曹妃甸软土地基偏桩现象分析与处理措施

摘要： 曹妃甸图书行政楼预制管桩基础发生偏桩事故，经分析偏桩产生的主要原因是基坑周围动荷载过大，引起桩身整体偏移。对此采用针对性处理措施，使之纠偏。实践证明，处理措施是正确的。

关键词： 偏桩；动荷载；纠偏

中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）06-0080-01

1 工程概况

《唐山工业职业技术学院曹妃甸新校园工程桩基础工程施工》该项目总建筑面积约50万平方米，位于曹妃甸国际生态城的西北部，其西侧紧邻青龙河和滦曹公路，北侧紧邻人工河，东侧为溯河，南侧为生态城行政中心、生活区和新型服务产业区。本工程是该项目的一标段图书行政楼桩基础工程。基础为直径400mm的PHC锤击管桩，单桩承载力1600KN。根据人防基坑支护设计要求，承台边至人防外墙边最近距离为1m。

桩基开挖过程中，发现靠近基坑南侧的30根桩存在整体桩身倾斜（向基坑内）现象。

2 偏桩原因分析

2.1 地质情况复杂 建筑场地原为养虾池塘，新近填土2.5m左右，桩机进场前填土已经完成，地质报告显示上部15m内地层极为软弱。由于上层土方开挖后，桩身上端大部分处在流塑状的淤泥中，这是产生工程桩倾斜的客观原因。

2.2 道路边坡不稳 基坑开挖深度2.9米和建筑物南侧施工道路形成总高度3.47米。构成一个边坡，造成该段坡底淤泥承载力不足，并在道路运输车动荷载作用下向基坑内侧挤动，边坡在一定深度内有滑动面存在，使坡脚淤泥包括南侧部分施工道路由坡脚向基坑内水平位移，推动桩基向坑内倾斜，可见行政楼南侧施工道路边坡不稳是造成工程桩倾斜偏桩的主要原因。

2.3施工原因 打桩时，由于桩对土体的挤密作用，先打入的桩受水平推挤而造成偏桩和变位。打桩时桩帽与桩身中心线不在同一铅垂线上，致使成桩后偏桩或变位。

经研究分析一致认为坑内土体开挖不规范导致桩基整体偏位。施工单位组织人员进行纠偏和处理。取得了很好的效果，使之工程顺利结束。

3 处理措施

3.1 边坡卸载 建筑物基坑南侧边坡进一步挖土卸载，坡放缓至1:2.为保留施工道路，边坡最陡不得超过1:1.5；小于1:1.5处施工道路应卸载并将道路部分外移。

3.2 控制土方开挖工程 大面积土方开挖前，应先在局部区域进行试验性监控开挖，以取得桩基位移资料。编制详细的土方开挖顺序方案，用来指导大面积开挖。因本工程开挖体量较大，本工程所挖掘出的土不得堆放在基坑边坡上，应及时运出场外。开挖次序严格遵循“分层开挖”及 “大基坑，小开挖”的原则进行分区开挖，挖至坑底标高后，应及时浇筑垫层。浇筑完毕后方可进行相邻区块的开挖。开挖时严禁压桩边开挖。开挖宜在桩基全部完成并至少隔15d进行，以利于压桩中形成的土体内聚应力的消除。由于本工程边坡变形处在临界状态，发现工程桩倾斜和位移后，业主和施工方及时采取在此处道路及边坡进行开挖的卸载措施。此后通过多次应变观察，桩身倾斜未进一步发展，且倾斜率有少量恢复。

3.3 控制沉桩过程 当桩被吊入夹桩钳口后，由指挥员指挥吊机司机将桩徐徐下降至桩尖离地面10cm左右为止，然后夹紧桩身，微调压桩机使桩尖对准桩位、并将桩压入土中0.5-1.0m，暂停下压，从两个正交侧面校正桩身垂直度，待其偏差小于0.5%时方可正式压桩。打直桩时，要求桩身自始自终保持垂直，并使桩锤、桩帽和桩身中心线保持在同一铅垂线上，这不仅可以保证成桩的垂直度，也可以防止预制管桩桩顶受偏心锤击而破碎。打群桩时，为了保证质量和进度，防止周围建筑物被破坏，应根据桩基平面布置桩的尺寸、密集程度、深度等实际情况来正确选择打桩顺序。应先大后小，先深后浅，先长后短施打。

3.4 偏位检查和监测

3.4.1 抽空桩内的泥土和积水，在管桩内进行倾斜率测量和倾斜方向确定。

3.4.2 根据小应变的结果再次扩大桩身倾斜率的检查范围。

3.4.3 在桩头上做标记点，对桩身位移变化进行检测，请检测单位每天做2次观测，以便对纠偏的成效进行评估和指导。

3.5 纠偏施工

3.5.1 对边坡卸载后不能恢复的倾斜桩采取在倾斜桩的反向的桩身周边，堆放挖出的泥土，使流塑性土体因高差产生的土压力对桩身产生反向推力达到纠偏目的。

3.5.2 对桩身倾斜恢复较慢的问题桩，尤其偏位较大的倾斜桩还需要进行辅助措施，顶推或牵引等手段。如果运用辅助手段还不能达到理想效果的，则停止纠偏；需要修改设计，在问题桩旁边补打桩或加大承台等措施。

3.5.3对倾斜桩保持每天2次的复位观测，评价效果。根据报告反映，该法处理效果良好，桩身垂直度得到了较好的恢复。

4 结束语

实践证明，经处理后的地基基础是安全可靠的。所以在PHC管桩施工时应注意以下几点：

4.1 合理确定桩基施工与土体开挖的时间间隔。

4.2 土体开挖后应及时进行垫层和底板的施工，减少基坑暴露时间。

4.3 土体开挖结合当地土质的实际情况采用分层、分块开挖，禁止超挖。挖土时逐层均匀进行，桩周土体高差不宜超过1m或按1:1.5做边坡处理。严禁在基坑周边堆土或重物。

4.4 运输土车行驶路线应设置于距离基坑边缘50米以外的地方。避免运土车行驶时产生的动荷载对基坑产生侧向土压力。

4.5 为了减少挖土机械，运输车辆对基底土产生扰动。为此，挖土前应将挖土机和运输车辆的行进路面采用建筑垃圾填实；有条件时，要尽可能采用小型的挖土机械和运输车辆。

4.6 运用顶推法时，一般适用于桩身偏位小于50cm的桩。

4.7 施工前应做好可能出现问题的应急预案，施工中加强动态观测。

参考文献：

[1]桩基础设计指南，北京：中国建筑工业出版社，1999.

[2]PHC管桩倾斜断裂原因和预防措施[J].山西建筑出版社，2005.

[3]建筑地基基础设计规范[S].GB50007-2002.

[4]预应力混凝土管桩设计施工及应用实例，中国建筑工业出版社.