軟弱夾層對預(yù)應(yīng)力管樁承載力影響的研究

童偉偉，李彩霞

(隨州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北隨州441300)

1 工程概況

某工程，框架結(jié)構(gòu)，建筑面積約7100m2，基礎(chǔ)采用PTC－500(60)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，管樁混凝土強(qiáng)度等級為C60，設(shè)計(jì)樁長23m，單樁承載力設(shè)計(jì)值1000kN，總樁數(shù)178根。工程土層情況如表1。

表1 地質(zhì)概況

2 管樁下沉?xí)r的控制措施

最后貫入度控制在5～8擊/10 cm(D40柴油錘)。對樁頂已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高但錘擊數(shù)達(dá)不到上述要求的，繼續(xù)超送，超送深度不超過50 cm。超送深度已經(jīng)達(dá)到50 cm而錘擊數(shù)仍達(dá)不到要求的，報(bào)設(shè)計(jì)人員處理。

3 樁基靜荷載實(shí)驗(yàn)

在樁基施工完成后，進(jìn)入樁基靜載荷試驗(yàn)階段。根據(jù)有關(guān)規(guī)定本工程靜載荷試驗(yàn)采用堆載平臺反力裝置，按慢速維持荷載法進(jìn)行試驗(yàn)，單樁豎向極限承載力值取設(shè)計(jì)值的2倍即2 000 kN。

4 存在軟弱夾層的樁基靜荷載實(shí)驗(yàn)Q－S曲線

選擇27#樁進(jìn)行試壓。27#試樁在1400kN的荷載作用下，本級沉降為10.80mm，是前級沉降的3.11倍(未超過5倍)，累計(jì)沉降為22.87mm(未超過50mm);在試驗(yàn)荷載1 700kN作用下，累計(jì)沉降為32.67mm。當(dāng)試驗(yàn)荷載加到1 800kN時(shí)，沉降急劇加快，樁頂?shù)淖畲蟪两盗繛?2.12mm。隨后試驗(yàn)加載停止。卸載后，回彈觀測其樁身回彈較小，最大回彈量為12.41mm，回彈率為13.90%，沉降殘余量為74.27mm。因其達(dá)到試驗(yàn)終止條件而終止試驗(yàn)(圖1)。

圖1 27#工程樁前期Q－S曲線

5 穿越夾層后樁基靜荷載實(shí)驗(yàn)Q－S曲線

由于探測點(diǎn)位數(shù)量較少，持力層表面起伏較大，且持力層可能含有軟夾層，這就使得本工程打樁存在較大的盲目性。因此，樁側(cè)增加測點(diǎn)后探測到27#樁下確有0.5 m厚淤泥質(zhì)夾層，故采用穿越夾層，將夾層下礫石作為持力層的方法，穿越夾層后Q－S曲線如圖2。

圖2 27#工程樁穿越夾層后Q－S曲線

6 樁基質(zhì)量問題分析及判定

在較大的試驗(yàn)荷載作用下產(chǎn)生極大沉降，并達(dá)到規(guī)范規(guī)定的終止試驗(yàn)的條件。如27#樁在1800kN作用下的沉降都屬于此種情況。出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因可能有兩個(gè)。

(1)試樁在試驗(yàn)過程中被壓壞。這種現(xiàn)象可通過“基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測(簡稱動(dòng)測)”來判定。經(jīng)過動(dòng)測27#樁樁身均完好(為Ⅰ類樁)。

(2)試樁的樁端持力層承載力不夠。判定此種情況的方法就是比較入土樁長與地質(zhì)勘查資料中所反映的持力層埋深的關(guān)系，判斷樁端有沒有進(jìn)入持力層、進(jìn)入深度如何、持力層中有沒有軟弱夾層等情況。但使用此方法的前提條件就是要在試樁邊有詳細(xì)的勘察資料且探孔距離不要太遠(yuǎn)，否則會(huì)影響判斷的準(zhǔn)確性。

由于本工程的幾根試樁離原先的探孔都較遠(yuǎn)，同時(shí)也為了后面的樁基處理需要，決定在本工程場址的不同方位增加布置八個(gè)探孔，以便探明各土層的分布情況。補(bǔ)充勘察數(shù)據(jù)顯示:27#樁的樁尖已進(jìn)入5號礫石層，但礫石層存在軟弱夾層，有約1 m厚，樁尖恰好處于軟弱夾層中。

7 樁基處理方案

在對以上試樁的質(zhì)量問題原因查明以后，為了保證工程質(zhì)量，并順利進(jìn)行下一道工序施工，決定對本工程的樁基礎(chǔ)進(jìn)行處理，處理方法如下。

根據(jù)補(bǔ)充勘察資料和入土深度判定為樁端未進(jìn)入5號持力層或進(jìn)入持力層，但未穿透軟夾層的工程樁進(jìn)行高壓注水泥漿處理，采用如下處理方案和施工方法。

對不同區(qū)域的類似問題樁進(jìn)行管內(nèi)鉆300mm直徑的鉆孔至5號土層1m(有夾層的需鉆穿)，提鉆后埋入注漿管至孔底，倒入配比為5～20mm卵石70%，中粗砂30%的填料，充填至－15m處，先注水沖洗，直到孔口為清水為止，再注漿固結(jié)。壓漿泵泵壓0.5 MPa。水泥選用普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.5，每根樁壓漿2 000 kg水泥。在施工時(shí)要注意保持原樁身垂直度。

8 小結(jié)

由于本工程的27#試樁離原先的探孔較遠(yuǎn)，沒有探測到軟弱夾層，工程實(shí)踐中采取增加探孔的方法，以便探明27#樁土層的分布情況。補(bǔ)充勘察數(shù)據(jù)顯示:27#樁的樁尖已進(jìn)入5號礫石層，但樁尖下的軟弱夾層約0.5 m厚。對夾層處理后，樁基承載力有明顯提高，能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

［1］JGJ 94－94建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］

［2］GB 50007－2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］

［3］DBJ/T15－22－98預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程［S］

［4］李蓓.淺談?lì)A(yù)應(yīng)力管樁錘擊法施工之監(jiān)控［C］∥第九屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(第Ⅲ卷)，2000