静压PHC管桩桩基偏位原因分析及处理

刘志荣厦门百城交通工程咨询有限公司（361021）



静压PHC管桩桩基偏位原因分析及处理

刘志荣
厦门百城交通工程咨询有限公司（361021）

摘要：近年来，静压PHC管桩在基于软土地基基础的多层、高层建筑工程中得到了非常广泛的应用。但受到土方开挖、沉桩施工、地质条件等相关因素的影响，在静压PHC管桩施工期间非常容易出现桩基偏位的问题，影响工程基坑施工质量。结合某工程实例，对静压PHC管桩桩基偏位的主要原因进行分析，探讨桩基偏位下的设计、施工处理措施，望能够最大限度地解决桩基偏位问题，避免对基坑施工质量产生不良影响。

关键词：静压PHC管桩；桩基偏位；处理措施

静压PHC管桩即高强预应力混凝土管桩，与其他桩型相比，静压PHC管桩主要具有混凝土强度高、成型质量好、耐冲击性能好、成本低廉、单桩桩基承载力高以及施工方便快捷等多个方面的优势，且由于其属于静压管桩，因此在静压施工中不会对周边环境乃至地基基础产生较大扰动，故目前被广泛应用于多层、高层建筑工程地基基础施工作业中。但也有相关工程实践中表明：当施工现场土质较差，特别是属于软土地基基础的情况下，由于静压PHC管桩属于空心桩，在开挖过程中其抗剪切、抗裂性能比较差，若施工中稍有不慎就可能导致桩基偏位问题的产生，影响其承载力水平。故在应用静压PHC管桩对施工现场进行地基处理的过程中，如何深入分析桩基偏位的原因，及时采取有效措施对桩基基础进行加固补强，已成为地基基础施工中亟待解决的问题之一。

1　工程概况

本工程基坑占地面积为20 100 m2，总建筑面积为90 508 m2，建筑结构为剪力墙结构体系，基础设计等级为乙类，桩基基础选用静压PHC管桩，桩基桩径为500.0 mm，施工现场静压PHC管桩设计开挖深度为4.15 m，最深开挖深度为6.38 m。桩基基础选用静压施工方法，要求桩端能够深入持力层1.5 m以上，单桩竖向极限承载力应达到2 800 kN。本工程基坑开挖现场所采取支护方案为深层搅拌桩支护，桩底标高为-9.93 m，桩基宽度为2.1 m，桩基长度为4.1 m。工程施工现场中，2#建筑基坑现行开挖，占地面积为1 200.0 m2，建筑基础为筏板基础，开挖阶段放坡形式为1∶2.5。

2　桩基偏位原因分析

工程中基坑开挖深度范围内土质属于淤泥质黏土，地下水渗透系数低，预测降水效果不好，故在施工中未采取降水措施。在2#建筑基坑开挖后现场出现基坑底部土体上涌现象，开挖成型后基坑北侧出现土体滑移现象，伴随出现桩基偏位问题。结合本工程基坑开挖施工现场，总结认为静压PHC管桩桩基偏位的主要原因包括以下几个方面：

1）土质问题

本工程基坑开挖深度范围内静压PHC管桩周边90％以上属于淤泥质粉质黏土，此类土体饱和不透水，抗剪强度偏低，土层具有高压缩以及高灵敏度的特点，在静力压桩过程中产生应力水平集中储存在土体内。

2）时间问题

在本工程静压PHC管桩施工期间对原有土体产生强烈扰动，基坑土方实际开挖中出现了淤泥涌动的问题，加之土体内应力水平能量尚未被释放，但此时施工现场基坑开挖同时仍然同步进行打抗拔桩操作。

3）施工问题

本工程静压PHC管桩施工期间多数桩未能够完全达到设计标高水平，在打桩以及挖土环境中受到设备影响，基坑土体会对静压PHC管桩产生较大的水平侧压力。

4）设计问题

本工程前期针对基坑支护体系的设计不够科学合理，搅拌桩深度不够，且未及时针对深部基坑进行加固。在设计缺陷影响下导致搅拌桩施工质量不够理想。

3　桩基偏位处理措施分析

根据以上对本工程中静压PHC管桩桩基偏位问题的分析，认为在施工现场对静压PHC管桩桩基偏位问题进行有效处理，应当综合采取设计、施工两个层面的措施，以最大限度地降低桩基偏位后续不良影响，避免对结构施工产生过多扰动。具体处理措施如下：

1）设计处理措施

在静压PHC管桩桩基偏位问题的处理中，在设计方面可采取的措施有以下几个方面：①针对出现桩基偏位问题的静压PHC管桩，若桩基偏位达到1.8 m以上则直接作为废桩进行处理；针对桩基偏位程度在0.8～1.8 m内的静压PHC管桩，可通过补强方式进行处理，原偏位桩承载力仅作为安全储备。补强设计中共设置60根静压PHC管桩，锚杆桩选用长度为37.0 m的无缝钢管，要求单桩竖向极限承载力水平达到2 800 kN。地基基础处理现场预留60个锚杆静压桩压桩孔，周边用钢筋进行加强处理。在上部结构施工至第6层楼面时立即施工锚杆静压钢管桩，施工范围为50％，剩余50％锚杆静压钢管桩在上部结构施工至第12层楼面时集中完成；②针对静压PHC管桩桩基偏位影响范围内的非废桩，可采取的处理方法是插入截面积为18.0 mm的钢筋笼，并根据施工现场低应变监测数据，要求将钢筋笼插入断裂部以下2.0 m区域，并选用厚度为6.0 mm钢板进行封底处理，压密注浆灌入混凝土（混凝土原料选用C35等级微膨胀混凝土），要求经处理后静压PHC管桩可达到乙类桩基基础的质量要求。

2）施工处理措施

在静压PHC管桩具体施工过程中，针对桩基偏位问题应采取的处理措施有以下几个方面：①将基坑开挖施工现场所有尚未截断桩基基础均截断至设计标高，然后管桩口用模板进行完全密封，以免施工现场开挖环节所产生石块或其他杂物落入管桩内；②基坑开挖面边坡坡底应设置排水沟，静压PHC管桩施工过程中所产生积水应当及时用水泵进行抽吸处理；③基坑边严禁重型机械设备停留或经过，以免对土体产生扰动影响；④在上部结构施工过程中应当加强对静压PHC管桩的沉降观测工作，争取做到每压一根静压PHC管桩，每完成一层上部结构施工即进行一次沉降观测，并根据沉降观测数据及时确定压桩时间、封桩时间以及具体压桩数量，最大限度减少施工对静压PHC管桩所产生的影响。

4　结语

工程中通过对静压PHC管桩桩基偏位问题产生原因的分析，从设计、施工等多个方面探讨了有效应对桩基偏位问题的措施。经处理后取得了良好效果：基坑施工现场20根静压PHC管桩中抽取6根桩基进行声波透射检测，检测结果显示桩身结构完整且合格，单桩极限承载力水平为2 800 kN，达到预期标准，沉降观测数据显示基坑上部结构封顶后沉降量极限值为21.5 mm，可满足设计要求。根据本工程经验，认为把握静压PHC管桩桩基偏位的主要原因，制定设计、施工方面的针对性处理措施，方可最大限度地规避静压PHC管桩桩基偏位问题的产生，确保静压PHC管桩基础质量的稳定与可靠。

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