浅谈软土地基桩基施工应该注意的问题
2013-12-11
在软土地基上施工桥梁桩基是最容易发生桩基移位现象，有时桩基移位达到桩基直径的一倍，导致桩基发生一定挠度的弯曲变形，而有时桩基经低应变动测报告后并没有发生断桩现象，但是变形后的桥梁桩基受力会发生根本性的改变，因此如何确定施工方法，控制施工顺序是至关重要的。
一、案例概况：
下面是某市经济开发区主干道桥梁桩基施工概况：该桥梁地处经济开发区纬四路与经二路交叉处，纬四路已经建成，经二路只是在规划当中，规划当中经二路右侧是一条废弃了的小河，而本桥梁就是建在这条小河之上，桥梁设计三跨，每跨长度10米，桥梁宽度36米，桥墩桩14根，桥台桩14根，两边人行道各分布两根桥桩，车行道分布3根桥桩，桥墩桩设计深度65米，设计直径1.2米，桥台桩设计深度55米，设计直径1.2米，桥后台沿桥宽设计35米范围的深层水泥搅拌桩，深层水泥搅拌桩在桥台钻孔桩外侧先打18米的两排，间距为1×1米，然后沿桥台往后每退一排依次减0.5米至12米时不变，间距也是1×1米，地质情况是从桥台桩顶往下0~1为路基块石，1~5米为粘土层，5~35米为淤泥层，35~50为粘土层，50~65为粘土沙土层。
本桥梁需要建在已经建成的纬四路上，也就是说必须半封闭施工，桩基施工完后必须开挖纬四路路基至设计桥墩桩系梁底标高，开挖土方外运，满足小河河水以后从桥底通过，设计图纸要求在不挠动原地基土的情况下进行土方开挖。
二、某公司采用的施工方法和施工顺序
现在是某市政工程有限公司上报并经监理单位和建设单位同意的双代号网络施工顺序，大致施工顺序是这样，先施工桥梁所有桩基（那时正值2003年材料涨价，甲方也为了减少索赔，甲方也以政策处理难为由，工期可以顺延），然后等桩基达到龄期后，就开始大开挖土方，开挖至系梁底设计标高，开挖深度平均4.2米，桥台桩留在岸上凿1米桩头后接桩，然后凿桩头，进行低应变动测确定合格，接着开始了桥台的深层水泥搅拌桩施工，深层水泥搅拌桩施工采用两台桩机分别从两侧向中间从桥台处往后进行施工。
三、采用这样的施工方法产生的问题：
当两台深层水泥搅拌桩机从两侧向中间施工完毕深层水泥搅拌桩时，所有桥台钻孔桩成弧线产生位移，两端位移小，中间的桩产生的位移最大（位移是桩径的一半），桥台桩内侧的第一排桥墩桩也一样成弧线产生一定的变形。
四、导致这种问题产生的原因：
1、水泥搅拌桩中搅拌好的水泥在凝固过程当中会散发热量，产生水平应力，当水泥搅拌桩依次从桥台向后施工范围达35米，且两台搅拌桩机又从两侧向中间靠拢，这样形成“群桩效应”，当所有的水平应力加起来向外面发散时，除相互抵消之外，钻孔桩成了这些没抵消的水平应力的“发泄对象”，于是越处在中间的钻孔桩受到“发泄”的力越大，产生水平位移也越大，钻孔桩从中间往两侧依次产生的位移就越小。
2、另外本工程在施工深沉水泥搅拌桩之前进行了土方大开挖，开挖深度达4.2米，扰乱的原地基，是处在岸上的钻孔桩没有来自里侧了土体的水平抵挡应力，一旦外侧受水泥搅拌桩产生的水平应力会迅速向里侧产生位移。
五、如何防止该问题的产生：
从施工顺序上控制
第一种施工顺序是，首先施工完毕深层水泥搅拌桩，待深层水泥搅拌桩全部终凝完毕后再施工钻孔桩，最后进行开挖土方，土方开挖要求桥台桩内外两侧也要挖深至系梁顶标高，以防止外侧土应力使桥台桩产生位移。
第二种施工顺序是，由于本桥梁桥台为桩柱式桥台，可以先施工钻孔桩，再进行开挖土方，土方开挖要求桥台桩内外两侧也要挖深至系梁顶标高，以防止外侧土应力使桥台桩产生位移。深层水泥搅拌桩待桥板安装完毕后再施工，桥台采用土工格栅设置柔性挡土墙来抵挡后台的土水平应力，深层水泥搅拌桩作为防止桥台后方土层不均匀沉降。
六、该问题产生补救的一些措施
钻孔桩发生位移后，应该组织有资质的实验单位对钻孔桩进行低应变动测，如果结果没有断桩现象，那么可以用挖机从桥台桩外侧开挖土方，并把开挖的土方堆在桥台桩的内侧，这样来自外侧的水平应力就会减少，而堆在内侧的土方又产生向外的水平应力把桥台桩向外挤，导致钻孔桩减少水平位移。在开挖土方时，应该设置观测点对桩位进行观测，以确定桩位回归情况，当所有桩回归到设计偏差标准则停止往下开挖。
