靜壓管樁發(fā)生傾斜之后，輕者會(huì)造成管樁樁身出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)斷樁或者工程樁報(bào)廢等質(zhì)量事故。施工現(xiàn)場(chǎng)在處理靜壓樁傾斜的問(wèn)題時(shí)，常常會(huì)考慮采取什么方式來(lái)對(duì)受到損害的缺陷樁進(jìn)行加固和補(bǔ)強(qiáng)，這一直是一個(gè)值得研究和探討的課題。
一、樁芯補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)原理及特點(diǎn)
預(yù)應(yīng)力管樁是采和離心工藝生產(chǎn)出的，其樁內(nèi)芯是空心的，從受力角度看，其截面形狀的設(shè)計(jì)原理類(lèi)似于鋼筋混凝土屋架、魚(yú)腹式吊車(chē)梁和鋼筋混凝土工字形柱，節(jié)省材料，物盡其用。
預(yù)應(yīng)力管樁是樁芯補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)正是利用預(yù)應(yīng)力管樁的原有內(nèi)徑空間，一旦管樁發(fā)生了損傷等質(zhì)量問(wèn)題，就可以利用管樁截面中的原有空心部分對(duì)樁身的缺陷實(shí)施加固。進(jìn)行加固的基本方法是在管樁的空心芯內(nèi)增加鋼筋籠，并澆筑混凝土成為一個(gè)樁芯樁，樁芯樁與原管樁形成一個(gè)整體，彌補(bǔ)了原管樁管壁上的缺陷，從而達(dá)到對(duì)原來(lái)有缺陷的預(yù)應(yīng)力管樁樁體進(jìn)行加固和補(bǔ)強(qiáng)的目的。
采用樁芯補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)來(lái)加固預(yù)應(yīng)力管樁的最大特點(diǎn)是不需增加樁位，加固施工不需要采用特殊的施工機(jī)械，施工速度快，與其他加固方法相比，其加固施工難度不大，節(jié)省材料、節(jié)省工期，并有很好的經(jīng)濟(jì)效果。
二、預(yù)應(yīng)力管樁樁芯補(bǔ)強(qiáng)施工的具體流程
(一)確定補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)樁身的長(zhǎng)度
根據(jù)樁身質(zhì)量檢測(cè)確定樁體裂縫的深度，需要加固補(bǔ)強(qiáng)的樁身長(zhǎng)度根屈打成招每根樁的裂縫位置深淺來(lái)確定。實(shí)際需要補(bǔ)強(qiáng)的芯樁長(zhǎng)度確定原則是按檢測(cè)所確定的樁身裂縫位置向下增加2m的長(zhǎng)度。
如果原預(yù)應(yīng)力管樁是開(kāi)口型樁尖，在樁下壓施工過(guò)程中，會(huì)有一部分土體和雜物進(jìn)行樁管，因此，對(duì)管樁內(nèi)腔的土體和雜物進(jìn)行清理的深度即為需要補(bǔ)強(qiáng)的樁芯的長(zhǎng)度。
(二)補(bǔ)強(qiáng)樁體的封底處理——安放止?jié){袋
將需要補(bǔ)強(qiáng)的樁芯清理完畢后，為防止高壓注漿的水泥漿從底部泄漏，需要對(duì)樁底進(jìn)行封底處理。封底的措施是在樁底安放一個(gè)止?jié){袋，止?jié){袋用特制的帆布做成，安放時(shí)在止?jié){袋下掛一個(gè)沙袋，當(dāng)止?jié){袋放置到樁底就對(duì)止?jié){袋進(jìn)行灌漿，使其膨脹，從面達(dá)到封底的目的。止?jié){袋安放的位置為測(cè)定的樁身裂縫位置向下2m處。
(三)配置鋼筋籠
補(bǔ)加固的樁體內(nèi)配置的鋼筋籠其鋼筋的截面面積需要經(jīng)計(jì)算來(lái)確定。鋼筋籠長(zhǎng)度為樁芯清孔深度加上樁頂錨入承臺(tái)的長(zhǎng)度，每根樁的鋼筋籠的長(zhǎng)度不一樣，具體長(zhǎng)度需要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)每根成孔完成的樁孔進(jìn)行實(shí)際長(zhǎng)度的測(cè)量。鋼筋考慮接頭錯(cuò)開(kāi)，搭接焊縫長(zhǎng)度不小于10d。
(四)投石注漿或澆筑混凝土
管樁內(nèi)既可以采用投石注漿方法進(jìn)行加固，也可以采用澆筑混凝土方式。由于管樁的內(nèi)芯直徑一般不大，管樁內(nèi)還要放置鋼筋籠，采用澆筑混凝土方法施工中容易出現(xiàn)堵老家等不利情況，因此，從確保樁芯混凝土的密度角度而言，還是采用投石注漿的方法容易保證樁芯混凝土的質(zhì)量。注漿的施工方法如下：
1注漿管。(1)注漿管有兩種材料，一種是塑料管，注漿管直徑在20～25mm，出漿口用黑膠布或聚氯乙烯臨時(shí)封口；另外一種是鋼管注漿管。鋼管注漿管其外壁要求光滑，能夠滿(mǎn)足較為容易地從混凝土中拔出的要求。鋼管注漿管的接頭采用內(nèi)縮節(jié)。(2)注漿管的安放。注漿管可臨時(shí)固定在鋼筋籠緩緩地放人樁孔內(nèi)。需要注意的是注漿管不能固定得太牢，應(yīng)當(dāng)能在注漿完成后方便拔出。
2向管樁內(nèi)腔投料。(1)當(dāng)鋼筋籠和注漿管下到樁底位后，就可以向投入樁孔內(nèi)進(jìn)行投料。投料是砂石的混合物，投料過(guò)程中宜采用漏斗向管樁內(nèi)投入，這樣可以讓石子通過(guò)漏斗緩緩進(jìn)入樁孔內(nèi)，并輕搖鋼筋籠促使石子下沉和密實(shí)，直到灌至距離孔口1m左右停止。(2)對(duì)投入的碎石及砂子要求為：石子粒徑要求在20～40mm~圍內(nèi)，含泥量應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范要求，砂子為中砂。
3封孔。(1)投料完成后，為保證注漿的壓力，在注漿之前需要對(duì)樁口進(jìn)行封口處理；(2)封口所用的材料為C45微膨脹混凝土，要保證封口混凝土在72h能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70％，混凝土內(nèi)需要加入適量的早強(qiáng)劑。封口混凝土要覆蓋和加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。
4注漿。(1)當(dāng)樁頂封口混凝土教研室到70％的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，就可以進(jìn)行注漿；(2)注漿需要保持一定壓力，加壓時(shí)壓力值不小于1.2MPa，并保持10min，不得間歇。向上提注漿管時(shí)，當(dāng)注漿液從管口冒出或注漿量超過(guò)規(guī)定值時(shí)，應(yīng)停止注漿，立即拔出注漿管，每拔1m必須補(bǔ)漿一次，直至注漿管拔出為止；(3)注漿用的水泥漿，其水泥用量不得小于350kg／m2，注漿材料配合比，水泥為不低于32.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥，砂石的比例為1：1，水泥漿的水灰比為0.4～0.5；(4)管樁芯內(nèi)經(jīng)壓漿形成的混凝土強(qiáng)實(shí)度的控制。
三、工程實(shí)例
(一)工程概況
某六層住宅工程，一層地下室，基礎(chǔ)采用241根預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，摩擦樁的樁長(zhǎng)度31m，管樁外徑為600mm，內(nèi)徑為340mm。樁長(zhǎng)中有80％長(zhǎng)度處于粉質(zhì)黏土和層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土之中。樁基施工完成后不足二周便開(kāi)始進(jìn)行地下室基坑開(kāi)挖工作，基坑開(kāi)挖深度4m，一次性開(kāi)挖到標(biāo)高，一天后就出現(xiàn)了靜壓管樁大面積傾斜情況。
(二)樁基檢測(cè)結(jié)果
對(duì)已發(fā)生傾斜的管樁進(jìn)行傾斜角度測(cè)量和小應(yīng)變檢測(cè)，測(cè)量和檢測(cè)結(jié)果如下：
1有42根樁傾斜角度在2°～4°之間，小應(yīng)變判斷樁身基本完好，并被判定為Ⅱ類(lèi)樁；
2有55根樁傾斜角度在2°～6°之間，小應(yīng)變判斷樁身在樁頂下6～10m處出現(xiàn)裂縫，并被判定為Ⅲ類(lèi)樁。
3有4根樁傾斜角度在7°～9°之間，小應(yīng)變判斷樁身要樁頂下5～9m處出現(xiàn)裂縫，并被判定為Ⅲ類(lèi)樁。
(三)樁的處理方案確定
1對(duì)樁傾斜角度在2°～4°，小應(yīng)變檢測(cè)樁身基本完好，經(jīng)設(shè)計(jì)部門(mén)復(fù)算，樁可不作處理。
2對(duì)樁斜角度在2°～6°，小應(yīng)變檢測(cè)樁身出現(xiàn)裂縫的Ⅲ燈樁，采用樁芯補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)對(duì)管樁進(jìn)行加固處理，加固處理完畢后經(jīng)靜荷載檢測(cè)或小應(yīng)變檢測(cè)合格后便可正常使用。
3根據(jù)單樁動(dòng)測(cè)資料與靜載試驗(yàn)資料對(duì)經(jīng)結(jié)果，樁的傾斜角度為7°或大于7°；根據(jù)動(dòng)靜對(duì)比結(jié)果試表明：其單樁承載力與原設(shè)計(jì)相比要降低27％～30％，不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。因此，對(duì)樁傾斜角度大于或等于7°的樁需要重新補(bǔ)樁。原設(shè)計(jì)的樁位不能被采用，補(bǔ)樁要另外設(shè)計(jì)樁位，并需要增加樁數(shù)。
(四)樁芯補(bǔ)強(qiáng)的實(shí)施
1確定樁芯的長(zhǎng)度。由于樁尖是開(kāi)口型，在樁身下壓過(guò)程中，樁體內(nèi)腔中進(jìn)入了許多土，而管樁內(nèi)腔空間相對(duì)狹小，對(duì)管樁內(nèi)腔內(nèi)土的清理和疏通需要采用百米鉆機(jī)才能滿(mǎn)足要求。清理和疏通的深度是根據(jù)樁基檢測(cè)小應(yīng)變判斷結(jié)果來(lái)確定。檢測(cè)結(jié)果表明：缺陷樁的裂縫位置在樁頂下6～10m處，故樁芯成孔的深度按裂縫位置向下增加2m，即8～12m來(lái)計(jì)算。
2安放止?jié){袋。帆布止?jié){袋安放在孔底，即小應(yīng)變測(cè)定的樁身裂位置向下2m處。
3安放鋼筋籠。設(shè)計(jì)鋼籠采用6Φ25，箍筋Φ@150，鋼筋籠直徑330mm，長(zhǎng)度為樁芯底至樁頂加錨入承臺(tái)的長(zhǎng)度。
4安放注漿管。采用直徑為200mm的塑料管注漿管，出漿口用黑膠布臨時(shí)封口。注漿管臨時(shí)固定在鋼筋籠上，承著鋼筋籠緩緩地放入樁孔內(nèi)。
5投料。投料為中砂和石子的混合物，采用漏斗向管樁內(nèi)投料，保證石子通過(guò)漏斗緩緩進(jìn)人樁內(nèi)。投料過(guò)程中不斷輕搖鋼筋籠促使石子下沉和密實(shí)，直至灌至距離孔口1m左右停止。石子粒徑為20～40mm；砂子為中砂。
6封孔。投料完成后，對(duì)樁口進(jìn)行封口處理。封口方法采用C45微膨脹混凝土，混凝土內(nèi)加入早強(qiáng)劑。混凝土封口完畢在72h后才允許注漿。
7注漿。注漿保持一定壓力，加壓時(shí)壓力值不小于1.2MPa，并保持10min，不得間歇。向上提注漿管時(shí)當(dāng)注漿液從管口冒出或注漿量超過(guò)規(guī)定值時(shí)，應(yīng)停止注漿，立即拔出注漿管，每拔1m必須補(bǔ)漿一次，直至注漿管拔出為止。
注漿水泥漿，水泥用量大于350kg/m3；注漿材料配合比，水泥不低于32.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥，砂石的比例為1：1，水泥漿的水灰比為0.4～0.5。
管樁芯內(nèi)經(jīng)壓漿形成混凝土強(qiáng)度要大于C20。
(五)對(duì)樁芯補(bǔ)強(qiáng)管樁的檢沒(méi)
采用樁芯補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)對(duì)有缺陷的預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)行加固后，為檢驗(yàn)加固效果，加固后分別選擇了傾斜角度為4°、5°和6°的三種傾斜類(lèi)型的樁進(jìn)行靜荷載檢測(cè)，并對(duì)所有樁芯加固的樁進(jìn)行小應(yīng)變檢測(cè)。
靜荷載檢測(cè)結(jié)果表明：所隨機(jī)抽選的3根試驗(yàn)樁單樁豎向承載力均達(dá)到了原設(shè)計(jì)要求。
小應(yīng)變的檢測(cè)結(jié)果表明：有91％樁被判定為I類(lèi)樁；9％的樁被判為Ⅱ類(lèi)樁。
靜荷載檢測(cè)和小應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果均說(shuō)明管樁經(jīng)樁芯補(bǔ)強(qiáng)后能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并可以正常使用。
四、結(jié)語(yǔ)
是否采用樁芯補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)，要充分調(diào)查了解樁的傾斜情況，在技術(shù)上進(jìn)行分析，以達(dá)到應(yīng)有的補(bǔ)強(qiáng)加固效果。
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