錨桿靜壓鋼管樁在復(fù)雜工況下的應(yīng)用

帥飛躍

上海工谷土木工程技術(shù)有限公司 上海 200437

連云港港廟嶺三期突堤閘口檢查橋（圖1）工程投入使用不到5 a，除了網(wǎng)架基礎(chǔ)PHC管樁未發(fā)現(xiàn)沉降外，其余地磅、安全島等復(fù)合地基區(qū)域均出現(xiàn)了不同程度的沉降，最大沉降量超過50 cm。

本閘口檢查橋共14個通道，其中10個通道內(nèi)設(shè)地磅基礎(chǔ)及地磅，現(xiàn)由于地基基礎(chǔ)的不均勻沉降，大部分地磅已經(jīng)不能使用，安全島的不均勻沉降也導(dǎo)致檢查崗?fù)さ膬A斜，已經(jīng)對閘口檢查橋的安全、正常使用造成了影響（圖2）。

圖1 閘口檢查橋立面

圖2 現(xiàn)狀病害

1 病害成因分析

經(jīng)過查閱原設(shè)計圖紙及原地勘報告等相關(guān)資料得知：該閘口檢查橋內(nèi)的地磅、安全島等坐落在經(jīng)置換后的土層上，地基置換形式為水泥土攪拌樁，樁距1 m×1 m，樁徑500 mm，有效樁長16.4 m，在淺層基礎(chǔ)與水泥土攪拌樁之間設(shè)置山皮石墊層，分層振動碾壓，厚度約2.4 m。上部雨篷為鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為PHC預(yù)應(yīng)力管樁，平均樁長31 m。

由于閘口檢查橋鋼網(wǎng)架基礎(chǔ)為PHC管樁基礎(chǔ)，沒有發(fā)現(xiàn)有沉降現(xiàn)象；而復(fù)合地基區(qū)域都發(fā)生了不同程度的沉降，所以對復(fù)合地基區(qū)域的水泥攪拌樁是否存在施工質(zhì)量問題產(chǎn)生了質(zhì)疑。

通過補(bǔ)充勘察，最終得出以下結(jié)論：“抽樣檢測的粉噴樁，樁徑0.50 m，樁距0.40～1.40 m，樁長4.10～10.70 m?！倍O(shè)計樁長為16.40 m，明顯不能滿足原設(shè)計要求。通過比對原勘察報告，發(fā)現(xiàn)施工實際粉噴樁樁長還未穿過淤泥層，上部構(gòu)造都浮于淤泥層上方，因此出現(xiàn)了沉降現(xiàn)象。隨著閘口檢查橋的投入使用以及上部荷載的增加，淤泥層受上部荷載而產(chǎn)生固結(jié)，因此造成了不同程度的沉降。

2 病害處理方案

要從根本上解決問題，必須使上部荷載能通過有效途徑穿越淤泥層直接傳遞至底部持力土層上，因此考慮采用樁基。又因為考慮到鋼網(wǎng)架對大型壓樁機(jī)的限制，所以決定采用錨桿靜壓樁工藝。

由于原復(fù)合地基的粉噴樁設(shè)計樁距為1 m×1 m，而補(bǔ)勘實際樁距0.40～1.40 m，粉噴樁的位置存在較大的不確定性及離散性，再加上淺層基礎(chǔ)與水泥土攪拌樁之間設(shè)置了厚2.4 m的山皮石墊層，錨桿靜壓樁要想定位準(zhǔn)確并且穿越山皮石墊層幾乎不太可能。因此考慮先將上部地磅基礎(chǔ)等拆除后，開挖清除掉山皮石墊層，直至露出粉噴樁樁頭，根據(jù)粉噴樁實際平面位置進(jìn)行錨桿靜壓樁的定位，然后預(yù)留壓樁孔洞，先恢復(fù)砂石墊層，再按原設(shè)計澆筑地磅基礎(chǔ)、路面結(jié)構(gòu)等，澆筑時預(yù)留壓樁孔，設(shè)置加強(qiáng)筋，預(yù)埋錨桿，待澆筑的混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計強(qiáng)度時，再進(jìn)行錨桿靜壓樁施工。

根據(jù)設(shè)計單位出具的設(shè)計圖紙，本工程錨桿靜壓樁采用螺旋鋼管樁，樁徑273 mm，壁厚8 mm。樁間采用焊接接頭，輔以內(nèi)襯圈以保證垂直度，樁內(nèi)灌注C20混凝土，頂部放置長4 m的鋼筋籠。設(shè)計樁長39 m，每段樁長3 m，單樁承載力1 075 kN，理論壓樁力1 764 kN。

3 施工工藝流程

清除地磅等基礎(chǔ)及山皮石墊層至露出粉噴樁樁頭→確定壓樁位置并預(yù)留壓樁孔→回填砂石墊層至基礎(chǔ)底標(biāo)高→澆筑地磅基礎(chǔ)混凝土或路面結(jié)構(gòu)層（預(yù)埋錨桿、預(yù)留壓樁孔）→混凝土達(dá)到100%設(shè)計強(qiáng)度→安裝反力架→安裝定位器→吊樁入位→壓樁施工→記錄壓樁力與深度→接樁后再壓樁直至達(dá)到設(shè)計要求→拆除反力架→割樁頭→澆筑管內(nèi)填充混凝土→放樁頂鋼筋籠→封錨[1-5]

3.1 確定樁位并預(yù)留壓樁孔

按照設(shè)計平面布置圖預(yù)留壓樁孔，然后標(biāo)出樁位及錨桿孔位置，在承臺面上挖深0.5 m、直徑為30 cm的孔以利樁基定位。同時為了方便施工，對樁位進(jìn)行編號。

3.2 反力架安裝

正式壓樁前，為保證壓樁時基礎(chǔ)提供的反力大于設(shè)計壓樁力，確保結(jié)構(gòu)的安全性，需將所有的靜載全部加載完畢后才能開始靜壓樁的施工（圖3）。

經(jīng)驗算，樁架及錨桿滿足設(shè)計要求，可安裝壓樁架，壓樁架必須保證垂直，使千斤頂與樁段軸線保持在同一垂直線上，不得偏壓。墊好樁架底部，均衡擰緊螺帽，然后安裝壓梁、千斤頂及高壓管。

3.3 壓樁

為了防止淤泥進(jìn)入樁身內(nèi)，在首節(jié)樁頂部向下約10 cm處設(shè)置1道橫隔板，因壓樁力非常大，隔板需要加焊十字撐加強(qiáng)處理；在橫隔板下方約10 cm處管樁兩側(cè)各開1個孔洞作為排淤孔。

壓樁施工前，采用人工配合機(jī)械將螺旋鋼管樁吊裝就位，用撬棒矯正樁身垂直度，在樁頂墊厚1～2 cm的鋼板作為樁墊，然后讓千斤頂及壓梁壓住樁頂，安裝鋼梢，開啟油泵壓樁。壓樁過程中應(yīng)隨時擰緊反力架底部松動的螺帽（圖4）。

圖3 反力架安裝現(xiàn)場

圖4 壓樁施工

在壓樁過程中，應(yīng)隨時調(diào)整垂直度，保持樁垂直壓入土中。及時、準(zhǔn)確記錄每節(jié)樁的壓樁時間、樁長和壓樁力等原始數(shù)據(jù)，采用壓樁力控制為主，樁長控制為輔的雙控方法。樁基施工不得中途停頓，如需要中途停頓時，樁尖應(yīng)停在軟土中，且停頓時間不宜超過24 h。

3.4 接樁

施工步驟：清除焊面鐵銹→安裝內(nèi)襯圈→吊裝管樁→調(diào)整垂直度→點焊固定→調(diào)整垂直度→滿焊→清除焊渣→冷卻5 min。

焊接接樁前清除坡口焊面鐵銹，用水平尺在2個互成90°的方向上校正垂直度，確保垂直度后，用電焊將鋼制內(nèi)襯圈與鋼管柱臨時焊接。再次檢查垂直度后再進(jìn)行滿焊。

3.5 澆筑樁芯混凝土

施工步驟：拆除反力架→切割樁頭→鑿毛預(yù)留孔壁→制作安裝樁頂鋼筋籠→澆筑樁芯混凝土。

反力架拆除后，及時切割樁頭復(fù)測樁長，制作樁頂鋼筋籠，鋼筋籠安裝時高出鋼管樁10～15 cm，澆筑樁芯混凝土。

3.6 封錨

施工步驟：人工鑿除樁周混凝土，露出原基礎(chǔ)鋼筋→焊接連接原基礎(chǔ)鋼筋→焊接錨桿交叉鋼筋→清理孔壁→涂刷界面劑→澆筑混凝土封錨→混凝土養(yǎng)護(hù)。

新舊混凝土結(jié)合面必須鑿毛并清理干凈，保證結(jié)合面無浮塵、油污等并涂刷混凝土界面劑一道。封錨混凝土為微膨脹早強(qiáng)混凝土。

4 結(jié)語

通過一系列施工組織的安排和技術(shù)措施的落實，本次基礎(chǔ)加固工程中的成功實踐證明，錨桿靜壓樁技術(shù)取得了比較好的效果，在保證加固效果的同時，社會、經(jīng)濟(jì)效果突顯，其施工便捷、經(jīng)濟(jì)合理、見效快速。結(jié)合本工程的實際情況，可以預(yù)見其在有限空間內(nèi)的地基加固等方面具有較高的實用和推廣價值。