摘 要：高強預應力管樁在施工及基坑開挖過程中上浮，造成承載力降低及異常沉降。本文對管樁靜載荷試驗異常的原因進行研究分析,從設計和施工角度提出了合理建議。

關鍵詞：高強預應力管樁;異常沉降原因; 處理措施; 預防措施

1前言

近幾年，高強度預應力混凝土管樁在我省得到了廣泛的應用。采用靜壓法施工時具有施工無噪音、無震動、施工文明、場地整潔、施工速度快、工期短、質(zhì)量可靠、造價低等諸多優(yōu)點，尤其適合于在市區(qū)施工。但是在粘土層施工時易引起土體的隆起和水平擠動，針對不同的地質(zhì)條件，如何合理設計和采用合適的施工方法、工藝，滿足工程實際需要，給預應力管樁的廣泛應用帶來很大的問題和挑戰(zhàn)，應引起足夠重視。

2工程地質(zhì)概況

本工程場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，見姜石，該層未揭穿。

3樁基檢測情況

本工程樁基全面完成后按照設計和質(zhì)檢要求進行靜載荷試驗和小應變樁身完整性檢測。小應變檢測基本合格，128#、83#樁復打前后低應變動力檢測曲線見下圖，從曲線上看復打后樁端土的擠密效果要好于復打前，在進行的3根樁的靜載荷試驗中，128#、83#樁靜載荷試驗過程中出現(xiàn)較明顯的異常情況。128#樁加載至七級時，沉降量突然加大，樁身明顯下沉，沉降量達44.6mm;83#試樁加載至六級時，沉降量也突然加大，遠大于上級沉降的五倍，沉降量達19mm這時沉降穩(wěn)定，繼續(xù)加壓至設計承載力，這2根試樁最終豎向承載力極限標準值評定為1920kN和1440kN，與設計要求值相差較大。以上試樁自施打完成到靜載荷試驗間歇時間已完全超出試驗規(guī)范要求。荷載曲線見圖表：

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，施工單位會同監(jiān)理對樁頂標高參照施工紀錄進行了現(xiàn)場比對復核，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，由于樁對土的擠壓及施工過程中靜壓機對土的擠壓作用，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)移會慢慢消失。如果壓樁速度過快，終壓后復壓又過快完成，超孔隙水壓力和土體變形未充分消散，此時的飽和粘性土表現(xiàn)為彈塑性變形特征，土體卸壓恢復過程中樁身被抬起，樁尖脫離持力層。在本工程的土質(zhì)條件及施工過程恰恰對樁的上浮造成了不利條件。通過本工程對樁頂標高的校核以及后來復打處理后樁頂標高的復測，說明樁出現(xiàn)了上浮。從對2根試樁結(jié)果的試驗值及曲線的分析來看,樁上浮是造成樁基承載力不足的主要原因。②、還有一個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，設計樁長較短，端阻力較高，樁身未有效穿透該區(qū)域，導致工程樁靜置時間較長時，樁端土的遇水軟化，造成靜載荷試驗時沉降過大，承載力明顯降低。③、 基坑開挖對樁基上浮產(chǎn)生影響。當基坑開挖時，由于樁頂標高以上一定范圍內(nèi)的上覆土壓力完全卸除，使得樁土間的側(cè)摩阻力強度降低，造成樁土摩擦面豎向有效應力的降低，尤其對處于基坑中央部位的樁影響較大。

5復打處理及效果

通過上述分析，可判定此次樁基靜載試驗異常的主要原因為樁身上浮以及樁端持力層侵水軟化等。由于場地的限制，決定采用錘擊法對管樁進行復打的處理，錘擊法復打時采用較重的錘，按設計要求最后貫入度≤10mm，同時控制復打擊數(shù)，以免樁身產(chǎn)生不利影響�？紤]該批樁的特殊性，基本上進行了2次復打，最后在10d后對樁基分別進行小應變和靜載試驗，其中小應變檢測基本合格。從復打后的靜載試驗檢測結(jié)果看來，靜載荷試樁的安全系數(shù)均達到2，對個別不能復打的承臺，該承臺根據(jù)情況進行了補樁處理。

6 建議

由于土層的復雜性，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準值。在飽和粘土中采用開口樁尖可解決在粘土層中快速沉樁引起樁的卸壓回彈問題，由于開口樁尖在沉樁時樁內(nèi)孔可以進入部分土體，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應認真進行復壓處理，復壓時把終止壓力值適當提高，油壓值控制在單樁豎向承載力極限標準的110%左右，并持荷0.5～1min。

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