施工过程及挤土现象

2　施工过程及挤土现象

2006年3月底至4月下旬，完成基坑开挖、护面、排水、垫层等工作。21日，两台柴油打桩机采用62^＃桩锤，分别试打了一条φ500、600管桩，情况正常，现场确定收锤标准为最后10击贯入度20mm。23日正式打桩，均采用3节桩，圆锥闭口型钢桩尖。24日下午，施工人员听到已施打的桩孔内有异物掉入的响声，观察到地面有轻微隆起。25日上午打桩时听到打过的很多桩内都有响声，用手电筒照射桩孔内查看，多数桩从第1节与第2节接桩处向内渗泥，少数桩在第2、3节接桩处渗泥，响声即为泥巴被震落到桩孔内发出的。桩孔内有积水，少数桩水位较高，超过了第1节桩。桩身环向裂缝较多，多半出现在第2节桩上，部分第3节桩有少量竖向裂缝。少数环向裂缝是沿桩全断面的通长裂缝。大部分环向裂缝渗水。多数桩中下部倾斜，少数桩接桩处明显偏斜并错位。地面已打桩区域及附近有数条裂缝，最宽约5～6cm，最长20多米。地面有明显隆起，高约5～20cm。局部有地下水渗出汇集。遂暂停施工。此时已施工43条桩。

相关人员对管桩的质量、施工工艺、施工顺序等进行了全面检查，未发现问题。实际桩长22～30m，锤击总数一般600～700击，其中前两节100多击，后一节500～600击，均为本地区正常范围。打桩过程基本正常，只是第2节桩进尺5～8m开始进入全风化层时，有走位、跳动现象，继续进尺后恢复正常，从打桩过程判断地质情况与岩土工程勘察报告基本相符。专题会议研究后决定采取更换管桩厂商、跳打、改用开口型钢桩尖、严格控制施工质量等措施，重点控制施工中的垂直度、焊缝质量、接头同轴度、错位等，同时采用低应变法对已施工管桩进行质量检测、施工勘察确认地质条件有无异常。施工单位严格采取了上述措施，如采用两台全站仪从相互垂直的两个方向对桩身垂直度进行了观测，控制第1节桩垂直度偏差小于0.2％；采用了本地区最好的焊条及高水平电焊工，分两层施焊接桩，焊缝自然冷却时间8min以上等，保证了施工质量达到或超过相关技术规范规程。5月6日、7日又试打了10条开口桩及1条闭口桩，打桩一两天后仍出现同样现象。至此，可以认为上述现象与施工质量或管桩质量关系不大，主要是管桩挤土效应所致。

已施工管桩平面位置如图1所示。施工中观察到，挤土效应对桩的影响分两种情况：①后施工桩对已施工桩的影响：后施打的桩下沉过程中，造成前一条桩下半部分反向倾斜，如图2（a）所示，入土桩数越多这种现象越明显。设计人员将某个承台下的φ600管桩改为φ500，即桩心距从3.5 d改为4.2 d，该现象依然存在。如果一个承台同一断面有3条桩，一般先施打中间桩；施打第2条桩时，位于中间的第1条桩反向倾斜；施打另一侧的第3条桩时，中间的第1条桩下半部分再次反向倾斜，如图2（b）所示。此外，后施打的桩对已施打的桩有上抬作用。②已施工桩对后施工桩的影响：后施打的桩贯入过程中下半部分向已施工桩的方向倾斜，如图2（c）所示。已入土的下节桩倾斜后，端面不水平，而待焊接的上节桩垂直，故上下节桩环型接头板连接不紧密，四周围焊后环型端头板中心仍有空隙。第2、3节桩之间空隙较大，一般3～5mm，最大达25mm，第1、2节桩之间空隙不明显，但施打后，表现为第1、2节之间倾斜较严重（开口桩由于第1节基本上被泥水淹没，不能进行比较）。每个承台第一条桩不倾斜，越后打的桩倾斜的可能性越大。

图1　已施工管桩平面布置图

——4月施工桩　——5月施工桩　——开挖检验桩　●——试桩

图2　不同施工顺序对管桩的影响

5月5日至8日补钻了3个孔进行施工勘察，最近一个孔离某已施工桩距离约2.5m，其余相距较远。取土样、水样进行土工试验分析，与原勘察数据相比无变化。同时对一半已施打的管桩进行了低应变测试，检验结果颇出乎意料：约一半为Ⅰ类桩，一半为Ⅱ类桩，仅有一条为Ⅲ类桩，该Ⅲ类桩在第2节与第3节桩接桩处有缺陷。本地区工程经验认为类似场地低应变有效检测桩长一般14、15m，而本工程中第1、2节桩接桩处深度约为15～18m，且第2、3节桩接头处多有缺陷，故低应变法不能检测到第1、2节桩接头处是否有质量缺陷。低应变检测结果与肉眼观察到的情况不尽相符，而且低应变法不能检测到桩身偏斜度，故该检测结果没有作为已施工管桩质量评定的依据。

5月11日至18日，对该Ⅲ类桩（也是肉眼观察到的第2、3节桩之间错位最严重的一条桩）采用人工挖孔桩形式进行了开挖检验。开挖至约3.5m时发现桩孔土层明显变软，向承台中心侧相变为软泥。越向下开挖土体越软，由于开挖困难，采取了打短钢筋超前支护、将每节护壁高度降为0.5m等措施。开挖约7m至第2、3节桩接桩处，此时向承台中心侧早已相变为流动状稀泥，如图3所示，施工人员不能站稳，沉陷泥中30～40cm。背承台中心侧也很软，人员站上后沉陷约10cm，软泥与稀泥之间无明显界线。检查管桩，发现两节桩从焊缝处完全脱开，第3节桩平移约30mm，上浮至少20mm。

图3　开挖检验桩位置示意图