生傾斜偏位。

1.4基礎(chǔ)挖土不當(dāng)

沉樁完成后樁周土體固結(jié)需要一定的時間，由于很多施工單位為了趕工期，未等到樁的固結(jié)期便進(jìn)行土方開挖，此時樁的抗側(cè)移剛度較弱，導(dǎo)致軟土地基中的混凝土樁在挖土中傾斜甚至斷裂。當(dāng)?shù)鼗翞橛倌嗷蛴倌噘|(zhì)粘土?xí)r，若挖土機(jī)站立在樁頭上部進(jìn)行開挖或挖土機(jī)鏟斗不注意觸碰到樁，或在挖土?xí)r一次開挖深度過大，未分層開挖，都會導(dǎo)致樁身傾斜偏位，嚴(yán)重的將使樁產(chǎn)生斷裂。

2、預(yù)制混凝土樁偏位的預(yù)防措施

2.1勘察階段

地勘盡可能做的詳細(xì)。根據(jù)以往的經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明，當(dāng)施工中樁尖遇N>70的強(qiáng)風(fēng)化巖或中風(fēng)化巖層，且風(fēng)化巖層較薄時，此時樁破損的概率高達(dá)10～20%。因此，地勘過程中樁尖持力層起伏很大時，需將鉆探孔的間距加密，當(dāng)在石灰?guī)r地區(qū)，如遇到舊建筑物基礎(chǔ)或硬夾層、上軟下硬、軟硬突變、巖面陡坡等場地，不宜采用預(yù)制混凝土樁。在進(jìn)行地勘的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗中，如果遇到全風(fēng)化巖層、殘積土層、硬塑～堅硬粘性土層或者中密～密實砂層時，應(yīng)加密測試點，測試點間距應(yīng)不大于2m。

2.2設(shè)計階段

合理地設(shè)計樁型及沉樁方式。設(shè)計人員在設(shè)計時，應(yīng)充分考慮預(yù)制樁的樁型、長徑比及沉樁方法，摩擦型樁的長徑比不宜大于100，穿過一定厚度較硬土層的端承型樁長徑比不宜大于80。同一結(jié)構(gòu)單元應(yīng)選擇相同類型的樁型和沉樁方式。

2.3施工階段

2.3.1防止沉樁擠土效應(yīng)

（1）為減少樁的擠土效應(yīng)，可在打樁區(qū)的四周或群樁內(nèi)部，挖去一定樁徑和樁深的樁體空間，間距1～1.5m，深度10～12m，內(nèi)部填塞砂，或埋置塑料排水板，以消除部分超孔隙水壓力。

（2）在場地外邊界開挖寬度0.5～1m地面防擠溝，開挖深度需根據(jù)現(xiàn)場情況確定，既不能過淺，也不能過深，過淺會影響隔離防擠的作用，過深邊坡易倒塌。

（3）限制打樁速率，首先進(jìn)行優(yōu)化打樁的路線，一般自樁群中間向兩個方向或四周對稱施工，當(dāng)一側(cè)毗鄰建筑物時，可由毗鄰建筑物處開始打樁，另外限制打樁速率，一般每天12～15根為宜。

（4）在設(shè)計樁位上進(jìn)行預(yù)鉆孔，預(yù)鉆孔直徑一般不大于樁徑的2/3，深度不大于樁長的2/3。

（5）沉樁過程中加強(qiáng)對土體隆起和鄰近構(gòu)筑物的觀測監(jiān)護(hù)。

2.3.2選擇科學(xué)合理的挖土方式

沉樁施工后基坑開挖前，應(yīng)根據(jù)場地工程水文地質(zhì)條件、基坑的特點和外部環(huán)境制定專項開挖方案，基坑土方應(yīng)分層用機(jī)械開挖，每層挖1～2m深，嚴(yán)禁“一步開挖到位”。挖土過程中，挖機(jī)盡量不要觸碰到工程樁，并按一定比例進(jìn)行放坡。同時采取邊挖邊護(hù)坡、邊砌磚胎模的施工方法，保護(hù)基坑土體不位移。

3、預(yù)制混凝土樁偏位的處理措施

首先要檢測樁偏位后樁身是否完整，即先對樁進(jìn)行低應(yīng)變檢測。然后要確認(rèn)樁偏位程度對承載力的影響。根據(jù)所做實驗分析，樁偏位在50cm以下時，承載力下降約10%，對承載力影響輕微;偏位在50～80cm時，承載力下降20%～30%。

如果低應(yīng)變檢測結(jié)果顯示樁身比較完整或無明顯損傷，而且樁偏位在50cm以下，經(jīng)設(shè)計確認(rèn)此樁承載力是否有一定程度的富余，若有一定富余且經(jīng)設(shè)計計算不影響結(jié)構(gòu)安全，那么將不需進(jìn)行樁偏位處理。如果樁偏位大于50cm，且樁富余承載力無法滿足結(jié)構(gòu)安全，那么則需要對此樁進(jìn)行糾偏處理，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，可以考慮以下兩種方案：

3.1推頂法使樁復(fù)位

（1）在樁前側(cè)根據(jù)偏位的程度用地質(zhì)鉆機(jī)鉆1～2個孔，插入注漿管，注水造漿，同時排漿清除樁身前側(cè)土體。

（2）首先進(jìn)行安裝反力架，將千斤頂就位，然后推移樁位。

（3）樁的固定。在樁側(cè)的孔穴內(nèi)，灌入5～25mm碎石，并將隨時插搗，使其致密，然后在孔內(nèi)注入水泥漿，以致樁側(cè)和樁底虛土中的孔隙部分被漿液填充。

3.2錨桿靜壓樁補(bǔ)樁

根據(jù)工程樁的偏位情況可以借助于錨桿樁來對樁偏位影響的部分承載力進(jìn)行處理。此種方法為在澆筑承臺時將錨桿樁樁孔預(yù)留好即可，其余的按原圖紙進(jìn)行施工，對工程的工期和質(zhì)量幾乎不產(chǎn)生影響。

結(jié)語：

近些年我國的房地產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正快速的發(fā)展，對建筑物的安全要求也越來越高，樁基礎(chǔ)運(yùn)用也日益廣泛。預(yù)制混凝土樁由于工期短，工程能連續(xù)施工等優(yōu)點在施工中也得到越來越廣泛的應(yīng)用。同時，沉樁施工完成后，樁位偏移現(xiàn)象在工程中也屢見不鮮，樁位偏移會導(dǎo)致樁的受力方式發(fā)生改變，嚴(yán)重的還會破壞結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，因此對樁位偏移現(xiàn)象的預(yù)防和處理變得尤為重要，在勘察設(shè)計階段和施工階段我們均可以采取有效措施防止樁位偏移現(xiàn)象的發(fā)生，對已經(jīng)發(fā)生樁位偏移的個別樁也有了有效的處理手段。隨著當(dāng)今我們對預(yù)制混凝土樁施工的研究不斷深入，材料科學(xué)的不斷發(fā)展和建筑水平的不斷提高，相信預(yù)制混凝土樁的施工質(zhì)量也會不斷提升。

參考文獻(xiàn)：

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