預(yù)應(yīng)力砼管樁在房建工程地基處理中的應(yīng)用實例

摘 要:預(yù)應(yīng)力砼管樁(簡稱PHC樁)因具有制作工藝簡單，質(zhì)量容易保證，植樁方便，耐打性好，造價便宜，檢測方便，施工速度快，樁基抗震性好等優(yōu)點，在樁基工程中應(yīng)用越來越多。但有些地質(zhì)條件預(yù)應(yīng)力砼管樁是不宜使用的，由于地質(zhì)勘探資料太粗或失誤，預(yù)應(yīng)力砼管樁的質(zhì)量事故時常發(fā)生。例如在施工過程中，個別已經(jīng)打入到規(guī)定深度的管樁總會不可避免地存在上浮現(xiàn)象，給房建工程的總體質(zhì)量及計劃工期帶來了一定程度的負(fù)面影響。因此，本文通過借助廣東省內(nèi)某小區(qū)工程，對PHC樁的上浮原因及一些常見預(yù)防措施提出了個人的看法及見解，以供各位業(yè)內(nèi)同行參考借鑒。

關(guān)鍵詞:房建工程;預(yù)應(yīng)力砼管樁;上浮分析;施工對策

廣東省內(nèi)某小區(qū)工程為框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用PHC500型高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，樁徑φ500，總樁數(shù)1525根，單樁設(shè)計承載力特征值N=2950KN，平均入土深度31.0m，持力層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，施工采用錘擊打入法。在打樁過程中，個別部位的管樁上浮程度明顯，整個工作面上升約10～50cm左右。經(jīng)隨機(jī)抽驗5根樁，測驗承載力均無法滿足設(shè)計要求，對此，為確?；A(chǔ)質(zhì)量，及時找出造成管樁上浮原因，我們對以上存在的上浮問題進(jìn)行了以下分析，并有針對性地提出了一些的技術(shù)預(yù)防措施。

1 上浮原因分析

管樁上浮主要原因是擠土效應(yīng)。由于擠土效應(yīng)一方面對松填土有擠密作用，可提高地基承載力，但對壓實土在擠密的同時，造成樁身上浮、移位和地面隆起，影響樁的承載力。對飽和軟土的擠土樁，在樁基施工后因孔隙水壓力消散、土層再固結(jié)沉降產(chǎn)生樁的負(fù)摩擦力亦會引起樁承載力的下降和樁基沉降的增大。經(jīng)分析認(rèn)為，樁承載力下降的主要原因是樁身上浮所引起，但不排除樁底發(fā)生疏松和涌樁等原因。

1.1 沖孔灌砂的影響

根據(jù)勘察資料，場地為填海區(qū)，地下水豐富，與海水聯(lián)動，填土下存在砂層和淤泥，不適宜采用鉆孔灌注樁，也不適宜采用天然地基或復(fù)合地基，如采用預(yù)制樁，則南部夾有大塊石，要穿過厚約18m的填石，施工困難。因此設(shè)計在南部采用先沖孔灌砂，再打預(yù)應(yīng)力管樁。這樣就不需考慮不同基礎(chǔ)型式之間的差異沉降，但由于沖孔灌砂數(shù)量多，因此需排開更多的地下空間，大量的砂才能沖入孔中，同時在砂孔中打樁，進(jìn)樁較困難，容易打破樁頭，加劇了場地的隆起。

1.2 測量誤差

由于儀器、操作、讀數(shù)等原因，所測數(shù)據(jù)存在測量誤差。本工程主要是測點沒有固定，由于施工原因，管樁頂面很難在一個水平上，因而樁頂每一點標(biāo)高不一致，如果先后兩次測點不再同一點，就出現(xiàn)了不同的標(biāo)高。為了測得比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，在樁頂作出標(biāo)志。

2 常規(guī)處理措施

2.1 確定處理方案

全部樁打完后，重新測量，發(fā)現(xiàn)絕大部分樁存在上浮現(xiàn)象，而且有的上浮很厲害，最大的達(dá)56mm。根據(jù)本工程情況，樁數(shù)較多，場地存在密實度較大的砂層，部分樁頭在收錘后接近極限荷載或出現(xiàn)輕微裂縫，如果繼續(xù)采用錘擊法，將可能打壞管樁，因此最后確定采用靜壓處理方案進(jìn)行處理。

2.2 確定靜壓參數(shù)

為了獲得比較詳細(xì)的試驗數(shù)據(jù)，并具有可比性，選取不同區(qū)域兩根樁作試驗對比，確定上浮較大的1#樁和2#樁兩根樁進(jìn)行靜壓試驗。終壓力值均為采用6000KN，其中1#樁樁長29.5m，上浮35mm，壓入40mm，2#樁樁長32.5m，上浮46mm，壓入55mm。一周后，做靜載試驗，承載能力滿足設(shè)計要求。根據(jù)靜載試驗曲線，終壓力值確定為6000KN，比較合適。

2.3 多次靜壓處理

除作過靜載試驗的5根樁外，所有樁均按照確定的靜壓參數(shù)作靜壓處理，以徹底消除上浮。場區(qū)采用一臺靜壓樁機(jī)施工，靜壓前，將露出地面的樁頭全部鋸掉，入土較深的樁先接樁處理，施工順序是從中心開始分區(qū)域?qū)ΨQ進(jìn)行，嚴(yán)格監(jiān)控終壓力值不超過6000KN，施工過程中詳細(xì)做好施工記錄。

施工完畢，再全部重新測量樁頂標(biāo)高，與靜壓前測量的樁頂標(biāo)高相比較，絕大部分樁已消除上浮。但還有部分樁上浮未徹底消除，上浮的高度較小，最多的為15mm，大多在1～10mm之間。經(jīng)過分析認(rèn)為，靜壓處理有明顯的效果，上浮高度在10mm以下的可不作處理，僅對上浮高度在10mm以上的進(jìn)行補(bǔ)壓。

3 預(yù)防措施

3.1 優(yōu)選樁型及施工方法

首先應(yīng)從設(shè)計方面把關(guān)，對沿海填土區(qū)，特別是新近填土區(qū)又經(jīng)過強(qiáng)夯或碾壓處理，應(yīng)盡量避免采用高密度、大管徑的預(yù)應(yīng)力管樁，優(yōu)先采用其他樁型，如鉆孔灌注樁、沖孔灌注樁及筒樁等。對于管樁也應(yīng)優(yōu)先采用靜壓法，以減小施工振動對周圍管樁的影響。

3.2 嚴(yán)格控制壓樁順序

在軟土地基施工較密集的群樁時，沉樁次序不當(dāng)，很容易使樁向一側(cè)擠壓造成位移或涌起。對群樁承臺應(yīng)考慮壓樁時的擠土效應(yīng).不同深度的樁基應(yīng)先深后淺、先大后小、先長后短。同一單體建筑，一般要求先施壓場地中央的樁，后施壓周邊樁，當(dāng)一側(cè)毗鄰建筑物時，由毗鄰建筑物處向另一方向施壓。

同時要求施工順序從中心承臺開始，按梅花形跳承臺進(jìn)行，即縱、橫軸線承臺兩個方向均要隔一個承臺，才能進(jìn)行下一個承臺靜壓，同時要求任意一個承臺與相鄰的前后左右承臺的靜壓時間至少間隔七天以上，以最大限度地減少相鄰承臺之間的相互影響。沉樁期間不得開挖基坑，一般宜間隔14d，待孔隙壓力基本消散后再開挖。

3.3 適當(dāng)加大壓樁終壓力值

壓樁終壓力的選用一般以兩倍的管樁單樁豎向承載力設(shè)計值作為參考值，但施工中的壓樁終壓力可適當(dāng)加大。因為施工中的壓樁終壓力是根據(jù)在施工瞬間荷載(終壓力作用時間只是終壓控制貫入度的瞬間)作用下有土體側(cè)向約束的情況來確定的。在施工中應(yīng)定期檢查壓樁的終壓力是否達(dá)到預(yù)定值或超出極限值，以確保每一根樁達(dá)到設(shè)計要求且不致壓壞。

3.4 適當(dāng)擴(kuò)大監(jiān)測范圍

根據(jù)設(shè)計要求，管樁施工過程中，應(yīng)隨時對樁機(jī)周圍5m范圍內(nèi)的成樁進(jìn)行樁頂標(biāo)高監(jiān)測，以隨時發(fā)現(xiàn)問題，隨時解決。根據(jù)我們的經(jīng)驗，新近填土又經(jīng)過強(qiáng)夯或碾壓處理的沿海填土區(qū)，其樁機(jī)影響范圍與填土厚度存在一定量的關(guān)系。本工程開始按照設(shè)計要求監(jiān)測樁機(jī)周圍5m范圍內(nèi)的成樁，監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)，樁機(jī)周圍10m左右范圍內(nèi)的成樁均受到影響，而本工程平均填土厚度約11m左右。

4 結(jié)束語

綜上所述，為有效避免PHC樁在施打過程中出現(xiàn)的上浮情況，本人認(rèn)為，除了應(yīng)做好以上相關(guān)要求及預(yù)防措施的落實貫徹外，同時還應(yīng)做好對以下幾項內(nèi)容的控制:

4.1 沉樁過程的資料控制

對于管樁上浮方面，主要需隨時監(jiān)測并記錄每根樁的樁頂標(biāo)高，認(rèn)真做好原始資料的統(tǒng)計及匯總工作，必要時需繪出每根樁的樁頂標(biāo)高隨時間而變化的曲線，或繪出每根樁與樁機(jī)距離變化的曲線。認(rèn)真分析曲線變化，找出影響樁頂標(biāo)高的關(guān)鍵因素，從而指導(dǎo)下一步的施工。

4.2 大面積群樁建議抽樁復(fù)壓

管樁全部沉樁或錘擊到位后，不管有無上浮，為確保樁底不發(fā)生疏松和涌樁，對于大面積群樁，須抽取一定數(shù)量的樁進(jìn)行復(fù)壓，壓樁力可減至靜載荷試驗值。需復(fù)壓的樁主要是指單樁承臺、樁數(shù)多的承臺、單樁承載力比較大的承臺以及地質(zhì)條件相對復(fù)雜的承臺等。

4.3 相鄰承臺沉樁應(yīng)錯開一定時間

由于一般樁機(jī)影響范圍與填土厚度相關(guān)，但不宜小于5m，相鄰兩個承臺施工應(yīng)避開這個受影響的區(qū)域。因此沉樁順序除了遵守一般規(guī)定外，對于新近壓實的沿海填土區(qū)，相鄰兩個承臺施工的時間間隔應(yīng)錯開七天以上，確保樁周土壤顆粒應(yīng)力消散。

4.4 樁尖與樁端頭鐵板應(yīng)滿焊，如采用封口型樁尖沉樁后管樁內(nèi)應(yīng)是干燥的，如采用開口型樁尖應(yīng)征求設(shè)計單位意見是否每打完一條樁都要及時澆灌封底混凝土，特別在持力層為泥巖時，以防地下水?dāng)_動持力層。

參考文獻(xiàn)

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