1、工程概况

 

　　 某工程建筑面积：29290.43m2地下一层，地上19层，总高99.95m。本工程属框剪结构，建筑等级：一类建筑，抗震设防烈度：七度，防火等级、建筑防水等级均为一级。

 

　　2、桩基设计

 

　　 （1）本工程基础形式采用独立承台加整板基础。管桩采用高强预制管桩型号PHC-C550（120）AB-C80-1313，PHC管桩数为290根。桩顶相对标高-6.4米，桩尖相对标高-33.4米。桩长27米。单桩竖向抗压承载力特征值设计为2400KN。桩基的施工已完成。

 

　　 （2）基坑四周。采用700@500深层搅拌水泥桩作为维护桩挡土墙及防水帷幕作用。有效长度15米，宽4.2米。深层搅拌桩上端设高250mm厚C20钢筋混凝土压顶，14@200双层双向。下设排水沟。

 

　　3、基桩偏斜原因

 

　　 设计要求承台开挖深度为6.5m，基坑开挖后形成的临空面较高，一方面由于上部土层均为淤泥，淤泥深度16米，含水率高，又加上场地连续下雨，土体强度及稳定性明显降低，围护桩上部土体发生滑坡现象，地面有明显开裂。致使基坑内部工程桩产生偏位倾斜与断裂；另一方面，由于桩基施工引起地基土一定程度的扰动，基坑底面淤泥层灵敏度高，受扰动后强度明显下降；更为主要的是基桩施工时所产生的挤土效应，使得桩侧土的侧向推力明显增大。再一方面，由于PHC桩的壁较薄，抵御水平荷载的能力较差，在较大的侧向主动土压力和挤土效应产生的侧向推力的作用下，桩极易产生侧向位移，当侧向位移量超过一定数量时，PHC桩桩身将出现断裂现象。

 

　　 基桩低应变动测测出部分基桩出现断裂，证实了以上偏斜断裂原因的推断是正确的。偏斜基桩的断裂均在桩顶下6-11m左右，为基坑下淤泥层与粘土层的交界处或接桩部位，这正是基坑土体侧向力作用下桩身产生最大弯矩的相对位置。

 

　　4、桩身断裂情况的评价

 

　　 采用基桩低应变动测能较为准确地判断断裂的基桩的桩身完整性。但由于低应变动测只能进行定性判断，当桩身出现裂缝判为Ⅲ或Ⅳ类桩时，无法对桩身裂缝的宽度进行定量分析，因而无法进一步对桩身结构影响程度进行分析。本工程采用基桩孔内摄像技术对桩身裂缝情况进行识别，为桩身结构影响分析提供实测数据。

 

　　 基桩孔内摄像技术方法是：在预制有桩身竖向孔的预制桩或钻有竖向孔的灌注桩上采用防水摄像头及其配套设备按一定的速度对整根桩或桩身的局部进行拍摄，并记录拍摄过程。通过现场观察及后期逐帧观察，可识别桩身的缺陷位置、形式及大小，据此分析桩身的完整性并能准确定位缺陷位置。

 

　　 基桩孔内摄像技术检测桩身完整分类方法为：

 

　　 Ⅰ类：桩身未发现可见缺陷；

 

　　 Ⅱ类：桩身有轻微缺陷；（缺陷宽度较小或宽度中等但仅局部扫描截面存在）

 

　　 Ⅲ类：桩身有明显缺陷；（缺陷宽度中的，全扫描截面存在）

 

　　 Ⅳ类：桩身存在严重缺陷。（缺陷宽度较大，甚至出现错位）

 

　　 以上基桩低应变动力检测数据及有关测试结果表明，桩身有明显缺陷、影响原设计桩身结构强度的Ⅲ类桩的总数为20根，占总桩数的6.9%；桩身有严重缺陷的Ⅳ类桩的总数为31根，占总桩数的10.7%。

 

　　5、偏斜桩处理方案

 

　　 根据现场实测基桩偏斜量，经专家组和设计院共同研究得出：

 

　　 （1）对基坑和边坡上四周开裂处用水泥砂浆和沥青密封，防止地表水流入基坑内。基坑内设置排水沟和集水井等排水措施，使雨水流入基坑内的排水系统内，及时进行排放，避免雨水渗入土坡上的裂缝内，增加土体的主动压力，产生进一步滑移。

 

　　 （2）灌芯：由于检测到的桩身裂缝位在上部第一节桩桩长范围内，故对裂缝处用高强无收缩灌浆料进行上下500m的填充补强。

 

　　 （3）工程补桩采用直径为700mm钻孔灌注桩，根据承台桩基承载力差值进行补桩承载力设计，共补钻孔灌注桩52根，桩端持力层进入粉质粘土层。单承载力特征值等于2000KN，桩身混凝土强度等级C40水下混凝土，充盈系数不小于1.1，保护层厚度50mm。施工前做一根试验桩，用作静载检测。

 

　　 （4）灌注桩具体工艺流程：钢筋笼制作钻孔机就位钻孔造泥浆继续钻孔排渣清孔吊放钢筋笼射水清底插入混凝土导管浇注混凝土拔出导管校正桩顶钢筋。

 

　　6、结语

 

　　 （1）场地工程地质情况、基桩施工及基坑开挖措施是本工程造成部分基桩偏斜的主要原因。在受桩基施工扰动的淤泥土层进行基坑开挖施工时，应采取必要的措施，方能保证基坑内基桩的安全。

 

　　 （2）采用基桩低应变动测和基桩孔内摄像技术联合试验，可识别桩身的裂缝位置、形式及大小，能准确判别受偏斜基桩的桩身完整性类别，确定偏斜基桩的可用程度，为设计人员进行事故处理提供有效的实测数据。

 

　　 （3）实践证明，加深管内灌芯是补强PHC管桩的经济有效的方法。

 

　　 （4）由于土体滑动等引起的偏斜基桩，在长期竖向荷载作用下，应考虑桩身弯曲及其周围土体蠕变的不利影响。