引言
近年來,PHC管樁(先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁)由于具有樁身成型質(zhì)量好、混凝土強(qiáng)度高、單樁承載力大、價(jià)格便宜、施工快捷且采取靜壓施工時(shí)對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑中。但在土性復(fù)雜特別是土質(zhì)較差的軟弱地基的基坑開挖施工過程中,由于樁身為空心,其承受水平荷載、抗剪和抗裂性能相對較差,如果土方施工中基坑圍護(hù)措施不到位或挖土方法不當(dāng),經(jīng)常會(huì)發(fā)生樁體偏位、樁身斷裂等事故,從而大大削弱了樁的承載力。因此發(fā)生此種情況后如何對樁加固補(bǔ)強(qiáng)就成為設(shè)計(jì)施工中急待解決的一個(gè)問題。
1工程概況
某冶金工程燒結(jié)主廠房及環(huán)冷機(jī)基礎(chǔ)中深基礎(chǔ)部分,采用鋼板樁支護(hù)方式施工,支護(hù)樁周邊采用大開挖方式,支護(hù)基坑后,施工鋼板樁期間,發(fā)現(xiàn)部分工程樁發(fā)生傾斜,基坑周邊的工程樁傾斜較為嚴(yán)重,最大傾斜量達(dá)到600mm,基坑中部工程樁沒有傾斜。
2原因分析
2.1樁體的質(zhì)量
由于PHC樁的壁較薄,抵御水平荷載的能力較差,在較大的側(cè)向主動(dòng)土壓力和擠土效應(yīng)產(chǎn)生的側(cè)向推力的作用下,樁極易產(chǎn)生側(cè)向位移,當(dāng)側(cè)向位移量超過一定數(shù)量時(shí),PHC樁樁身將出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。
2.2地質(zhì)情況復(fù)雜
施工表面土層為雜填土,土體松散、欠固結(jié),下部為淤泥質(zhì)土,土體流動(dòng)性大、含水量高,又加上環(huán)冷機(jī)位置處于原有的溝道處,外圍有臨時(shí)道路、堆樁以及打樁施工,同時(shí)在鋼板樁施工振動(dòng)作用下,對基坑邊坡土有一定程度的擾動(dòng),淤泥層靈敏度高,受擾動(dòng)后強(qiáng)度明顯下降,穩(wěn)定性降低,出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象和土體位移現(xiàn)象,從而移引起PHC管樁的偏位。
2.3沒有及時(shí)卸荷
在大開挖進(jìn)行基坑支護(hù)時(shí),沒有進(jìn)行卸荷,旁邊堆放著建筑材料等重載設(shè)備。
2.4不同土層的影響
傾斜工程樁的斷裂初步估計(jì)在樁頂下8~9m左右,因?yàn)榛酉掠倌鄬优c粉質(zhì)粘土層的交界處,是基坑土體側(cè)向力作用下樁身產(chǎn)生最大彎矩的相對位置。
2.5樁頂標(biāo)高高于設(shè)計(jì)標(biāo)高
該工程樁施工時(shí),樁原設(shè)計(jì)標(biāo)高-6.5m,而實(shí)際樁頂標(biāo)高為-1.5m,樁頭露出開挖面1~2m左右,當(dāng)沒有及時(shí)截樁。相當(dāng)于地面上的樁為一懸臂構(gòu)件,當(dāng)?shù)孛嬉韵率艿讲痪c擠壓時(shí),樁易發(fā)生斷裂和偏移。
3處理措施
3.1基樁檢測
由基樁檢測單位進(jìn)行基樁低應(yīng)變動(dòng)測檢測,準(zhǔn)確斷定傾斜樁的類別(Ⅰ類:樁身未發(fā)現(xiàn)可見缺陷;Ⅱ類:樁身有輕微缺陷;Ⅲ類:樁身有明顯缺陷;Ⅳ類:樁身存在嚴(yán)重缺陷)和斷裂位置,當(dāng)傾斜基樁低應(yīng)變動(dòng)測判定為Ⅰ、Ⅱ類樁時(shí),其樁身結(jié)構(gòu)基本不受影響,不會(huì)影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮,可滿足設(shè)計(jì)要求。對偏位的樁,確定被擠偏樁的損傷程度和完整性。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)偏移量在50cm以下的樁均沒有斷裂,大部分樁身完整,無明顯缺陷,樁頂施加一定的水平推力即能使樁復(fù)位經(jīng)計(jì)算樁的允許水平推力值Rh,故采用小于Rh的水平推力對PHC管樁的樁身是安全的。施工時(shí)先清除樁前側(cè)的土,最大限度地減少所需的水平推力,再采用小于Rh水平推力使偏位的樁復(fù)位。
3.2補(bǔ)樁措施
對于Ⅲ類和Ⅳ類樁不能滿足結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮進(jìn)行補(bǔ)樁,處理按每個(gè)承臺進(jìn)行,對每個(gè)承臺內(nèi)的各個(gè)基樁實(shí)際承載力進(jìn)行評定后,得出每個(gè)基樁的豎向承載力特征值,求和得出承臺群樁的豎向承載力特征值。復(fù)核相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用于承臺頂面的豎向力與樁基承臺和承臺上土自重標(biāo)準(zhǔn)值之和與承臺群樁的豎向承載力特征值的差值,按照此差值進(jìn)行補(bǔ)樁設(shè)計(jì)。如果樁距太密,補(bǔ)管樁容易導(dǎo)致已施工樁產(chǎn)生位移,可以采取非擠土樁(如鉆孔灌注樁),滿足基礎(chǔ)承載力要求。
3.3加固處理措施
根據(jù)低應(yīng)變檢測報(bào)告,判斷出對斷裂樁的位置,根據(jù)斷裂位置進(jìn)行加固處理。措施是先用推頂法將斷樁盡量歸位,然后采用泥漿泵和高壓水將樁內(nèi)的泥土清理干凈,再在樁孔內(nèi)放置鋼筋籠,然后澆灌C35混凝土,鋼筋籠主筋為6㈣萀螺紋鋼,箍筋為8@150的螺旋箍筋,鋼筋籠底部焊接3mm厚的圓薄鋼板為托板,鋼筋籠長度由樁頂至樁身斷裂處向下3m,籠固定采用ㄣ2鋼筋與主筋搭接焊,與管樁壁彎溝掛接。
3.4接樁處理措施
接樁處理是采用基坑支護(hù)的方式,在斷樁外圍進(jìn)行支護(hù),支護(hù)好后,將斷樁挖出,在裂縫處將樁截?cái)?,采用鋼筋混凝土接至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置回填完畢后,再施工基礎(chǔ)承臺。
3.5基礎(chǔ)底標(biāo)高降低措施
對于斷樁長度相對于基礎(chǔ)底標(biāo)高處尺寸比較小的,可以將基礎(chǔ)底標(biāo)高降低,將部分獨(dú)立基礎(chǔ)承臺底標(biāo)高降低至斷樁裂縫處,基礎(chǔ)柱加長,具體做法是采用基坑支護(hù)的方式,在基礎(chǔ)外圍進(jìn)行支護(hù),支護(hù)好后,將斷樁挖出,在裂縫處將樁截?cái)啵_始施工基礎(chǔ)承臺,這樣可以減少改造施工樁本身帶來的麻煩。
3處理效果
(1)根據(jù)低應(yīng)變結(jié)果,在糾偏過程中未造成新的斷樁,糾偏后樁身完整性有不同程度的提高,承載力滿足結(jié)構(gòu)受力要求。
(2)該項(xiàng)目投產(chǎn)2年未出現(xiàn)不均勻沉降。4結(jié)語
(1)在軟土地基等地質(zhì)條件下,設(shè)計(jì)和施工要精心準(zhǔn)備,做好基坑支護(hù)。
(2)管樁偏移可采用樁頂推頂法,使其樁頂盡量歸位,滿足設(shè)計(jì)要求。樁發(fā)生斷裂的情況下采取在樁斷裂處增加鋼筋籠措施或把斷樁截?cái)嘤娩摻罨炷两又猎O(shè)計(jì)標(biāo)高。
(3)經(jīng)檢測樁為Ⅲ類或Ⅳ類樁時(shí),管樁施工條件不許可時(shí),可以采取非擠土樁進(jìn)行補(bǔ)樁。
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