软土地区预应力管桩倾斜纠偏加固处理实例

◎余振兴
（作者单位：上海建工五建集团有限公司）
一、工程概况
本工程位于上海市浦东新区临港新城主城区WNW-C3-4-1-1和SW-C3-1-1-1地块，以申港大道为中轴线南北两侧对称布置，为两幢对称办公用楼，总投资1.4亿元，单幢总建筑面积为17128.29平方米，地下一层，地上五层（局部六层），其中地下建筑面积4445.46平方米，地上建筑面积12682.83平方米。

结构形式为框架结构，建筑高度23.75m （局部塔楼31.80m ）。

基础形式为“桩基础+承台+基础梁”形式。

管桩采用PHC 400AB 95管桩，桩长28~36m。

基坑开挖过程中发现北区地块桩身发生较大侧向位移，周边土体的偏移造成基坑周边土体出现裂缝，管桩桩身出现较大的倾斜和移位，经过现场对355根预应力管桩桩位实测发现偏差≥50cm 的管桩有20根，偏差在40～50cm 的有27根，偏差30～40cm 有55根，偏差25～30cm 有78根，偏差<25cm 有32根，其中预应力管桩桩身最大的水平位移达102.5cm。

二、桩位倾斜偏移原因
1.不良地质因素。

拟建场地位于上海市浦东新区临港地区，地貌为潮坪相地貌类型。

根据地勘资料显示，该区域原为随塘河分布，场地整平回填土方后形成局部暗浜，现已被推填平整的原随塘河宽度约54.0m，局部底部揭露有第②3层浜填土，土层以黏性土为主，混以植物根茎等有机质、碎砖、砼块等建筑垃圾。

填土成分复杂、土质软弱，对沉桩施工和基坑围护施工造成很多不利因素。

2.挖土施工不当。

基坑开挖采用PC240LC-8中型反铲挖掘机进行分层开挖作业，可由于赶工等原因开挖作业时实际控制挖深过深，分层台阶的长度也严重不足，反铲挖掘机自重和运行时产生的震动加上土的侧应力加大了对工程桩产生影响。

3.基坑坡顶违规堆载。

开挖初期受场地限制，总包单位将基坑边临时设置成材料堆场和土方临时转运堆场，直接导致基坑边允许荷载严重超过设计载荷，加剧了基坑围护桩的倾斜和滑移。

4.支撑结构存在缺陷。

坡顶的违规堆载导致支撑结构受力陡增，可经过调查发现斜抛撑的节点较为单薄，活络头型钢部位加劲肋板相比却较少，直接导致各节点的破坏和支撑结构失稳，加重了围护结构的整体变形。

三、倾斜桩纠偏及加固处理方案
1.水平纠偏法。

在桩基偏移的反向打设应力释放孔（或掏土），使桩身受力倾斜一侧留出部分空间用以消除或减少土的侧压力，再延偏移的方向施加反向水平推力，直至将管桩扶正，清洗桩芯后在桩芯内下钢筋笼，浇筑掺有微膨胀剂的C40砼补强。

2.桩基纠偏次序。

考虑到施工安全和基坑内其他未开挖的预应力管桩桩身的
稳定，管桩纠偏顺序按照距离基坑开挖部位距离由远及近依次纠偏操作。

3.实施方案。

(1)方案实施依据。

根据《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008计算出不会对桩身造成破坏的安全范围内的水平推力值（保证单桩水平承载力安全值）。

以水平纠偏法为主，削土卸载为辅、加荷堆载作为补充方法的处理方法，以期达到最终纠偏效果。

(2)纠偏灌芯。

对于偏位小于60cm，倾斜率小于2%的管桩，使用灌芯法，即保证灌芯深度应到达小应变测试的Ⅱ到Ⅳ类桩桩身缺陷处再下延2m，使用0.3cm 钢板封住底部后下6Φ22mm 钢筋笼，再向桩芯灌入掺有微膨胀剂的C40砼。

(3)补桩。

对于偏位大于60cm，倾斜率大于2%的管桩考虑到施工工艺复杂性、工期、成本等因素综合考虑决定直接进行补桩处理，具体情况根据现场试桩后由设计出具设计变更，按图补桩。

四、桩基纠偏主要施工工序
1.打孔掏方测算。

北区管桩有效长度36m，桩位偏移量假设均匀地发生在偏移桩段。

掏土方量以管桩偏移体积计算并且参考管桩“顶角和垂直度测试曲线”图。

现场根据每桩的具体偏移方向布置掏土位置和平推方向，掏孔方量和管桩偏移体积等量。

2.桩基位移监测。

测量工程师在纠偏过程中对桩基的沉降、倾斜位移进行全方位实时动态监测，如达到预警值进立即暂停时候并根据监控数据及时调整纠偏方案。

3.打孔掏土纠偏施工。

(1)钻孔排土。

对断桩进行清孔并根据小应变检测报告结合桩的内孔吊锤线的方法判断断裂部位及断裂方向，钻机在管桩倾斜的反向一侧钻直径30～40cm 的孔，根据每个桩的实际情况安排钻孔孔数，孔深为桩身断裂深度的1.5倍，灌水造浆抽取。

(2)反力板布置。

钻完孔后在管桩纠偏施力侧设置反力架，反力架以多根18#B 型槽钢直插入土，再用厚度大于0.3mm 的钢板靠于反力架，保持管桩回倾方向和钢板垂直。

(3)推桩移位纠偏。

确定着力点，用千斤顶严格按照计算出的水平推力推桩复位，顶推的过程中必须严格控制推移的速度，为防止桩身断裂处有错位，管桩内清孔放入长度不小于100cm 的Φ35cm 钢管，吊放深度需达受损部位，防止其再次受损。

(4)桩身周边土回填固定。

为了提高管桩底土的抗偏荷载能力，防止桩身再次偏移，在桩侧的孔穴压密注浆，使桩侧和桩底虚土中的孔隙部分被浆液填充胶结，大幅度的增加桩侧和桩底一定范围内的土体强度。

(5)加固桩身。

清孔并抽出桩内积浆，放置按照设计图纸制作的封底钢筋笼，使用0.3cm 钢板封住底部后下6Φ22mm 钢筋笼，再向桩芯灌入掺有微膨胀剂的C40砼。

待纠偏加固后15~16d，使用小应变测试桩基承载力
判断加固效果。

4.堆载加荷纠偏。

如果纠偏不能达到预期的纠偏效果，可在桩身偏移侧对地面集中堆载现有材料及机械设备来施加荷载用来辅助纠正。

分级施加载荷的过程中需加强观测，保持动态监测，其数据用来辅助调整堆载的数量。

五、桩身检测效果
由第三方检测机构对达到设计要求的桩身填芯强度进行桩身完整性检测，通过检测数据发现纠偏后的预应力管桩桩身经过以上处理后为Ⅱ类桩，桩身的结构强度及单桩极限承载力均满足设计和规范要求。

同时基坑土体未发生明显变化，未发现对临近道路造成影响。

基坑边缘临近申港大道的3个承台9根预应力管桩由于倾斜率和偏移值过大直接进行补桩处理同样也达到了设计要求。

六、注意和预防措施
1.打桩前注意事项及预防措施。

管桩在软弱基土体区域大规模施工前必须先做好试压桩和试验性监控开挖，试桩的结果对于管桩的长度具有非常重要的指导意义，可以尽可能的规避管桩虽达到设计标高，桩身顶却凸出过长；根据监测结果获得桩身位移值用以指导编制详细的土方开挖顺序方案，否则不仅增大挖方作业难度也增加了淤泥土对管桩桩身的侧压力。

如果压管桩进度紧张或临近重要构筑物，为了防止工程桩倾斜偏移过大，可以先对土体钻应力释放孔来释放土体侧压力来减少这种情况到发生概率。

2.挖土注意事项及预防措施。

土方开挖的过程中严格禁止边压桩边开挖，需要等到施打完全部预应力管桩成后，再至少等15天以上后再进行基坑土方开挖作业。

机械开挖时应分层分段开挖，需要特别注意保护边坡土体稳定，桩身周边的土体高差不宜超过1m。

如果承台及地梁所在土层的土质软弱或挖深较深，考虑到挖机自重和挖土时产生的机械震动会对工程桩产生影响，禁止采用机械进行土方开挖，必须采用人工作业的方式进行挖土，人工挖深每层宜在30cm 左右，挖出的土方装入土斗并用塔吊吊运出基坑，不得在桩身周边留有堆土。

结束语：施工前，通过地勘资料及现场踏勘详细地了解施工场地及周边的地质水文情况，制定周详的施工方案，精心组织施工并做好工程监测是防止软土地质条件下预应力管桩倾斜偏移的有效举措。

通过实践表明，在软弱地基中预应力管桩倾斜偏位时，可采用钻孔掏方纠偏法并辅以堆载加荷等措施，其不仅工艺安全可靠、施工较为便捷、而且具有良好的社会和经济效应，
值得在类似项目中应用推广。

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