靜壓管樁浮樁原因及處理措施研究

汪 虎 肖 霄 朱永柏 周萬洋

靜壓管樁浮樁原因及處理措施研究

汪 虎 肖 霄 朱永柏 周萬洋

靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁具有承載力高、成本低、施工噪音低、工期短、質(zhì)量容易控制等優(yōu)點(diǎn)，近年來已在沿海和內(nèi)陸得到廣泛的應(yīng)用。但如施工工藝不當(dāng)，可能產(chǎn)生浮樁現(xiàn)象，給工程帶來質(zhì)量隱患。本文旨在分析和研究靜壓管樁浮樁原因及處理措施，提出解決樁體上浮的有效技術(shù)措施，對(duì)類似工程具有一定的借鑒意義。

一、工程概況

某工程占地面積約10000m2，建筑面積60000m2，為10～25層框架結(jié)構(gòu)，地下室2層，基礎(chǔ)開挖至地面下6m；該場(chǎng)地地勢(shì)平坦，地下水位埋深2.0～3.2m。

根據(jù)勘察資料，工程基礎(chǔ)采用PHC500、600管樁，樁長(zhǎng) 24m、26m，總樁數(shù)約1000根。單樁承載力特征值為1200kN、2100kN。

二、樁基施工概況

施工單位按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，先期施工了6根試樁，達(dá)休止期后進(jìn)行靜載試驗(yàn)，承載力符合設(shè)計(jì)要求，后按工程樁要求進(jìn)行施工，按期完成施工任務(wù)。

三、工程樁初步檢測(cè)

按照設(shè)計(jì)要求和檢測(cè)技術(shù)規(guī)范JGJ106-2003，對(duì)該工程的工程樁進(jìn)行承載力復(fù)測(cè)，11#樁沉降 49.69mm、178#樁沉降 71.96mm、204#樁沉降91.93mm，Q-S曲線見圖1。

依據(jù)規(guī)范判定所測(cè)樁均為不合格樁，主要原因是樁端與其底部持力土層產(chǎn)生了較大的空隙，應(yīng)對(duì)類似樁進(jìn)行處理。后對(duì)該工程樁的樁頂標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格復(fù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)要求有較大出入，約占總樁數(shù)52%的工程樁樁頂標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高上浮3～10cm不等。

四、浮樁原因分析

浮樁是沉樁時(shí)擠土余地不足而產(chǎn)生的擠土效應(yīng)，從而帶動(dòng)樁間土及樁向上移動(dòng)，同時(shí)由于沉樁數(shù)量的不斷增加，土體機(jī)構(gòu)產(chǎn)生較大的改變，土體中的水壓力急劇上升，產(chǎn)生了超空隙水壓力，也使樁間土及樁向上位移，從而使樁端持力層產(chǎn)生了較大的空隙。一般來說，當(dāng)樁受荷載作用時(shí)，如果荷載大于樁與樁間土的摩擦力時(shí)，樁的下沉量會(huì)突然加大，但繼續(xù)加載，樁的下沉量會(huì)趨緩。從11#樁、178#樁的Q-S曲線結(jié)合地質(zhì)條件和施工情況判定，都出現(xiàn)了浮樁，主要有以下原因：

（1）該區(qū)域?yàn)槿簶叮瑯堕g距離較小。

（2）該工程地質(zhì)主要為粘性土，且土層較厚，地下水位偏高，樁較長(zhǎng)。

（3）施工時(shí)沒有采取預(yù)鉆孔或降水等措施，減少擠土效應(yīng)和降低超空隙水壓力。

（4）施工速度太快，每天沉樁30～50根。

（5）對(duì)于群樁施工沒有嚴(yán)格按照工藝要求采取跳打，先深后淺、從中間到邊緣沉樁。

五、處理措施

1.采取復(fù)壓

對(duì)有浮樁情況的工程樁向外進(jìn)行跳打復(fù)壓，復(fù)壓壓力控制標(biāo)準(zhǔn)和工程樁施工時(shí)一樣，即為終壓值5200kN，復(fù)壓5次，最大沉降量不超過5mm。從復(fù)壓情況來看，基本都在30～60mm，個(gè)別達(dá)到110mm。

2.采用高壓注漿

對(duì)于場(chǎng)地邊角或靜壓機(jī)無法施工的浮樁，采用高壓注漿工藝處理樁端與持力層之間的空隙。

六、處理效果

樁基全部施工和復(fù)壓達(dá)到檢測(cè)要求后，根據(jù)設(shè)計(jì)、實(shí)際施工及歷次檢測(cè)情況，選取3根具有代表性的樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)，另選取5根具有代表性的樁進(jìn)行高應(yīng)變檢測(cè)，低應(yīng)變按工程樁總樁數(shù)30%抽檢。對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，該工程基礎(chǔ)承載力滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，樁身完整性及接頭質(zhì)量均符合要求。

七、結(jié)語

圖1 試樁Q-S曲線圖

通過對(duì)該工程的實(shí)踐及其他類似工程分析，對(duì)靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁施工前，應(yīng)根據(jù)地勘、設(shè)計(jì)及規(guī)范和場(chǎng)地的實(shí)際情況，編制切實(shí)可行的施工方案或施工組織設(shè)計(jì)，盡力避免浮樁現(xiàn)象的產(chǎn)生。特別是當(dāng)樁比較密集，樁周土為飽和粘土?xí)r，或地下水位較高時(shí)應(yīng)該高度關(guān)注可能會(huì)產(chǎn)生浮樁現(xiàn)象。可采取以下措施可避免浮樁產(chǎn)生：

（1）進(jìn)一步探明地質(zhì)情況，對(duì)群樁宜加大勘察布孔密度。

（2）加強(qiáng)施工過程中樁頂標(biāo)高監(jiān)測(cè)。對(duì)已經(jīng)施工好的工程樁樁頂標(biāo)高要進(jìn)行測(cè)量，樁頂標(biāo)高復(fù)測(cè)頻率依據(jù)施工情況進(jìn)行，但每2天應(yīng)不少于1次。

（3）施工時(shí)采取預(yù)鉆孔或降水等措施，減少擠土效應(yīng)和降低超空隙水壓力。

（4）控制好施工速度，不宜太快，應(yīng)依據(jù)規(guī)范按照合理工藝進(jìn)行。

（5）對(duì)于群樁施嚴(yán)格按照工藝要求采取跳打，先深后淺、從中間到邊緣沉樁。

對(duì)于已經(jīng)產(chǎn)生浮樁的工程，宜采取以下處理措施：

（1）采取復(fù)壓。對(duì)有浮樁情況的工程樁向外進(jìn)行跳打復(fù)壓。

（2）采用高壓注漿。對(duì)于場(chǎng)地邊角或靜壓機(jī)無法施工的浮樁，采用高壓注漿工藝處理樁端與持力層之間的空隙

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