本發(fā)明涉及建筑物或構(gòu)筑物地基基礎(chǔ)糾偏技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于濱海相、淺海相淤泥質(zhì)土中方形群樁偏斜后的糾偏方法。

背景技術(shù)：

近年因房地產(chǎn)的持續(xù)升溫，建筑物建設(shè)的規(guī)模和數(shù)量屢創(chuàng)歷史，建筑物施工同時，技術(shù)人員在基樁生產(chǎn)、勘察、設(shè)計、施工等建設(shè)各階段放松了對質(zhì)量的要求，由此引發(fā)的基樁傾斜事故較多。根據(jù)建設(shè)區(qū)域地質(zhì)的不同，所采用的基樁類型也有所不同。按濱海相、淺海相軟土地基的特征，方形管樁基礎(chǔ)在沿海公路、橋梁、碼頭及工業(yè)廠房等建筑物的基礎(chǔ)工程上獲得比較廣泛的應(yīng)用。由于沿海海淤土工程地質(zhì)特點，該區(qū)域淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土厚度大，含水率較高，屬三高一低類型土，遇到樁基礎(chǔ)施工后表層打樁機(jī)器移動或者運輸車載都會對樁基礎(chǔ)偏斜造成很大影響，造成施工后群樁局部擠壓或者局部斷裂，工程表現(xiàn)為群樁的樁頂偏斜，給后期正常施工造成極大的安全隱患。

目前，建筑領(lǐng)域常用迫降法和抬升法來進(jìn)行建筑物的偏斜糾正。相對于建筑物的糾偏治理，基樁的糾偏治理是個比較新的問題?，F(xiàn)有專利文獻(xiàn)《一種管樁糾偏復(fù)位的方法》(專利號為201310155928.2)、《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁基的糾偏方法》(專利號為201310210449.6)描述了一種管樁樁基偏斜后糾偏的方法，兩者本質(zhì)是采用建筑物糾偏中的迫降法利用地基應(yīng)力解除法和樁身卸載法對管樁頂部強(qiáng)制推力進(jìn)行推動，進(jìn)而迫使樁頂復(fù)位。上述方法需要用到大型挖機(jī)，一些小基坑根本沒有辦法停放大型挖機(jī)，甚至大型挖機(jī)的移動可能會使原本沒有偏斜的樁基發(fā)生偏斜。另外還有《預(yù)應(yīng)力管樁在軟土地基中的糾偏技術(shù)與補強(qiáng)措施》(張吉江)、《軟土地基中預(yù)應(yīng)力管樁糾偏補強(qiáng)實例》(傅建舟)、《軟土地基預(yù)應(yīng)力管樁糾偏補強(qiáng)與施工質(zhì)量控制》(傅建舟)等論文總結(jié)了常見軟土地基中糾偏技術(shù)與補強(qiáng)措施，但糾偏主要動力為機(jī)械推力，強(qiáng)制卸載樁頂應(yīng)力(或解除樁頂應(yīng)力)進(jìn)行復(fù)位糾偏，未考慮樁身漸變過渡受力和被動卸壓。

基于上述問題，需尋求研究解決方形群樁在海淤土地基中出現(xiàn)傾斜后，如何使斷裂、傾斜的樁復(fù)位并修復(fù)，使樁的承載力滿足設(shè)計和建筑規(guī)范的使用要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種適合海淤土地基的方形樁群樁糾偏施工方法，該方法可實現(xiàn)海淤土中方形群樁快速糾偏、安全糾偏，可快速固化糾偏側(cè)樁土，增強(qiáng)群樁承載力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種應(yīng)用于海淤土方形樁群樁糾偏的施工方法，包括以下步驟：

步驟1、查找偏斜的方形樁，將多個相鄰的偏斜方向一致的方形樁作為一組偏斜群樁，測量偏斜群樁的偏移位移x0和偏移傾斜角φ0，在偏斜群樁傾斜側(cè)分層注漿，固化海淤土；

步驟2、在偏斜群樁傾斜相對側(cè)打排水砂井；

步驟3、注漿孔預(yù)凝結(jié)束后，將注漿固化區(qū)域遠(yuǎn)離偏斜群樁的一側(cè)逐層挖開，并貼近固化海淤土安裝背板和液壓推力裝置；

步驟4、根據(jù)樁頂偏移位移x0和偏移傾斜角φ0計算需對背板施加的液壓推力值fx，并按所得值啟動液壓推力裝置對背板施力；步驟5、偏斜群樁恢復(fù)到預(yù)設(shè)位置后向挖坑內(nèi)回填混合有固化漿液的海淤土，固定方形樁。

本發(fā)明以組為單位同時對同一區(qū)域的多個方形樁進(jìn)行糾偏，可提高糾偏效率。確定偏斜群樁后，記錄樁偏斜率，做好初始樁頂傾移數(shù)據(jù)核算，便于準(zhǔn)確計算需要的推力。本發(fā)明通過固化傾斜側(cè)海淤土，對固化海淤土施力，力的作用傳至偏斜方形樁，從而完成對多個偏斜方形樁的快速糾偏。在偏斜相對側(cè)，利用排水砂井將施力過程中從海淤土中擠出的水分及時排出，實現(xiàn)海淤土的快速固化。偏斜群樁恢復(fù)到位后，又回填含有固化漿液的海淤土，快速固化糾偏后所空出的區(qū)域，防止方形樁再次偏斜。

步驟1的具體過程為：在偏斜群樁傾斜側(cè)距離樁基3倍于方形樁邊長處布設(shè)注漿孔，注漿孔深度為方形樁長度的1/3，分別在距離方形樁頂端1/3樁長處、1/4樁長處及方形樁頂端注入固化海淤土漿液，預(yù)凝48小時，固化三層區(qū)域。本發(fā)明從上到下設(shè)置三層固化區(qū)域，將方形樁中部固定住，防止在對樁頂施力糾偏時樁底發(fā)生移位。

步驟2所述排水砂井在兩兩相鄰方形樁中間處布置，每個排水砂井呈梅花狀，排水砂井中打入排水板，連接排水泵系統(tǒng)。所述砂井為軟土地基真空預(yù)壓法實施中的常見材質(zhì)的砂井，或用等粒徑的鎳鐵廢渣替代井。

步驟3中在開挖區(qū)域上方安裝攝像裝置，對開挖過程中的固化海淤土進(jìn)行監(jiān)控，如有海淤土擠出或者流塑態(tài)則停止開挖，從注漿孔注入漿液，進(jìn)一步注漿固化后再繼續(xù)開挖。

步驟4中根據(jù)測量的初始偏移位移x0和偏移傾斜角φ0計算樁頂水平軸力q0及彎矩m0，設(shè)置液壓推力值fx>q0，樁頂偏移位移x0和偏移傾斜角φ0的公式如下：

x0＝axq0/α³ei+bxm0/α²ei，

φ0＝-(aφq0/α²ei+bφm0/αei)；

其中，系數(shù)ax、bx、α為常數(shù)，e、i分別為樁的彈性模量和截面慣矩。

步驟4中多個液壓推力裝置同步啟動，以相同的推速和推力對背板施力，施力過程中排水泵系統(tǒng)持續(xù)運行，將擠壓過程中從排水砂井中排出的水抽走。本發(fā)明利用背板間接對方形樁施力，能夠基本保障推力過程中樁頂沿著傾斜反向穩(wěn)步移動。多個液壓推力裝置同時施力，可保證方形樁偏斜糾偏的同步；利用排水泵系統(tǒng)及時抽走擠出的水，可保證擠壓過程中海淤土的固化排水。方形樁恢復(fù)到位后，背板留置在挖坑內(nèi)，不進(jìn)行回拔，防止因拔出背板導(dǎo)致方形樁再發(fā)生偏移。

優(yōu)選的，所述注漿孔為32mm的pe注漿管，耐壓強(qiáng)度大于等于0.5mpa。本發(fā)明采用套管方式注入漿液，注漿孔所用的注漿管為固定的外管，向固定的注漿管內(nèi)再插入一個內(nèi)管，上下移動內(nèi)管，在不同位置注入固化漿液。

優(yōu)選的，所述的固化海淤土漿液為馬麗散拌合液。

優(yōu)選的，所述的背板材質(zhì)為pvc板，抗壓強(qiáng)度大于等于0.25mpa。

優(yōu)選的，所述的液壓推力裝置為電控動力的千斤頂。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明方法能一次糾偏多個方形樁，糾偏效率高。同時，通過固化偏斜側(cè)海淤土，能防止糾偏時的土層移位，實現(xiàn)快速、安全的糾偏。通過背板和固化區(qū)域?qū)Ψ叫螛妒┝?，能夠?qū)崿F(xiàn)樁身漸變過渡受力和被動卸壓，增強(qiáng)群樁承載力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖；

圖2是方形樁偏斜示意圖；

圖3是待糾偏樁注漿固化土層示意圖；

圖4是偏斜群樁糾偏時各部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1、背板，2、方形樁，201、正常方形樁，202、偏斜群樁，3、千斤頂，4、海淤土，401、未固化海淤土，402、第一層固化海淤土，403、第二層固化海淤土，404、第三層固化海淤土，5、排水砂井。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施過程進(jìn)行詳細(xì)說明。

一種應(yīng)用于海淤土方形樁群樁糾偏的施工方法，如圖1所示，包括以下步驟：

1、首先，查找偏斜的方形樁，將多個相鄰的偏斜方向一致的方形樁作為一組偏斜群樁202(如圖2)，測量群樁樁頂偏移位移x0和偏移傾斜角φ0，然后在偏斜群樁202傾斜側(cè)分層注漿固化。具體如下：在偏斜群樁傾斜側(cè)距離樁基3倍于方形樁邊長處布設(shè)注漿孔，注漿孔為32mm的pe注漿管，耐壓強(qiáng)度不小于0.5mpa。注漿孔長度為方形樁長度的1/3，分別在距離方形樁頂端1/3樁長處、1/4樁長處及方形樁頂端(如圖3)注入固化海淤土漿液，預(yù)凝48小時，固化后有三層固化區(qū)域402、403、404。所注入的固化海淤土漿液選用馬麗散拌合液，固化速度快。

2、在偏斜群樁傾斜相對側(cè)打排水砂井5。如圖4所示，所述排水砂井在兩兩相鄰方形樁中間處布置，每個排水砂井呈梅花狀，排水砂井中打入排水板，連接排水泵系統(tǒng)。所述砂井為軟土地基真空預(yù)壓法實施中的常見材質(zhì)的砂井，或用等粒徑的鎳鐵廢渣替代井。

3、注漿孔預(yù)凝結(jié)束后，將注漿固化區(qū)域遠(yuǎn)離偏斜群樁的一側(cè)逐層挖開，開挖過程中采用攝像裝置對固化海淤土進(jìn)行監(jiān)控，攝像裝置設(shè)置在開挖區(qū)域上方，觀測海淤土表面，如有海淤土擠出或者流塑態(tài)則停止開挖，從注漿孔進(jìn)一步注漿固化后再繼續(xù)開挖。挖至合適位置后，在靠近固化海淤土側(cè)進(jìn)行背板；安裝液壓推力裝置對背板1進(jìn)行側(cè)向預(yù)頂推(如圖4)。所述液壓推力裝置為電控動力的千斤頂3。

4、根據(jù)樁頂偏移位移和偏移傾斜角進(jìn)行反向推力核算，獲知需對背板施加的液壓推力值，并按所得值啟動液壓推力裝置對背板施力。

液壓推力值的計算公式需滿足以下假設(shè)：樁基為彈性樁，不考慮樁土間的粘著力和摩阻力，只考慮路基土方對樁的水平推力，且樁土協(xié)調(diào)變形。

假定樁頂受水平軸力q0及彎矩m0，此時樁發(fā)生彈性撓曲，樁側(cè)土產(chǎn)生橫向抗力σzx。

根據(jù)樁的撓曲微分方程：

式中：e、i——分別為樁的彈性模量及截面慣矩；

σzx——樁側(cè)土抗力，σzx＝cxz＝mzxz，c為地基系數(shù)，m是地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)，z為樁的深度；

b1——方樁的計算寬度；

xz——樁在深度z處的橫向位移(即樁的撓度)。

對上述撓曲微分方程求解，得出樁身在深處z處的橫向位移xz公式為：

對xz求導(dǎo)計算，并通過歸納整理后，得出樁頂偏移位移x0和偏移傾斜角φ0的公式如下：

x0＝axq0/α³ei+bxm0/α²ei(3)，

φ0＝-(aφq0/α²ei+bφm0/αei)(4)；

其中，系數(shù)ax、bx、α為常數(shù)。

根據(jù)測量的初始偏移位移x0和偏移傾斜角φ0計算樁頂水平軸力q0及彎矩m0，設(shè)置液壓推力值fx>q0。

5、偏斜群樁恢復(fù)到預(yù)設(shè)位置后背板側(cè)的挖坑用海淤土回填，回填的海淤土中事先混合有固化漿液，填入后及時固化，固定住方形樁。回填時，背板保持在原位，不拔出。

下面舉例說明本發(fā)明的實施過程：

江蘇某沿海地區(qū)變電所土建工程，場地面積12006.4m2，構(gòu)筑物下部結(jié)構(gòu)采用邊長1.2m、長度22m的方形樁。施工場地地層由第四系覆蓋層和基底組成，第四系覆蓋層沉積厚度約17m，主要由表層亞黏土(厚度約1.1m)和淤泥(厚度約14.2m)、沖積成因的粘性土(厚度5.0m)及坡積成因的淤泥質(zhì)亞粘土(厚度3.1m)組成。

表1表層土物理性質(zhì)

構(gòu)筑物下方形樁施工完成3月，因場地打樁機(jī)車載運動造成方形樁頂部偏移，經(jīng)測量樁頂最大偏移位移約50mm，傾斜角度0.012(弧度)。按照場地樁基規(guī)范《jgj106‐2016建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》的評判標(biāo)準(zhǔn)，需要對場地方形樁進(jìn)行糾偏處理。

首先，確定偏斜群樁區(qū)域，在偏斜群樁傾斜側(cè)距離樁基3.6m處布設(shè)注漿孔，注漿孔采用32mm的pe注漿管，耐壓強(qiáng)度不小于0.5mpa，注漿孔長度為7.3m。采用套管方式分別在距離方形樁頂端7.3m處、5.5m處及與方形樁頂端平齊處注入固化海淤土漿液，分三層固化。

然后，在偏斜群樁傾斜相對側(cè)打排水砂井，排水砂井在兩兩相鄰方形樁中間處布置，每個排水砂井呈梅花狀，排水砂井中打入排水板，連接排水泵系統(tǒng)。

注漿孔預(yù)凝結(jié)束后，將注漿固化區(qū)域遠(yuǎn)離偏斜群樁的一側(cè)逐層挖開，開挖過程中采用攝像裝置對固化海淤土進(jìn)行監(jiān)控，如有海淤土擠出或者流塑態(tài)則停止開挖，從注漿孔進(jìn)一步注漿固化后再繼續(xù)開挖。挖至合適位置后，在靠近固化海淤土側(cè)進(jìn)行背板，并在背板后方安裝液壓千斤頂。經(jīng)實測樁頂最大位移x0＝0.05m，傾斜角度φ0＝0.012(弧度)，代入公式(3)、(4)，計算得出水平軸力q0取值為117kn、彎矩m0取值為﹣1618kn·m，此時樁發(fā)生彈性撓曲，可設(shè)置千斤頂?shù)囊簤和屏?20kn，對背板進(jìn)行側(cè)向預(yù)頂推。

待偏斜群樁恢復(fù)到預(yù)設(shè)位置后用混合有固化漿液的海淤土回填挖坑，海淤土固化后固定住方形樁。

經(jīng)糾偏后施工單位檢測，本方法糾偏后的樁基能夠滿足規(guī)范施工要求。本方法可實現(xiàn)海淤土中方形樁快速糾偏、安全糾偏，可快速固化糾偏側(cè)樁土位移，增強(qiáng)群樁承載力，可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行推廣。