浅谈静压管桩倾斜后的补强

陈江滨

摘要：静压管桩倾斜后，静压管桩发生倾斜之后，轻者会造成管桩桩身出现裂缝，严重者会出现断桩或者工程桩报废等质量事故，出现此种情况后，往往需采取加固补强措施。文章介绍了补强技术——桩芯加固技术，并结合工程实例进行了说明。

关键词：静压管桩；桩芯加固；桩芯补强技术

中图分类号：TU473文献标识码：A文章编号：1009-2374(2009)13-0136—02

静压管桩发生倾斜之后，轻者会造成管桩桩身出现裂缝，严重者会出现断桩或者工程桩报废等质量事故。施工现场在处理静压桩倾斜的问题时，常常会考虑采取什么方式来对受到损害的缺陷桩进行加固和补强，这一直是一个值得研究和探讨的课题。

一、桩芯补强技术原理及特点

预应力管桩是采和离心工艺生产出的，其桩内芯是空心的，从受力角度看，其截面形状的设计原理类似于钢筋混凝土屋架、鱼腹式吊车梁和钢筋混凝土工字形柱，节省材料，物尽其用。

预应力管桩是桩芯补强技术正是利用预应力管桩的原有内径空间，一旦管桩发生了损伤等质量问题，就可以利用管桩截面中的原有空心部分对桩身的缺陷实施加固。进行加固的基本方法是在管桩的空心芯内增加钢筋笼，并浇筑混凝土成为一个桩芯桩，桩芯桩与原管桩形成一个整体，弥补了原管桩管壁上的缺陷，从而达到对原来有缺陷的预应力管桩桩体进行加固和补强的目的。

采用桩芯补强技术来加固预应力管桩的最大特点是不需增加桩位，加固施工不需要采用特殊的施工机械，施工速度快，与其他加固方法相比，其加固施工难度不大，节省材料、节省工期，并有很好的经济效果。

二、预应力管桩桩芯补强施工的具体流程

(一)确定补补强桩身的长度

根据桩身质量检测确定桩体裂缝的深度，需要加固补强的桩身长度根屈打成招每根桩的裂缝位置深浅来确定。实际需要补强的芯桩长度确定原则是按检测所确定的桩身裂缝位置向下增加2m的长度。

如果原预应力管桩是开口型桩尖，在桩下压施工过程中，会有一部分土体和杂物进行桩管，因此，对管桩内腔的土体和杂物进行清理的深度即为需要补强的桩芯的长度。

(二)补强桩体的封底处理——安放止浆袋

将需要补强的桩芯清理完毕后，为防止高压注浆的水泥浆从底部泄漏，需要对桩底进行封底处理。封底的措施是在桩底安放一个止浆袋，止浆袋用特制的帆布做成，安放时在止浆袋下挂一个沙袋，当止浆袋放置到桩底就对止浆袋进行灌浆，使其膨胀，从面达到封底的目的。止浆袋安放的位置为测定的桩身裂缝位置向下2m处。

(三)配置钢筋笼

补加固的桩体内配置的钢筋笼其钢筋的截面面积需要经计算来确定。钢筋笼长度为桩芯清孔深度加上桩顶锚入承台的长度，每根桩的钢筋笼的长度不一样，具体长度需要在现场对每根成孔完成的桩孔进行实际长度的测量。钢筋考虑接头错开，搭接焊缝长度不小于10d。

(四)投石注浆或浇筑混凝土

管桩内既可以采用投石注浆方法进行加固，也可以采用浇筑混凝土方式。由于管桩的内芯直径一般不大，管桩内还要放置钢筋笼，采用浇筑混凝土方法施工中容易出现堵老家等不利情况，因此，从确保桩芯混凝土的密度角度而言，还是采用投石注浆的方法容易保证桩芯混凝土的质量。注浆的施工方法如下：

1注浆管。(1)注浆管有两种材料，一种是塑料管，注浆管直径在20～25mm，出浆口用黑胶布或聚氯乙烯临时封口；另外一种是钢管注浆管。钢管注浆管其外壁要求光滑，能够满足较为容易地从混凝土中拔出的要求。钢管注浆管的接头采用内缩节。(2)注浆管的安放。注浆管可临时固定在钢筋笼缓缓地放人桩孔内。需要注意的是注浆管不能固定得太牢，应当能在注浆完成后方便拔出。

2向管桩内腔投料。(1)当钢筋笼和注浆管下到桩底位后，就可以向投入桩孔内进行投料。投料是砂石的混合物，投料过程中宜采用漏斗向管桩内投入，这样可以让石子通过漏斗缓缓进入桩孔内，并轻摇钢筋笼促使石子下沉和密实，直到灌至距离孔口1m左右停止。(2)对投入的碎石及砂子要求为：石子粒径要求在20～40mm~围内，含泥量应满足规范要求，砂子为中砂。

3封孔。(1)投料完成后，为保证注浆的压力，在注浆之前需要对桩口进行封口处理；(2)封口所用的材料为C45微膨胀混凝土，要保证封口混凝土在72h能达到设计强度的70％，混凝土内需要加入适量的早强剂。封口混凝土要覆盖和加强养护。

4注浆。(1)当桩顶封口混凝土教研室到70％的设计强度后，就可以进行注浆；(2)注浆需要保持一定压力，加压时压力值不小于1.2MPa,并保持10min，不得间歇。向上提注浆管时，当注浆液从管口冒出或注浆量超过规定值时，应停止注浆，立即拔出注浆管，每拔1m必须补浆一次，直至注浆管拔出为止；(3)注浆用的水泥浆，其水泥用量不得小于350kg／m²，注浆材料配合比，水泥为不低于32.5级的普通硅酸盐水泥，砂石的比例为1：1，水泥浆的水灰比为0.4～0.5；(4)管桩芯内经压浆形成的混凝土强实度的控制。

三、工程实例

(一)工程概况

某六层住宅工程，一层地下室，基础采用241根预应力混凝土管桩，摩擦桩的桩长度31m，管桩外径为600mm，内径为340mm。桩长中有80％长度处于粉质黏土和层淤泥质粉质黏土之中。桩基施工完成后不足二周便开始进行地下室基坑开挖工作，基坑开挖深度4m，一次性开挖到标高，一天后就出现了静压管桩大面积倾斜情况。

(二)桩基检测结果

对已发生倾斜的管桩进行倾斜角度测量和小应变检测，测量和检测结果如下：

1有42根桩倾斜角度在2°～4°之间，小应变判断桩身基本完好，并被判定为Ⅱ类桩；

2有55根桩倾斜角度在2°～6°之间，小应变判断桩身在桩顶下6～10m处出现裂缝，并被判定为Ⅲ类桩。

3有4根桩倾斜角度在7°～9°之间，小应变判断桩身要桩顶下5～9m处出现裂缝，并被判定为Ⅲ类桩。

(三)桩的处理方案确定

1对桩倾斜角度在2°～4°，小应变检测桩身基本完好，经设计部门复算，桩可不作处理。

2对桩斜角度在2°～6°，小应变检测桩身出现裂缝的Ⅲ灯桩，采用桩芯补强技术对管桩进行加固处理，加固处理完毕后经静荷载检测或小应变检测合格后便可正常使用。

3根据单桩动测资料与静载试验资料对经结果，桩的倾斜角度为7°或大于7°；根据动静对比结果试表明：其单桩承载力与原设计相比要降低27％～30％，不能满足设计要求。因此，对桩倾斜角度大于或等于7°的桩需要重新补桩。原设计的桩位不能被采用，补桩要另外设计桩位，并需要增加桩数。

(四)桩芯补强的实施

1确定桩芯的长度。由于桩尖是开口型，在桩身下压过程中，桩体内腔中进入了许多土，而管桩内腔空间相对狭小，对管桩内腔内土的清理和疏通需要采用百米钻机才能满足要求。清理和疏通的深度是根据桩基检测小应变判断结果来确定。检测结果表明：缺陷桩的裂缝位置在桩顶下6～10m处，故桩芯成孔的深度按裂缝位置向下增加2m，即8～12m来计算。

2安放止浆袋。帆布止浆袋安放在孔底，即小应变测定的桩身裂位置向下2m处。

3安放钢筋笼。设计钢笼采用6Φ25，箍筋Φ@150，钢筋笼直径330mm，长度为桩芯底至桩顶加锚入承台的长度。

4安放注浆管。采用直径为200mm的塑料管注浆管，出浆口用黑胶布临时封口。注浆管临时固定在钢筋笼上，承着钢筋笼缓缓地放入桩孔内。

5投料。投料为中砂和石子的混合物，采用漏斗向管桩内投料，保证石子通过漏斗缓缓进人桩内。投料过程中不断轻摇钢筋笼促使石子下沉和密实，直至灌至距离孔口1m左右停止。石子粒径为20～40mm；砂子为中砂。

6封孔。投料完成后，对桩口进行封口处理。封口方法采用C45微膨胀混凝土，混凝土内加入早强剂。混凝土封口完毕在72h后才允许注浆。

7注浆。注浆保持一定压力，加压时压力值不小于1.2MPa，并保持10min，不得间歇。向上提注浆管时当注浆液从管口冒出或注浆量超过规定值时，应停止注浆，立即拔出注浆管，每拔1m必须补浆一次，直至注浆管拔出为止。

注浆水泥浆，水泥用量大于350kg/m3；注浆材料配合比，水泥不低于32.5级的普通硅酸盐水泥，砂石的比例为1：1，水泥浆的水灰比为0.4～0.5。

管桩芯内经压浆形成混凝土强度要大于C20。

(五)对桩芯补强管桩的检没

采用桩芯补强技术对有缺陷的预应力管桩进行加固后，为检验加固效果，加固后分别选择了倾斜角度为4°、5°和6°的三种倾斜类型的桩进行静荷载检测，并对所有桩芯加固的桩进行小应变检测。

静荷载检测结果表明：所随机抽选的3根试验桩单桩竖向承载力均达到了原设计要求。

小应变的检测结果表明：有91％桩被判定为I类桩；9％的桩被判为Ⅱ类桩。

静荷载检测和小应变检测结果均说明管桩经桩芯补强后能够达到设计要求，并可以正常使用。

四、结语

是否采用桩芯补强加固技术，要充分调查了解桩的倾斜情况，在技术上进行分析，以达到应有的补强加固效果。