黄茂兴

（广东省源天工程公司，广东 增城 511340）

摘要：文章通过介绍广州某钻孔桩桩基工程因桩顶砼标高不足而采用圆形钢护筒围护挡土止水，人工挖桩进行接桩处理的方法，克服了因饱和的冲洪积粉细砂、中粗砂容易液化，强度低、易扰动并易诱发基坑变形和不均匀沉降的软土等不良地质的施工方案，为类似工程地质在基坑支护结构设计、桩基设计和旧桩基工程接长提供了宝贵的经验。

关键词：桩基；钢护筒；不良地质；液化；桩基接桩
 
0　前言

根据规划，广州将以科学发展观为统领，以世界先进城市为标杆，按照国家中心城市和综合性门户城市的定位，加快建设成为广东宜居城乡的“首善之区”，建成面向世界、服务全国的国际大都市。而大规模的工程建设才能满足城市经济和社会快速、持续发展的需要。本文主要从广州市海珠区琶洲某工程施工遇到的实际情况并结合广州地区特殊的不良地质条件，探讨在桩基工程施工时遇到特殊地质并容易液化的地层进行桩基工程接桩的施工方案的重点、难点问题。

1　工程概况

某广场坐落于广州市新中轴线的东南面琶洲地块上，场地比较平整，地坪标高介于广州城建标高6.9～7.1m之间。本桩基础工程设计方案为：采用φ800mm钻孔桩，桩承台设有单桩承台、2桩承台、3桩承台及4桩承台共4种类型，桩顶标高在1.3~1.8m之间，桩底标高约在-16m之间，桩身砼长度约23m，桩身砼等级为c30水下砼。但在施工过程中，由于个别施工人员经验不足，判断失误或施工控制不严，在未达到设计标高时混凝土停浇，导致部分桩基砼面标高比设计桩顶标高底4~5m，少数桩基甚至相差了8~9m。

2　工程地质、水文情况

根据地质勘测单位提供的地质资料揭露，本工程岩面呈西南角较浅，东北面较深的状况，地质资料自上而下为：粘土或人工杂填土<1>、淤泥、淤泥质土<2-1>、冲洪积粉细砂<3-1>、中粗砂<3-2>、砾砂、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩、微风化泥质粉砂岩。再加上水文地质条件复杂。含水层与珠江水直接相连，地下水丰富，地下水位受季节、珠江水潮汐影响较大，导致本工程地质、水文条件较差。本工程不良地质主要为饱和的冲洪积粉细砂<3-1>、中粗砂<3-2>在急剧变化的周期性震动作用下很容易液化。液化等级轻微~严重。

3　桩基质量事故处理方案的选择

目前，对于此类桩基工程事故，国内常用的处理方法有：桩基接桩法、补桩法或补桩+扩大承台法等。

3.1　接桩法

当钻孔桩成桩后，如确定桩基桩顶砼标高不足，通常采用接桩的方法进行处理。首先，采用人工开挖出待接桩基桩头，清理桩体淤泥并凿去砼顶部混凝土浮浆及松散层和凿出钢筋后，重新绑扎钢筋笼并冲洗干净，然后采用同桩体砼强度或高一级的混凝土分层进行浇筑并捣制密实至桩顶设计标高。此种方法比较适用于地质条件较好的地层。而在不良地质主要为液化砂土、砂层及淤泥质砂层等地质条件特别复杂的地层时则需要慎重考虑。

3.2　补桩法

此法就是在原设计平面位置上采用冲孔桩机将混凝土连同全部冲碎清除(钢筋断碎后可以用电磁铁吸除)，然后再重新灌注混凝土。此法工期较长，对施工进度影响较大。但是，由于本工程基坑已经开挖6.0m深，受制于起重设备的起吊能力，在基坑内桩机难以就位冲桩。

3.3　补桩+扩大承台法

此法其实也是补桩法的延伸。即考虑如在原桩位上进行施工，需要工期较长；因此在原桩位周围施工2~3根桩基础，利用新施工的桩基础代替原桩基础，由于桩位偏差过大，原设计的承台断面宽满足不了规范要求，此时采用扩大承台来处理。此法工期上可行，但投入费用较大。

考虑本工程由于工期较紧，基坑已经开挖完毕。经研究，拟采用接桩法的施工方案。

4　原因分析及桩基接桩处理方案的确定

4.1　地质及桩基础开挖遇到的问题

⑴场内粉细砂、中粗砂层较厚，层厚达8~11m，粉细砂层容易液化，并产生渗流和涌砂；中粗砂层透水性强。

⑵由于本工程受珠江及黄埔涌(珠江支流)影响，地下水补给充足，同时受珠江潮汐影响，每天有2次涨落潮过程，水位差变化较大，导致地下水变成动水压力。

⑶在对桩基接桩开挖过程中，如采用正常的人工挖孔桩方法进行开挖，砼护壁由于受到周围的土压力及动水压力联合作用，容易渗水和涌砂。在接桩开挖过程中，当桩挖深至2.5m左右时，地下水补给充足，并携带粉细砂涌出，无法再进行往下开挖，而桩周围地层下降，砼护壁发生倾斜、沉降。www.tmgc8.com

4.2　桩基接桩处理方案的确定

针对施工中遇到的工程地质、水文条件较差的问题，我们根据断桩处距离地表深度(根据孔径和施工能力而定)，提出了“下沉钢护筒法和”为主和“旋喷桩法”为辅的两种不同围护结构的接桩处理方案。
 
 

4.2.1　“下沉钢护筒法”　“下沉钢护筒法”是指将钢护筒下沉至断桩位置以下4.0m或不透水层处，然后抽干钢护筒内的地下水，安排施工人员在钢护筒内进行人工开挖进行接桩处理，首先清理断桩桩体内的淤泥至断桩表面，然后凿除断桩桩体砼顶部的浮浆及松散层，确保桩体接触面砼强度满足设计要求。“下沉钢护筒法”对于断桩位置距离地面较浅的情况易于操作，否则，可用旋喷桩法进行接桩处理。

4.2.2　“旋喷桩法”　“旋喷桩法”主要由于受经济条件和施工机具的限制，当“下沉钢护筒法”无法实施时，在钻孔桩周围进行旋喷桩施工，即利用旋喷水泥桩堵水防渗效果，在断桩周围打一圈互相交联的旋喷桩(图1)。必要时，也可以采用旋喷桩进行封堵底部地下水。从而在断桩周围形成一道封闭的止水帷幕，加固孔壁，堵水防渗，然后再采用人工挖桩进行接桩处理。

 图1

5　桩基接桩处理方案的施工

5.1　钢护筒尺寸的确定

直径：圆形钢护筒直径应比钻孔灌注桩直径大，首先确保每侧应留有足够的工作空间，以便于施工人员在底部施工；其次则考虑护筒下沉时会产生偏移、倾斜的可能性，故每侧应至少有40~50mm左右宽度。圆形钢护筒直径为钻孔灌注桩直径加上两侧40~50mm的宽度，故钢护筒的直径为1600~1800mm。

长度：护筒顶应比地面高出300~500mm，以保证地面水不流入护筒内，以免影响桩基接桩后续施工工作，底部以穿透透水层为宜，由于地面至不透水层深度约11.50m，故钢护筒的长度最长建议为12m。具体实施时视实际情况调整。

壁厚：采用普通的A3钢板，根据施工经验，壁厚采用10mm的钢板，同时，为了确保钢护筒顶部和护筒的整体刚度。局部采用厚20mm的钢板进行加固(图2)。

    

图2

5.2　钢护筒下沉

将加工好的钢护筒运运至工地。由技术员测量定位，确定断桩的桩位后，将钢护筒中心对准桩基中心放下。采用KOTO4500型挖掘机配合振动+液压打桩法(此种打桩锤可配合挖掘机进行使用，其底部和侧面均有夹口，可夹住钢板桩不同部位进行液压震动式打桩)。施工时，将钢护筒垂直插入砂中，然后根据实际测量断桩深度确定钢护筒的长度(钢护筒的长度在施工现场焊接)，直至钢护筒满足施工要求。

5.3　接桩施工

将钢护筒下沉深度能确保护筒内不渗水涌砂时，采用水泵抽干钢护筒内的地下水，安排施工人员在钢护筒内进行接桩处理。首先，清理断桩桩体内的淤泥至断桩表面；然后，凿除断桩桩体砼顶部的浮浆及松散层，确保桩体接触面砼强度满足设计要求；其次，在钢护筒内安装模板(断面：1000×1000mm)并分层浇筑振捣密实砼到桩顶设计标高；最后，待砼达到一定强度，即可以采用振动+液压打桩法将钢护筒拔出，并循环用于下一根桩接桩施工。

6　结语

工程实践证明：本工程桩基础工程质量事故采用“下沉钢护筒接桩法”处理是比较行之有效的施工方法。(1)下沉钢护筒如果能达到止水堵漏的目的，处理1根断桩需耗时1天即可完工，进度较快，能满足业主的施要求；(2)采用抽芯对桩基础工程进行检测，全部桩基础工程质量均未出现不合格桩，接桩部位砼填充密实；(3)由于钢护筒可以多次循环使用并回收用于其它项目，节约了施工成本；(4)由于钢护筒整体刚度强，止水堵漏效果好，施工安全有保障。以上几方面均得到了该项目的业主和监理的认可。

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