简析砂层地质条件下静力压桩欠压桩基补桩处理技术

简析砂层地质条件下静力压桩欠压桩基补桩处理技术

丁小建

身份证：321283198209012437

摘要：静压PHC管桩在深厚砂层地质情况下因为穿透困难造成静压桩欠压情况，容易造成基础承载力不足导致后期建筑物沉降等风险。本文根据笔者在某人才公寓建设项目中的实践经验为依托，简述静压桩欠压情况的补桩处理技术，为类似工程施工处理提供参考。

关键词：静压桩；砂层地质；欠压；补桩技术

0、引言

静压PHC管桩具有施工速度快、噪音小和无污染等优点，被广泛地运用于高层建筑的基础工程。但是由于静压桩机对施工场地要求较高，在深厚砂层地质情况下，较难穿透，容易造成桩压力过高无法压至桩顶标高的情况，造成静压桩欠压，致使桩基无法承受设计的荷载，可能会导致建筑物的整体稳定性下降。在极端情况下，这可能导致结构发生倾斜或倒塌，对生命和财产安全构成严重威胁，因此，在工程实践中，当出现类似情况时候，必须对欠压桩进行认真统计，并采取有效的措施进行处置，确保工程质量安全。本文根据笔者在某人才公寓建设项目中的实践经验为依托，简述静压桩欠压情况的补桩处理技术，为类似工程施工处理提供参考。

1、依托对象工程概况及施工实况

1.1工程概况

某人才公寓建设项目，为地下1层，地上21层，框架剪力墙结构形式，建设内容包含主楼、配套工程、非人防地下室，项目四周紧邻市政道路。其中，地下基础采用静压PHC管桩进行基础加固处理，桩型采用PHC方桩，截面尺寸400*400mm，设计单桩竖向抗压承载力为2500kN，设计要求桩端进入持力层大于1米，桩长在12-16米左右不等。

1.2静压桩欠压施工实况简述

本工程静压桩施工至地库区域方桩桩基，施工过程中出现有部分桩压力过高无法压至桩顶标高的情况，随即对高程进行统计，均出现在基础下7米左右，经与地勘资料进行核，该区域存在局部密实砂层，现场对标准贯入锤击数(N)进行初步测试，N大于50，对静力触探比贯入阻力Ps 值进行初步测试，Ps 值约为14MPa。随即安排专人对欠压桩进行统计，并编制完成包含高程、桩位在内的桩位图，施工项目部以工作联系单的形式上报监理单位、跟踪审计单位、建设单位请求给予出具处理意见，后经现场踏勘会商，对未达到设计深度的欠压桩旁边进行补桩处理。

2、静压桩欠压原因分析

查询勘察报告，地库区域共进行勘探孔18个，但出现欠压部位均是未进行勘探钻孔部位，个别部位地层结构存在差异。后随机选取2孔，采用地质勘探钻机进行地质钻孔分析，分析结果显示，7~10米左右地层为粉砂，该层土密实度不均匀，局部呈中密~密实状态，形成硬质夹层，致使静压桩在压桩过程达到试压桩压力1.4倍左右仍然沉桩困难，造成部分桩压力过高无法压至桩顶标高的情况，部分桩基欠压。

3、补桩方案的确定

在现场召开的处理会议中，经过分析，均达成一致意见于欠压桩旁边进行补桩处理。进一步分析如何保证补设桩基能够穿透该密实区域，到达设计要求。通过分析对比，一是若采用钻孔灌注桩补桩，欠压桩旁钻孔现浇砼，考虑采用直径Ф600mm桩径，经计算，孔灌注桩单桩竖向极限承载力标准值与原预应力管桩基本相差不大。但由于钢筋笼下放困难，桩基抗剪强度不高，同时，施工工艺较为复杂，速度较慢，砼凝期时间长；二是考虑采用采用锤击对管桩进行施工，由于夹层为密实砂层，锤击过程容易产生桩体断裂，同时，本项目四周为市政道路，有居民居住，锤击产生噪声影响周边环境，项目面临工期紧张，夜间施工许可等接续施工手续难以办理；锤击容易造成已经施工完成的静压桩受震动影响，发生挤土效应；三是考虑长螺旋钻孔根植法施工，于欠压桩旁边位置预先钻设Ф600mm孔，压入方桩，采用水泥砂浆进行灌浆充填固结。经过综合分析，一是若采用钻孔灌注桩，改变原有桩基结构形式，涉及地基基础结构安全，需重新进行施工图审查，周期较长；二是锤击沉桩不利于周边环境控制，桩基施工过程容易出现断桩。参建各方一致同意采用长螺旋钻孔根植法压入方桩进行补桩处理。

4、补桩施工技术

4.1工艺流程

施工准备→长螺旋钻机钻进成孔→静压桩基压入管桩→灌浆充填→桩基检测。

4.2钻孔技术控制要点

施工前，应根据需补桩部位绘制桩位图，为保证补桩与欠压桩形成整体效益，钻孔孔壁应保证紧邻欠压桩开钻，故对钻孔垂直度要求较高。本次补桩钻孔设备采用步履式长螺旋钻机，型号为DBCFG-B26，施工时，于周边铺设钢板，确保场地的平稳性，同时防止长螺旋钻机在移位过程中造成已施工完成的静压桩因受力不均断裂等现象。

4.2.1长螺旋钻机的就位

钻机就位后，保持钻机平稳，钻杆的连接要牢固，钻机定位后，应进行复查，钻头先对准桩位,误差控制在10mm内，再调整钻杆垂直度，检查合格后才能开始钻孔。开孔过程容易造成已施工欠压部位的损坏及塌孔，故在开孔时下钻速度应缓慢。

4.2.2钻进过程的控制

钻进过程中保证钻杆保持匀速、平稳，施工过程中应根据地层变化及时调整钻进速度，一般来说，需要补桩钻孔部位根据前期静压桩施工实况分析，前7米为一般土层，钻进速度建议控制在为1.2m/分钟进行钻孔，钻机过程注意电机电流值突变情况，一般在75A左右。在钻进至7-9米硬质夹层时候，应放慢钻机速度，控制在0.8m/分钟左右。钻进过程，保证钻杆的稳定，无特殊情况不宜反转或提升钻杆，若出现卡钻等情况时，应进行返钻提升，对钻机调试清理后继续钻机。成孔达到设计深度后，应对渣样进行分析，判断孔底地质情况是否与设计相符，若不相符，应及时与参建单位沟通，采取桩身加长等处理方式。

4.2.3验孔控制

本工设计要求静力压桩进入持力层1米。当钻机晃动时，应及时通过标尺读数计算孔深，达到持力层后继续钻进1米。终孔后及时进行垂直度、直径和深度的检查，对于垂直度的检查，需要用测斜仪来检查钻孔的垂直度，对于直径的检查，可以采用相应的卡尺或者内径千分尺进行测量，对于深度的检查，一般采用测量钻杆长度的方式进行，即使用深度尺测量从钻头到钻杆顶部的长度，以此得到钻孔深度。如果需要更精确的测量，可以考虑使用全站仪或者测深仪进行测量。若相关检验标准超限，应对孔进行回填处理，重新钻孔。

4.2.4提钻及清孔控制

验收合格后可以将钻杆直接放到孔底，停钻保证钻杆处于静止状态后慢慢提钻，提钻过程严禁进行加压。提钻速度控制在2.0m/分进行匀速提钻，以保证孔底沉渣随钻提出，确保清孔效果。

4.3压桩控制

进行补桩压桩应在钻孔完成后及时进行，避免造成钻孔完成的孔位塌孔堵塞，若遇特殊情况，时间不应大于3小时。压桩顺序应从中间朝两边施工。过程应在每进尺2.0米左右对标高进行测量，观察是否出现桩基上浮情况，采取复压措施进行处理。

4.3.1压桩过程控制

压桩的速度应尽量缓慢，避免造成塌孔现象。将桩机移动到指定位置，调整桩机的水平和垂直度。对桩机的各项参数进行检测和调整，确保施工精度和稳定性。在桩机就位完成后，可以进行压桩操作，将管桩吊装到指定位置，夹桩压桩，注意控制压桩速度和压力。在压桩过程中，及时调整桩机的水平和垂直度，确保管桩的位置和垂直度，垂直度偏差控制在0.5%以内。

4.3.2接桩控制

两节桩之间焊接部位应设置挡风罩，应进行风力监测，保证风力不大于2级，同时应设置防雨棚，防止触电，搭接板处湿润时，不能进行焊接施工。焊接应应选用CO2气体保护焊机，下节桩身在焊接时应高于孔口0.5米，焊接的桩必须为经过专业质量检查员检查合格的桩材，上下两根桩的端板必须保证平整,桩身应处于同一垂中心线。焊接时，待上下桩节固定后拆除导向箍或导向板再分层施焊，焊第一层时，应确保根部全部焊透，焊接电流控制在300~310A，焊丝外伸长度在16~20mm,焊第二层时,应先将第一层焊缝的熔渣必须清理干净,焊接电流控制在230~ 240A,注意不得产生咬边和溢瘤等缺陷，盖面层的焊接电流和电弧电压适当减小，同时加快焊接速度，应保证焊缝尺寸和焊接质量，应安排两名焊工同时进行环缝对称焊接。焊缝必须每层检查,焊缝不得有夹渣、气孔等缺陷，满足规及设计要求。

4.4压浆处理

为保证钻孔孔位与静压力桩桩体之间不密实紧密，本工程处理期间采用流动性较大的M10水泥砂浆进行灌浆处理，灌浆管采用Ф20mmPVC管，严格计算保证灌浆管距离孔底50cm左右，用细铁丝绑扎于静压桩上，随桩体压入孔内，方桩四周绑扎4根灌浆管。采用自流式进行灌浆，观察孔口溢出即可停止。

5、结语

某人才公寓建设项目地库区域静压桩施工时，因地下局部存在硬质砂层地段，导致存在欠压桩情况，采用长螺旋钻孔压入预应力管桩，通过灌入砂浆填充孔内间隙，有效解决了欠压桩质量问题。后期通过专业检测机构检测评定，单桩承载力符合设计要求，整体地基承载力满足设计要求，并按计划工期要求完成了工程。

参考文献

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