缺陷管桩的桩基处理技术

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某大厦工程是一项地下两层，地上双塔32层高层建筑工程。原施工单位已施工完成基坑支护、土方开挖和管桩桩基工程，现场开挖基坑底深度平均10 m;地层分布为人工填土层、冲洪积层、坡积层、残积层和基岩。现基坑底标高为-8。4 m~-12。06 m，属于粉土和粉质黏土层。共施工758条，均先钻直径450 mm深18 m的孔引孔，再压入C80直径500 mm预应力管桩，设计要求施工压力为17MPa。存在的问题:①有71条桩桩身出现较大的纵向裂缝，裂缝最长的达4。5 m，最宽处有65 mm;②部分桩施工压力未达到设计要求;③有部分桩的桩底高于引孔底标高，出现悬桩现象，最大悬空值为2。3 m;④部分桩有微细水平裂缝。
桩基处理方案：

调整后的建筑方案采用通过结构转换层尽量利用原设计方案的地下室位置和核心筒位置，以减少桩基处理和补桩的数量。有关单位的专家对前静压管桩质量情况进行了分析，认为主要由3个原因造成:①该区土质较好，压桩时桩周的摩擦力较大，因此根据现场观察桩身破坏的情况判断，在压桩过程中有可能是夹具部位受力过大而造成桩身局部破坏;②在采用引孔压桩法施工过程中，由于桩位偏移使土层对桩的侧向约束力不够而造成桩身局部破坏;③管桩局部砼标号不足。根据场地的工程地质勘察报告并考虑工地的现状，提出了两个初步方案。

1　局部位置补桩基础方案

根据调整后的建筑方案，对需使用的现有桩基作加强处理，在此基础上采用静载试桩的方法来检查桩的承载力作为设计依据，具体做法:①桩端有封钢板的桩，要在桩边引压力注浆孔至桩尖以下0。2 m处注入水泥浆加固桩端土体，填充因桩体上浮而引起的桩尖底部空隙;②未受损桩(即桩身无裂缝的管桩)，先吹洗干净桩孔中的积土，然后封填C40砼，同时预留直径50 mm注浆孔至孔底，待砼有一定强度之后再高压注入水泥浆加固桩端土体;③已受损的桩(包括悬桩)，清孔后于桩芯置入强度等级为Q345的直径180 mm厚6 mm无缝钢管，内填C50细石砼并预留注浆孔，采用高压注浆的办法加固桩端土体及封填钢管与桩壁间的空隙。经处理后，桩的承载力标准值预计可达2 000 kN。

2　复合地基上的独立基础或片筏基础方案

根据调整后的建筑方案，把高层建筑范围内的桩基与地基土视为复合地基，再根据上部结构的柱网及荷载情况相应选择独立基础或片筏基础。具体做法:①对受损的桩作注浆处理，其它未受损的桩不作处理，然后在建筑物基底范围内填4∶6石粉碎石，加8%的325#水泥，厚1 m，并用单击夯击能≥4 000 kN·m-1振动分层压实[2];②处理后选择有代表性的若干点做大型压板试验。

上述两个方案经设计复算是可行的，但从经济技术指标看，第一方案明显优于第二方案。综合各方意见，建议采用第一方案在局部位置进行补桩处理。

桩基处理方案的实施：

完成新的建筑方案设计后，设计人员确定了哪些桩要处理，哪些桩不考虑其承载作用而不需处理。针对管桩桩基缺陷类型的不同，确定实施处理方案如下。

(1)有缺陷类型的桩进行清孔、洗孔，进一步全面判断桩缺陷的情况。①清孔:将桩孔内的土清除干净，同时探明桩端是否放置了钢板桩尖。②洗孔:钻孔至预定深度后，提升钻杆至地面，插入直径48mm钢管做溢出口，下端焊接成“U”形管，其一端与直径48 mm钢管相连，另一端与风管相连，开动空压机送入0。1~0。4 MPa压缩空气，形成负气压，清空桩中泥土，直至孔中流出清水，才进入下一道工序。

(2)桩尖无钢板的未受损桩(包括悬桩)的处理工序:清孔—孔况检查验收—安装压浆管—灌注桩身砼—待砼达到一定强度后进行压浆—待浆液达到一定强度后进行二次压浆。清孔后在桩孔内预插一根直径25 mm压浆管至孔底，然后封填C40细石砼，用振动棒或竹杆捣实。压浆管底端用防水胶套封口，注浆压力为5~8 MPa，水泥浆采用普通425#硅酸盐水泥，水灰比0。4。待砼达到一定强度后进行压力注浆。

 (3)桩尖有钢板的未受损桩的处理工序:清孔—孔况检查验收—灌注桩身砼—钻孔机定位—引孔成孔—引孔孔况检查验收—安装压浆管—压浆—待浆液达到一定强度后进行二次压浆。对于桩头有封钢板的桩，清孔后，桩孔内灌注C40砼，并先将桩外边引二个压力灌浆孔至桩尖以下设计要求的深度。引孔采用XY_100型钻机，成孔直径75 mm，预埋一压浆管，待预埋管侧水泥浆浆液达一定强度后，压入水泥浆加固桩端土体或填充因桩体上浮而引起的桩身空隙，注浆压力5~8 MPa，浆液采用水灰比0。4水泥净浆，普通硅酸盐425#水泥。

 (4)桩尖无钢板的破损桩(包括悬桩)的处理工序:清孔—孔况检查验收—预制钢管砼柱安装—钢管外周边注浆管安装—注浆—桩底压浆—待浆液达到一定强度后进行二次压浆。具体的施工方法:①通过清孔，准确地测定实际桩长(钢管上口应比桩口高5 cm，以防水溢入管内)，钢管不够长时，其接长部分应置于桩下部;②压浆管底部外露长度应根据桩底土质情况决定，如软土时取软土深，悬桩时取桩身实测值，全长均匀布孔。为保证不因加工或吊立时受损，压浆管在钢管底部处采用外接头连接;③钢管柱安装前应清孔至桩底，清孔后停留时间不可过久，以免泥土上涌。安装时，中心点控制采用下部以预先环焊好的4根?6~8的短钢筋限

位自控。钢管就位后应采取措施防止泥砂落入桩壁与钢管间隙;④钢管就位后，桩壁与钢管间可以立即注浆，水泥浆水灰比按0。4调制。注浆胶管应直插桩底，待注浆到一定高度，再随注浆上升速度缓缓拔管，直至桩顶溢出同色、同稠度、无泥质水泥浆后，再全部拔出;⑤砼浇注，砼为C50，塌落度10~12 cm，每次浇注高度为1。2 m，当插入式振动棒够长时，用振动棒振捣，够不着的底部可用插杆振捣;⑥待管桩内水泥浆养护3 d左右即可进行桩底压力注浆。

(5)桩尖有钢板的受损桩的处理工序:清孔—

孔况检查验收—预制钢管砼桩芯安装—钢管外周边注浆管安装—注浆—钻孔机定位引孔—引孔成孔—引孔孔况检查验收—安装压浆管—压浆—待浆液达到一定强度后进行二次压浆。

对于桩端有钢板封口的桩，要在桩边用钻孔钻机引压力灌浆孔至桩端以下0。2 m注入水泥浆加固桩端土体，填充因桩体上浮而引起的空隙。

施工监控中应注意的事项

(1)桩底土注浆时，水泥浆经常压入邻近已清孔而尚未灌注砼的桩芯内。应注意做到成片清孔，成片注浆，特别是一些重要受力桩更应注意。若有部分桩芯已注入了水泥浆，对未受损桩(好桩)则用高压水冲洗，清除上部的浮浆后，对已结硬的水泥浆可不用清理，即可灌注砼;对受损桩，则必须用钻机清除水泥浆后再行施工。

(2)在首批桩成孔注浆的过程中，由于注浆压力较大，致使浆液扩散范围过大而造成注浆时间过长，水泥用量过多及影响其它未注浆桩的注浆效果，也影响相邻桩的清洗，为此经过现场试验，对注浆提出改进方法:①水灰比:第一槽水泥浆(3包水泥)水灰比为0。55，之后水灰比为0。45;②水泥浆压注压力及控制:正常情况下，压浆压力经由上升、下降再随压浆量增加而逐渐上升，当持续上升到8MPa时，稳定5 min，如压力值无明显下降，该桩的压浆即可结束。如开始压浆后，压力经由上升、下降而稳定在较低压力值时，可压浆6包后，暂停40min至1。5 h，恢复压注6包水泥，若压力达到5MPa，则符合要求。若恢复压浆6包后，压力小于5MPa，则应继续压注3包。若压力达到4 MPa，即可结束注浆。若恢复压浆9包后，压力小于4 MPa，则应再压注3包，压力达到3 MPa，即可停止。若恢复压浆12包，压力达不到3 MPa，则应再加压3包后结束注浆;③清孔时，若某些桩孔有软土层或悬桩H值较大时，其水泥用量应适当增加。