摘 要：高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁在施工及基坑開(kāi)挖過(guò)程中上浮，造成承載力降低及異常沉降。本文對(duì)管樁靜載荷試驗(yàn)異常的原因進(jìn)行研究分析,從設(shè)計(jì)和施工角度提出了合理建議。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁;異常沉降原因; 處理措施; 預(yù)防措施

1前言

近幾年，高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在我省得到了廣泛的應(yīng)用。采用靜壓法施工時(shí)具有施工無(wú)噪音、無(wú)震動(dòng)、施工文明、場(chǎng)地整潔、施工速度快、工期短、質(zhì)量可靠、造價(jià)低等諸多優(yōu)點(diǎn)，尤其適合于在市區(qū)施工。但是在粘土層施工時(shí)易引起土體的隆起和水平擠動(dòng)，針對(duì)不同的地質(zhì)條件，如何合理設(shè)計(jì)和采用合適的施工方法、工藝，滿足工程實(shí)際需要，給預(yù)應(yīng)力管樁的廣泛應(yīng)用帶來(lái)很大的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，應(yīng)引起足夠重視。

2工程地質(zhì)概況

本工程場(chǎng)地第四系地層層自上而下游全新統(tǒng)人工填土、耕土、沖洪積成因的黃土、粘性土層及中、上更新統(tǒng)沖洪積成因的粘性土層組成。地層自上至下主要分布有：①層耕土，松散、稍濕以粉質(zhì)粘土為主局部粉土，層厚0.90m～1.50m。①-1層雜填土，稍濕～濕，松散，主要為生活及建筑垃圾，混有少量粉質(zhì)粘土，層厚1.60m～3.80m。②層黃土，濕～飽和，軟塑～可塑，土質(zhì)不均勻，主要為粉質(zhì)粘土局部粉土，見(jiàn)有針狀孔隙。層厚2..50m～6.50m。③層粉質(zhì)粘土，可塑，局部硬塑，土質(zhì)不均勻，局部粘�；蚍哿：�量稍高，層厚1.80m～5.90m。④層粉質(zhì)粘土，流塑～硬塑狀態(tài)，土質(zhì)不均勻，局部粘粒含量稍高，為粘性土，層厚2.90m～6.50m。⑤層粉質(zhì)粘土，硬塑～堅(jiān)硬，局部可塑，土質(zhì)不均，局部粘粒含量稍高，為粘土，層厚1.60m～4.50m。⑥層粉質(zhì)粘土，硬望～堅(jiān)硬，局部可塑，土質(zhì)不均勻，局部粘粒含量稍高，含有少量鐵錳質(zhì)結(jié)核，含有較多姜石，層厚1.05m～5.40m。⑦層粉質(zhì)粘土，硬塑～堅(jiān)硬，局部可塑，土質(zhì)不均勻，局部粘粒含量稍高，鐵錳質(zhì)結(jié)核豐富，見(jiàn)姜石，該層未揭穿。

3樁基檢測(cè)情況

本工程樁基全面完成后按照設(shè)計(jì)和質(zhì)檢要求進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)和小應(yīng)變樁身完整性檢測(cè)。小應(yīng)變檢測(cè)基本合格，128#、83#樁復(fù)打前后低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)曲線見(jiàn)下圖，從曲線上看復(fù)打后樁端土的擠密效果要好于復(fù)打前，在進(jìn)行的3根樁的靜載荷試驗(yàn)中，128#、83#樁靜載荷試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)較明顯的異常情況。128#樁加載至七級(jí)時(shí)，沉降量突然加大，樁身明顯下沉，沉降量達(dá)44.6mm;83#試樁加載至六級(jí)時(shí)，沉降量也突然加大，遠(yuǎn)大于上級(jí)沉降的五倍，沉降量達(dá)19mm這時(shí)沉降穩(wěn)定，繼續(xù)加壓至設(shè)計(jì)承載力，這2根試樁最終豎向承載力極限標(biāo)準(zhǔn)值評(píng)定為1920kN和1440kN，與設(shè)計(jì)要求值相差較大。以上試樁自施打完成到靜載荷試驗(yàn)間歇時(shí)間已完全超出試驗(yàn)規(guī)范要求。荷載曲線見(jiàn)圖表：

4原因分析

2根試樁出現(xiàn)異常情況后，根據(jù)參建各方討論的意見(jiàn)，施工單位會(huì)同監(jiān)理對(duì)樁頂標(biāo)高參照施工紀(jì)錄進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)復(fù)核，結(jié)果發(fā)現(xiàn)樁出現(xiàn)了不同程度的上浮現(xiàn)象。①、孔隙水的作用：在粘性土中沉樁時(shí)，由于樁對(duì)土的擠壓及施工過(guò)程中靜壓機(jī)對(duì)土的擠壓作用，在樁周的飽和土層中產(chǎn)生超孔隙水壓力，超孔隙水隨著土體的隆起和側(cè)移會(huì)慢慢消失。如果壓樁速度過(guò)快，終壓后復(fù)壓又過(guò)快完成，超孔隙水壓力和土體變形未充分消散，此時(shí)的飽和粘性土表現(xiàn)為彈塑性變形特征，土體卸壓恢復(fù)過(guò)程中樁身被抬起，樁尖脫離持力層。在本工程的土質(zhì)條件及施工過(guò)程恰恰對(duì)樁的上浮造成了不利條件。通過(guò)本工程對(duì)樁頂標(biāo)高的校核以及后來(lái)復(fù)打處理后樁頂標(biāo)高的復(fù)測(cè)，說(shuō)明樁出現(xiàn)了上浮。從對(duì)2根試樁結(jié)果的試驗(yàn)值及曲線的分析來(lái)看,樁上浮是造成樁基承載力不足的主要原因。②、還有一個(gè)可能的原因部分樁端持力層侵水軟化。樁端持力層下方存在可塑性粘土薄弱層，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)較短，端阻力較高，樁身未有效穿透該區(qū)域，導(dǎo)致工程樁靜置時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，樁端土的遇水軟化，造成靜載荷試驗(yàn)時(shí)沉降過(guò)大，承載力明顯降低。③、 基坑開(kāi)挖對(duì)樁基上浮產(chǎn)生影響。當(dāng)基坑開(kāi)挖時(shí)，由于樁頂標(biāo)高以上一定范圍內(nèi)的上覆土壓力完全卸除，使得樁土間的側(cè)摩阻力強(qiáng)度降低，造成樁土摩擦面豎向有效應(yīng)力的降低，尤其對(duì)處于基坑中央部位的樁影響較大。

5復(fù)打處理及效果

通過(guò)上述分析，可判定此次樁基靜載試驗(yàn)異常的主要原因?yàn)闃渡砩细∫约皹抖顺至�層侵水軟化等。由于�?chǎng)地的限制，決定采用錘擊法對(duì)管樁進(jìn)行復(fù)打的處理，錘擊法復(fù)打時(shí)采用較重的錘，按設(shè)計(jì)要求最后貫入度≤10mm，同時(shí)控制復(fù)打擊數(shù)，以免樁身產(chǎn)生不利影響�？紤]該批樁的特殊性，基本上進(jìn)行了2次復(fù)打，最后在10d后對(duì)樁基分別進(jìn)行小應(yīng)變和靜載試驗(yàn)，其中小應(yīng)變檢測(cè)基本合格。從復(fù)打后的靜載試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果看來(lái)，靜載荷試樁的安全系數(shù)均達(dá)到2，對(duì)個(gè)別不能復(fù)打的承臺(tái)，該承臺(tái)根據(jù)情況進(jìn)行了補(bǔ)樁處理。

6 建議

由于土層的復(fù)雜性，特別是持力層為粉質(zhì)粘土且局部夾有薄弱土層的情況在地質(zhì)勘察中不一定能被發(fā)現(xiàn)，所以控制壓樁終壓值非常重要，終壓值宜大不宜小，一般不宜小于單樁豎向承載力極限標(biāo)準(zhǔn)值。在飽和粘土中采用開(kāi)口樁尖可解決在粘土層中快速沉樁引起樁的卸壓回彈問(wèn)題，由于開(kāi)口樁尖在沉樁時(shí)樁內(nèi)孔可以進(jìn)入部分土體，可減少超孔隙水壓力和粘土擠土作用，減低樁身上浮。在快速沉樁完成的同時(shí)應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行復(fù)壓處理，復(fù)壓時(shí)把終止壓力值適當(dāng)提高，油壓值控制在單樁豎向承載力極限標(biāo)準(zhǔn)的110%左右，并持荷0.5～1min。

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