承載力不合格樁靜壓加固處理方法

張 弛

（國家電投江蘇濱海港航有限公司，江蘇鹽城 224500）

引言

樁基礎作為一種常見的基礎形式，具有承載力高、穩定性強及沉降小等特點，樁基主要包括現澆混凝土樁和預制混凝土樁，樁基工程的施工直接影響構筑物本身或間接影響周圍構筑物的結構安全[1-2]。多年的工程實踐表明，在樁基施工后，經常出現樁基的承載力不滿足設計或規范要求的情況。產生樁基承載力不合格的原因一般有以下幾方面原因：

1）少量因偷工減料造成樁身強度不足、未達到設計要求的持力層；

2）地質鉆探資料和實際工程地質特性存在重大偏差。

3）施工工藝或質量控制缺陷造成的樁基承載力不合格。

上述原因中多數是施工工藝或質量控制缺陷造成的樁基承載力不合格。施工中質量控制缺陷造成孔底沉渣過多，樁底沒支撐在持力層上，而坐落在沉渣過多形成的虛土上，降低了樁端阻力。施工中護壁泥漿質量控制缺陷造成樁側泥皮過厚，使得樁和樁周土發生滑移，樁周土對樁的摩阻力減弱或喪失。灌注施工質量控制缺陷造成斷樁或樁身夾泥缺陷。預制樁采用動力或靜壓沉樁時，因施工工藝和工序控制缺陷造成場地隆起，樁基上浮。由于目前壓樁機越來越大，對于較硬土質，樁有可能仍然壓不到設計標高，在反復復壓情況下，樁身橫向產生強烈應力，如果樁還是按常規配箍筋，樁頂混凝土抗拉不足開裂，產生垂直裂縫。樁頂(底)開裂，為處理帶來很大困難。

另一種情況就是樁由軟弱土層突然進入硬持力層，沒有經過渡層，樁機油壓迅速升高，樁身受到瞬間沖擊力也容易引起樁頂開裂，如果硬持力層面不平整，樁靴卡不進土引起樁頭折斷破碎，樁機油壓又下降，再壓時壓力不穩定，吊線測量樁長發現比入土部分短。

通常解決樁基承載力不合格辦法是進行補樁處理。當對群樁基礎不合格樁周邊無法進行補樁時，采取加大承臺、增加總樁數或加固地基提高樁周摩阻力等方法解決。另外，補樁后還需對后補樁進行承載力檢測。這些方法造價高、工期長，且在補樁后樁的重分布以及樁受力途徑會發生變化，會造成基礎剛度不均，沉降難以控制等問題[3-4]。

1 施工工藝

為了解決樁基承載力不合格時傳統補樁處理方法中的不足之處，提出一種承載力不合格樁靜壓加固處理方法，即在不補樁情況下，采用靜壓設備對承載力不合格樁進行靜壓和必要處理，同時處理后使樁的承載力達到要求且不用再次對樁進行承載力檢測。

1.1 選擇靜壓設備

根據樁A（灌注樁或預制樁）設計的垂直極限承載力的標準值F 和場地情況及樁的間距，選擇最大壓樁力和樁設計的垂直極限承載力的標準值F 相匹配靜力壓樁機的型號，如圖1。

圖1 施工工藝示意圖

1.2 對承載力不合格樁A 的樁頭進行必要的處理

對承載力不合格樁A，挖開樁頭，鑿除上部松散混凝土，澆注細石混凝土找平，預埋接樁鋼制法蘭盤，焊接用于靜力壓樁的接長鋼管。對預制樁僅需在樁頂焊接用于靜力壓樁的接長鋼管，在接長鋼管上標注一觀測點位置，接長鋼管須符合靜力壓樁機的夾樁機構要求。

1.3 采用靜壓設備對承載力不合格樁A 進行靜壓沉樁

靜壓荷載按設計要求的垂直極限承載力的標準值F，采用選定的靜力壓樁機對承載力不合格樁A 采用箍壓方式，即開動電動油泵，通過抱箍千斤頂將接長鋼管箍緊，借助于壓樁千斤頂，將壓樁機的力F（自重和配重）通過接長鋼管傳遞給樁A，進行靜壓沉樁。

1.4 靜壓復壓沉樁

在靜壓過程中對因靜壓擠土可能對樁A 有上浮的影響。因此在靜壓結束一段時間后觀察其上浮情況。如果樁A 沒有上浮則不需要進行靜壓復壓；如果樁A 出現上浮，重復步驟（3）的過程，采用靜力壓樁機仍設計要求的垂直極限承載力的標準值F 對承載力不合格的灌注樁或預制樁進行靜壓復壓，直至樁A 沉降趨于穩定。

1.5 記錄、標示

待承載力不合格的樁A（灌注樁或預制樁）復壓沉降穩定后，在接長鋼管的標注觀測點位置上，記錄并標示相應的沉降值。

1.6 接樁處理

挖開靜力壓樁A 復壓沉降穩定后的樁頭，去除壓樁接長鋼管，沉降值在100 mm 以內的采用調整承臺厚度；沉降值在100～5 000 mm，根據有條件開挖深度確定，并采取對相鄰合格樁保護措施，避免因開挖對相鄰合格樁產生不利影響，采用接長樁A 的鋼筋，再進行現澆接樁至原標高的處理方法；沉降值大于5 000 mm，開挖困難時，可采用通常補樁處理。

因樁已復壓沉降穩定，且經過一段時間后（一般不超過30 天），樁側摩阻力得到恢復，承載力和樁沉降均能滿足要求。

1.7 回填土壓實

對接樁開挖部分進行回填至承臺底，回填土壓實系數為0.95。

2 適用范圍

1）因灌注樁施工工藝或質量控制缺陷造成的孔底沉渣過大，樁側泥皮過厚，有效樁長不夠；

2）地質鉆探資料和實際工程有所差異，土層劃分和確定不合適，提供的樁側摩阻力的標準值和樁底端阻力的標準值不準確，有較大的出入；

3）預制樁采用動力或靜壓沉樁時，因施工工藝和工序控制缺陷造成場地隆起，樁基上浮等。

不適用于因施工單位偷工減料和施工工藝造成樁身強度不夠，造成承載力不合格樁的處理。不適用于勘察單位地質鉆探資料和實際工程地質特性嚴重不符，存在重大偏差，樁長存在重大差別，造成承載力不合格樁的處理。

3 工程實例

我國南方某港口一多層辦公樓，地基處于軟土區域，新沖填淤泥質土層達12 m 厚。下部為中密砂層和強風化花崗巖層，為消除可能產生的樁基負摩擦力，上部鋪設2 m 厚的砂墊層，并進行了真空預壓地基加固處理。根據地質鉆探資料，選用鉆孔灌注樁基礎，樁基采用直徑700 mm，樁端持力層為強風化花崗巖層，樁長約25-31 m，進入強風化花崗巖層5 m，設計單樁豎向抗壓極限力3 400 kN。灌注樁施工后，存在49 根灌注樁未達到承載力設計要求。這些樁基若采用傳統的補樁處理方法，容易對已成樁周圍土體造成較大的擾動，進而改變土體的力學性質，可能引起已成樁質量下降，同時補樁施工周期長，施工費用較高。為此，工程采用承載力不合格樁靜壓加固處理方法對不合格樁進行后期處理，按設計荷載采用靜壓設備對全部樁進行靜壓處理，包括設備選擇和進場在內，僅用3 天對全部樁進行了靜壓，樁沉降穩定后，將測得的各樁沉降值統計分類見表1。

表1 不合格樁處理結果統計分類

根據統計分類結果，進行接樁處理：

1）對沉降100 mm 以內的21 根樁基本合格樁，采用調整承臺厚度解決。

2）對沉降100-3 000 mm 以內的9 根樁，采用承臺開挖后，基槽放臺階局部深挖后，將不合格樁鑿除上部松散混凝土，接長鋼筋支?，F澆混凝土，接長樁解決。

3）對沉降3 000-5 000 mm 以內的13 根樁，采用承臺開挖后，加護筒局部深挖后，將不合格樁鑿除上部松散混凝土，接長鋼筋支?，F澆混凝土，接長樁解決。

4）對沉降5 000 mm 以上6 根樁進行補樁處理。

該工程采用承載力不合格樁靜壓加固處理方法，樁基質量可靠，簡單可行，工期節約近1 個月，成本減少約40 萬元，且得到業主的滿意和其它相關單位的認可。

4 結語

承載力不合格樁靜壓加固處理方法簡單易行，直觀可靠，判別施工工藝、質量控制缺陷或地質鉆探資料和實際工程差異的責任明確，另外該方法處理工期短、節省基礎工程的施工成本。承載力不合格樁靜壓加固處理方法應用于實際工程，加固后的樁體質量滿足設計及規范要求。隨著樁基工程的廣泛應用，這種承載力不合格樁靜壓加固處理方法更能體現出其可靠性、適應性及經濟性，因此，該方法擁有廣闊的市場前景。