桩基加固纠偏处理案例分析

花桥国际商务城F地块酒店公寓工程管桩倾斜处理过程一、工程及工程桩质量概况：花桥国际商务城F地块酒店公寓工程，在在土方开挖后，发现位于酒店公寓主楼中西部的大部分工程桩倾斜和偏移较为严重，发现100 多根桩倾斜和偏移较为严重，桩的最大偏移量超过150厘米，远远超过规范允许范围。

小应变检测显示多数为Ⅲ类桩，均在11米-12米深之间出现缺陷或异常。

经过多次讨论，决定采取纠偏及补桩措施。

1，地质说明本场地属长江三角洲冲积平原地貌，但是场地中部原有一南北向河流，后清淤回填，存在较多暗浜，特别是第○3层淤泥质粉质粘土土性软弱，不排水抗剪强度低，灵敏度高，具有触变性和蠕变性。

苏州市为亚热带季风气候，雨量适中，轻度潮湿，历史最高水位2.49米，最低水位0.01米，常年水位0.88米。

本场地地下水主要有孔隙潜水和微承压水，孔隙潜水主要赋存于浅部粘性土中，微承压水主要赋存于第○51夹层灰色砂质粉土中。

本场地地下水对Ⅱ类场地环境类型下的混凝土无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。

2，设计情况：根据岩土工程勘察报告的建议，本工程设计均采用桩基础，通过试桩检测结果，最终设计酒店公寓主楼部位桩型为PHC - 600(130)A - C80-12，12，12，11，桩基持力层第○82-1层为灰色粉质粘土夹粉砂，其单桩竖向承载力特征值Ra = 2500KN ，桩顶标高为黄海标高– 6.950 m（电梯井部位桩顶标高为黄海标高– 9.350 m）；紧靠主楼周边的裙房部位桩型为PHC - 600(130)B - C80-12，12，11 ，其单桩竖向抗拔承载力特征值Ra = 700KN，桩顶标高为黄海标高– 6.950 m；主楼外围裙房部位桩型为PHC - 600(110)AB - C80-14，14 ，其单桩竖向承载力特征值Ra = 1000KN，单桩竖向抗拔承载力特征值Ra = 450KN，桩顶标高为黄海标高– 6.550 m。

3，管桩施工情况本工程同时采用3台锤击桩机施工，柴油锤型号分别为D63和D68，另外准备一台备用桩机以保证施工进度。

2007年8月23日开始施工机械进场，先采用石灰土换土回填进行局部软弱场地处理，8月28日，三台桩机陆续开始打桩施工，至2008年2月15日，管桩施工全部结束。

施工进度情况：经常出现管桩供应不足现象，停机待桩；经常出现桩头打碎、沉桩贯入度过大情况，进度较慢，存在挤土效应情况不大。

施工质量情况：场地地质情况较差，同时有暗浜等，经与设计商讨，采取纠偏与补桩措施，但从经济和安全综合考虑尽可能减少补桩的数量。

二、管桩纠偏加固施工方案的可行性1，管桩倾斜原因分析管桩出现的倾斜原因，由于土体滑移造成。

造成土体滑移形成原因可能有以下几方面：①该区域土性指标很差，淤泥层很厚，容易引起土体滑移。

②该区域有暗浜，坑外有废弃涵管长期渗漏，加剧了土体变形。

③护坡失效导致土体失稳。

坑外15米左右的市政管网施工采用6米深钢板桩支护，造成坑外土体被切断，客观上造成土钉根部土体失去作用。

④暗浜、废弃涵管渗漏、淤泥层很厚、沉桩扰动等因素使得土性变得更差，而围护设计未充分考虑，设计相关指标偏小：基坑围护止水搅拌桩宽度偏小；围护混凝土灌注桩深度可能不足；土钉长度偏短；在淤泥层中土钉甚至失去作用。

⑤围护设计对局部深基坑维护结构桩未适当加长；电梯井、集水井等深坑周边土体进行了加固，但底部未考虑土体加固，造成底部土体隆起，进而造成局部或者某一点围护结构超过设计极限而破坏，局部的破坏将引起整个围护结构失稳。

⑥局部淤泥质土使得这部分的降水效果达不到设计要求，土方抗滑移能力仍然很差。

其他部位采取相同的分层开挖施工、同时提前超过一个月以上采用深井进行场地降水，未出现任何质量问题，所以设计要充分考虑土质状况。

2，纠偏可行性分析纠偏能否顺利实施的关键因素为：1、管桩有较好的桩身质量和桩身强度，且管径不宜小于500mm；2、管桩的缺陷部位仅在第一节桩身范围以内，且桩身未出现明显断裂；3、管桩的焊接质量有一定保证；4、施工场地能提供纠偏的反力结构。

本工程的管桩桩身质量经现场巡察发现质量较好。

根据小应变检测结果，本工程偏斜管桩的缺陷部位一般在11.5m左右，普遍都在第一节桩接头部位，且通过摄像探头未发现明显裂缝，因此具备进行纠偏的大部分条件。

常规采用基础垫层作为反力结构，因此在纠偏前需对垫层进行修复，且混凝土强度需达到C30以上。

2纠偏加固设计方案及施工方法2.1纠偏加固设计方案预制桩的纠偏方法一般有锚杆静压桩补桩和顶推法锚杆静压桩是借助于锚杆桩来弥补桩偏位所丧失的部分承载力，在浇筑承台时预留好锚杆桩桩孔，其余按原设计进行施工。

但该法处理费用比较高，且本工程桩基持力层较深，承载力较高，因此该法不适合于本工程。

顶推法是采用千斤顶在桩顶施加水平推力，并卸除桩侧部分土压力，以此使桩基复位的一种方法。

该法较适用于软土地基，且具有施工快捷、简便以及成本较低的优势，因此顶推法更适合于本工程中桩基的纠偏。

为满足验收要求并确保承载力，对偏斜量大于规范的管桩，先进行顶推法纠偏，再进行填芯加固。

2.2顶推法可行性分析桩顶水平承载力设计值根据（JGJ94-94）规范5.4.2.5条：当缺少单桩水平静载试验资料时，可按下式估算预制桩单桩水平承载力设计值：a xh EI R 03χνα= 其中桩的水平变形系数50EImb =α，对于软粘土取m ＝4MN/m 4，b 0=0.9(1.5d+0.5)=1.26m ，EI=92.6MN.m 2，则α=0.55，取mm a 100=χ，441.2=x ν，则R h =61.8kN ，因此采用小于Ｒh 的水平推力对PHC-600管桩的桩身是安全的。

2.3纠偏加固施工方法纠偏加固的施工设备主要采用GXY-1型钻机、高压水枪、纠桩桩架、千斤顶和一些辅助设备。

施工步骤及相关说明如下：(1) 垫层修复。

因部分垫层已被破坏，千斤顶无处借力推顶，需对垫层进行修复。

(2) 桩身清孔。

采用高压水枪进行冲水取土，清孔深度宜超过第一节桩长，对于浅部混凝土碎块采用钻机清孔，但清孔不宜过大，避免钻机施工对桩身质量破坏。

(3) 纠偏定位。

首先在垫层上确定基桩纠正后的位置，并定位相应的机械。

在倾斜桩和纠正位置之间开一导向槽。

(4) 钻孔（冲水）取土。

在导向槽侧用钻机（或高压水枪）冲水取土，孔的深度根据偏位来定，宽度宜在600mm ，同时排浆清除桩身前侧土体，以有利于用较小的水平推力回复桩位。

(5) 就位千斤顶，推桩移位。

在桩的另一侧用千斤顶推桩移位，要严格控制推挤桩顶移位的速率，通过若干个行程将管桩推至复位。

(6) 混合料填筑。

在管桩纠偏过程中，在桩侧的孔穴内，逐步灌入5～25mm 碎石和细砂，振捣致密，一直持续到纠偏到位，以此来增加桩侧一定范围内的土体强度和变形模量，提高桩底土的抗偏荷载能力。

(7) 桩内填芯。

填芯前清洗桩管，然后通过吊机在管桩内下钢筋笼，主筋为6φ20，在断裂位置另加6φ20，根据实际桩身完整性、垂直度结合已有经验确定钢筋笼长度，并在钢筋笼底焊接5mm 厚薄钢板托板，桩内浇灌C40微膨胀混凝土。

(8) 施工完成后复测桩身偏位和垂直度。

无法采用千斤顶实施顶推的管桩，在步骤（3）中用钢丝绳套住桩顶，采用卷扬机借助地锚进行牵拉，施工过程中同样要控制管桩位移速率。

3，纠偏后桩基承载力预估及后续检测建议本工程桩基持力层为第○82-1层为灰色粉质粘土夹粉砂，桩基倾斜区域底板厚度为1800mm，桩端黄海标高为- 53.95m。

根据压桩记录，显示单桩承载力与原设计会出现一定差别。

根据以往经验，经纠偏加固后的管桩其承载力能达到原有承载力甚至更高，但试桩前需对垫层进行修补，确保管桩受力均衡。

如不进行纠偏就要进行大面积补桩，然而管桩间距较近，大范围补桩较难实施，因此纠偏加固，局部补桩是目前最稳妥最经济的办法。

对桩身偏移的所有主楼区域基坑表层（3米深）土体进行了压密注浆加固处理，以更好地稳定管桩上端。

三、纠偏过程2008年8月上旬纠偏施工单位进场，先随机选择6根有代表性的偏移桩（偏移量均大于60厘米）进行纠偏灌芯处理的试验，另随机选择1根偏移量小于60厘米（为57厘米）的桩直接清孔灌芯处理。

1,施工措施：2008年9月22日，纠偏处理后管桩的单桩极限承载力静载检测结果已经出来，情况很好，基本上能满足设计要求。

进行大面积纠偏处理，纠偏处理措施具体如下：1.1偏移量超过50厘米的桩进行纠偏扶正后灌芯处理（199根）。

1.2偏移不超过50厘米但超过规范要求，以及偏移未超标但小应变检测为Ⅲ类的桩，均应进行灌芯处理（81根）。

1.3灌芯处理办法：采用622（从桩顶到缺陷部位以下3米通长筋）+622（缺陷部位上下各1.5米），￠8＠200的钢筋笼；C40微膨胀混凝土浇灌密实（混凝土浇注部位同钢筋笼）。

1.4纠偏、灌芯后，进行静载检测，根据其结果等情况，进一步确定后续处理方案。

2,施工过程：2.1、纠偏施工：对偏移大于50厘米的桩先清孔，然后每根桩进行孔内成像，检查桩身缺陷情况，以便采取加强措施，然后纠偏，纠偏扶正后立即对该桩采用钢筋拉结固定，并尽快用沙石料将纠偏后形成的桩边空隙进行回填密实，再进一步清洗管桩内壁，然后下放钢筋笼、灌注混凝土并振捣密实。

对偏移大于30厘米但小于50厘米的桩，先清孔保证桩内壁清洁，然后每根桩进行孔内成像察看缺陷，下放钢筋笼、灌注混凝土并振捣密实。

2009年1月3日，除了主楼北侧部分裙房管桩以及主楼○7轴线西侧电梯井坑范围10根桩由于担心进一步影响基坑安全的考虑不再纠偏外，其他所有偏移桩均纠偏灌芯处理结束。

根据随机抽取其中三根进行静载检测结果显示：处理后的单桩极限承载力均达到设计极限承载力5000KN。

2.2补灌注桩施工：2008年12月10日，纠偏处理接近尾声，由于主楼北侧部分裙房管桩以及主楼○7轴线西侧电梯井坑范围10根桩没有进行纠偏处理，设计同意进行补灌注桩，并发出补桩施工图，按照不少于一根补一根的原则，其中裙房部位补桩37根，主楼部位补桩10根。

补灌注桩施工单位于2009年1月3日进场，严格按照设计施工图纸进行补桩施工，2009年2月13日补桩施工结束。

2009年3月9日、10日、4月1日，分三次对补灌注桩桩进行100%小应变检测，4月13日取得检测报告，结果所有补桩均为Ⅰ、Ⅱ类桩。

2.3基坑压密注浆施工设计方考虑大面积纠偏处理可能对基坑土体产生较大扰动，从而对工程桩上部稳定性可能有不利影响，因此要求对基坑土体适当加固处理。

在主楼基坑内承台范围内，采取水灰比0.5的水泥浆进行压密注浆处理，注浆深度三米，间距1.5米，每米注浆量0.2立方米。

经过设计方确认同意后，于2009年2月13日进场实施注浆施工，到3月16日完成。