淺談靜壓管樁傾斜后的補強

陳江濱

摘要：靜壓管樁傾斜后，靜壓管樁發生傾斜之后，輕者會造成管樁樁身出現裂縫，嚴重者會出現斷樁或者工程樁報廢等質量事故，出現此種情況后，往往需采取加固補強措施。文章介紹了補強技術——樁芯加固技術，并結合工程實例進行了說明。

關鍵詞：靜壓管樁；樁芯加固；樁芯補強技術

中圖分類號：TU473文獻標識碼：A文章編號：1009-2374(2009)13-0136—02

靜壓管樁發生傾斜之后，輕者會造成管樁樁身出現裂縫，嚴重者會出現斷樁或者工程樁報廢等質量事故。施工現場在處理靜壓樁傾斜的問題時，常常會考慮采取什么方式來對受到損害的缺陷樁進行加固和補強，這一直是一個值得研究和探討的課題。

一、樁芯補強技術原理及特點

預應力管樁是采和離心工藝生產出的，其樁內芯是空心的，從受力角度看，其截面形狀的設計原理類似于鋼筋混凝土屋架、魚腹式吊車梁和鋼筋混凝土工字形柱，節省材料，物盡其用。

預應力管樁是樁芯補強技術正是利用預應力管樁的原有內徑空間，一旦管樁發生了損傷等質量問題，就可以利用管樁截面中的原有空心部分對樁身的缺陷實施加固。進行加固的基本方法是在管樁的空心芯內增加鋼筋籠，并澆筑混凝土成為一個樁芯樁，樁芯樁與原管樁形成一個整體，彌補了原管樁管壁上的缺陷，從而達到對原來有缺陷的預應力管樁樁體進行加固和補強的目的。

采用樁芯補強技術來加固預應力管樁的最大特點是不需增加樁位，加固施工不需要采用特殊的施工機械，施工速度快，與其他加固方法相比，其加固施工難度不大，節省材料、節省工期，并有很好的經濟效果。

二、預應力管樁樁芯補強施工的具體流程

(一)確定補補強樁身的長度

根據樁身質量檢測確定樁體裂縫的深度，需要加固補強的樁身長度根屈打成招每根樁的裂縫位置深淺來確定。實際需要補強的芯樁長度確定原則是按檢測所確定的樁身裂縫位置向下增加2m的長度。

如果原預應力管樁是開口型樁尖，在樁下壓施工過程中，會有一部分土體和雜物進行樁管，因此，對管樁內腔的土體和雜物進行清理的深度即為需要補強的樁芯的長度。

(二)補強樁體的封底處理——安放止漿袋

將需要補強的樁芯清理完畢后，為防止高壓注漿的水泥漿從底部泄漏，需要對樁底進行封底處理。封底的措施是在樁底安放一個止漿袋，止漿袋用特制的帆布做成，安放時在止漿袋下掛一個沙袋，當止漿袋放置到樁底就對止漿袋進行灌漿，使其膨脹，從面達到封底的目的。止漿袋安放的位置為測定的樁身裂縫位置向下2m處。

(三)配置鋼筋籠

補加固的樁體內配置的鋼筋籠其鋼筋的截面面積需要經計算來確定。鋼筋籠長度為樁芯清孔深度加上樁頂錨入承臺的長度，每根樁的鋼筋籠的長度不一樣，具體長度需要在現場對每根成孔完成的樁孔進行實際長度的測量。鋼筋考慮接頭錯開，搭接焊縫長度不小于10d。

(四)投石注漿或澆筑混凝土

管樁內既可以采用投石注漿方法進行加固，也可以采用澆筑混凝土方式。由于管樁的內芯直徑一般不大，管樁內還要放置鋼筋籠，采用澆筑混凝土方法施工中容易出現堵老家等不利情況，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縮節。(2)注漿管的安放。注漿管可臨時固定在鋼筋籠緩緩地放人樁孔內。需要注意的是注漿管不能固定得太牢，應當能在注漿完成后方便拔出。

2向管樁內腔投料。(1)當鋼筋籠和注漿管下到樁底位后，就可以向投入樁孔內進行投料。投料是砂石的混合物，投料過程中宜采用漏斗向管樁內投入，這樣可以讓石子通過漏斗緩緩進入樁孔內，并輕搖鋼筋籠促使石子下沉和密實，直到灌至距離孔口1m左右停止。(2)對投入的碎石及砂子要求為：石子粒徑要求在20～40mm~圍內，含泥量應滿足規范要求，砂子為中砂。

3封孔。(1)投料完成后，為保證注漿的壓力，在注漿之前需要對樁口進行封口處理；(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能達到設計強度的70％，混凝土內需要加入適量的早強劑。封口混凝土要覆蓋和加強養護。

4注漿。(1)當樁頂封口混凝土教研室到70％的設計強度后，就可以進行注漿；(2)注漿需要保持一定壓力，加壓時壓力值不小于1.2MPa,并保持10min，不得間歇。向上提注漿管時，當注漿液從管口冒出或注漿量超過規定值時，應停止注漿，立即拔出注漿管，每拔1m必須補漿一次，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)管樁芯內經壓漿形成的混凝土強實度的控制。

三、工程實例

(一)工程概況

某六層住宅工程，一層地下室，基礎采用241根預應力混凝土管樁，摩擦樁的樁長度31m，管樁外徑為600mm，內徑為340mm。樁長中有80％長度處于粉質黏土和層淤泥質粉質黏土之中。樁基施工完成后不足二周便開始進行地下室基坑開挖工作，基坑開挖深度4m，一次性開挖到標高，一天后就出現了靜壓管樁大面積傾斜情況。

(二)樁基檢測結果

對已發生傾斜的管樁進行傾斜角度測量和小應變檢測，測量和檢測結果如下：

1有42根樁傾斜角度在2°～4°之間，小應變判斷樁身基本完好，并被判定為Ⅱ類樁；

2有55根樁傾斜角度在2°～6°之間，小應變判斷樁身在樁頂下6～10m處出現裂縫，并被判定為Ⅲ類樁。

3有4根樁傾斜角度在7°～9°之間，小應變判斷樁身要樁頂下5～9m處出現裂縫，并被判定為Ⅲ類樁。

(三)樁的處理方案確定

1對樁傾斜角度在2°～4°，小應變檢測樁身基本完好，經設計部門復算，樁可不作處理。

2對樁斜角度在2°～6°，小應變檢測樁身出現裂縫的Ⅲ燈樁，采用樁芯補強技術對管樁進行加固處理，加固處理完畢后經靜荷載檢測或小應變檢測合格后便可正常使用。

3根據單樁動測資料與靜載試驗資料對經結果，樁的傾斜角度為7°或大于7°；根據動靜對比結果試表明：其單樁承載力與原設計相比要降低27％～30％，不能滿足設計要求。因此，對樁傾斜角度大于或等于7°的樁需要重新補樁。原設計的樁位不能被采用，補樁要另外設計樁位，并需要增加樁數。

(四)樁芯補強的實施

1確定樁芯的長度。由于樁尖是開口型，在樁身下壓過程中，樁體內腔中進入了許多土，而管樁內腔空間相對狹小，對管樁內腔內土的清理和疏通需要采用百米鉆機才能滿足要求。清理和疏通的深度是根據樁基檢測小應變判斷結果來確定。檢測結果表明：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來計算。

2安放止漿袋。帆布止漿袋安放在孔底，即小應變測定的樁身裂位置向下2m處。

3安放鋼筋籠。設計鋼籠采用6Φ25，箍筋Φ@150，鋼筋籠直徑330mm，長度為樁芯底至樁頂加錨入承臺的長度。

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封口。注漿管臨時固定在鋼筋籠上，承著鋼筋籠緩緩地放入樁孔內。

5投料。投料為中砂和石子的混合物，采用漏斗向管樁內投料，保證石子通過漏斗緩緩進人樁內。投料過程中不斷輕搖鋼筋籠促使石子下沉和密實，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，對樁口進行封口處理。封口方法采用C45微膨脹混凝土，混凝土內加入早強劑。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，加壓時壓力值不小于1.2MPa，并保持10min，不得間歇。向上提注漿管時當注漿液從管口冒出或注漿量超過規定值時，應停止注漿，立即拔出注漿管，每拔1m必須補漿一次，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。

管樁芯內經壓漿形成混凝土強度要大于C20。

(五)對樁芯補強管樁的檢沒

采用樁芯補強技術對有缺陷的預應力管樁進行加固后，為檢驗加固效果，加固后分別選擇了傾斜角度為4°、5°和6°的三種傾斜類型的樁進行靜荷載檢測，并對所有樁芯加固的樁進行小應變檢測。

靜荷載檢測結果表明：所隨機抽選的3根試驗樁單樁豎向承載力均達到了原設計要求。

小應變的檢測結果表明：有91％樁被判定為I類樁；9％的樁被判為Ⅱ類樁。

靜荷載檢測和小應變檢測結果均說明管樁經樁芯補強后能夠達到設計要求，并可以正常使用。

四、結語

是否采用樁芯補強加固技術，要充分調查了解樁的傾斜情況，在技術上進行分析，以達到應有的補強加固效果。