PHC靜壓管樁靜載試驗異常情況分析

李皓暉，岑成漢，黃 涵，李日迎

(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設計研究院，廣西 南寧 530029)

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PHC靜壓管樁靜載試驗異常情況分析

李皓暉，岑成漢，黃 涵，李日迎

(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設計研究院，廣西 南寧 530029)

文章以百色市某黏土建筑場地PHC靜壓管樁為研究對象，針對該場地基樁單樁豎向抗壓靜載結果異?，F(xiàn)象，結合現(xiàn)場施工、勘察資料和低應變檢測結果等，分析導致Q-s曲線陡降這一異常表現(xiàn)的原因，并提出了針對性的處理措施，可為今后類似條件下的PHC管樁靜壓施工提供參考依據(jù)。

PHC管樁；靜載試驗；異常現(xiàn)象；原因分析；處理措施

0 引言

靜壓PHC預應力管樁因具有耐壓、穿透能力強、造價適宜、施工工效高、成樁質量可靠、監(jiān)控檢測方便、現(xiàn)場整潔與文明施工等眾多優(yōu)點，已為越來越多的工程所選用，也取得了較好的應用效果。但PHC管樁為擠土樁，靜壓施工過程中會對周圍土體產生擾動，在飽和軟黏土中施工現(xiàn)象更為明顯。因此，在具體的工程實踐中，有諸多靜壓PHC管樁單樁豎向抗壓靜載試驗結果異常的先例，前人們也對此進行了大量的研究[1-6]。

本文針對百色市某黏土建筑場地PHC靜壓管樁單樁豎向抗壓靜載異常結果這一現(xiàn)象，結合場地巖土性質的特點和低應變試驗結果數(shù)據(jù)，分析靜壓PHC管樁在該工程條件下單樁豎向抗壓靜載結果異常的原因及影響，并提出相應的預防處理措施，以期為今后類似工程條件下PHC管樁的設計與施工提供參考。

1 工程概況

本項目場地位于百色市，擬建3棟高34 F住宅樓及2 F裙樓商鋪、2棟高3 F獨立商鋪、1棟高4 F獨立商鋪，設1-2層整體地下室，總占地面積約28 000.00 m2，地下室設計采用預應力高強混凝土管樁(PHC)，樁身混凝土為C80，樁尖采用十字形鋼樁尖，樁徑為500 mm，壁厚125 mm，單樁豎向設計承載力特征值為1 850 kN，樁端持力層為圓礫層，樁端入持力層深度≥1 000 mm，管樁的承載類型為端承摩擦樁(抗壓樁)。設計對靜壓PHC管樁的單樁豎向抗壓極限承載力和樁身完整性進行檢測，單樁豎向抗壓極限承載力檢測采用堆重靜載試驗，樁身完整性檢測采用低應變動測法。場地樁身所處地層主要為粉質黏土，褐黃色，以堅硬狀為主，局部呈硬塑狀，干強度及韌性中等，無搖振反應，切面粗糙，遇水軟化、泥化。

2 現(xiàn)場試驗檢測結果分析

2.1 靜載試驗檢測異常結果

對百色某建筑場地3號住宅樓1 282#和1 161#基樁進行單樁豎向抗壓靜載試驗檢測時，試驗檢測結果異常，具體結果如下：

1 282#試樁加載過程中前4級時沉降量較小，前4級累計沉降量為2.63 mm，在加載第5級時，沉降量劇增，單級沉降量達到15.25 mm，Q-s曲線出現(xiàn)陡降；5級以后每級沉降量為3 mm左右，且很快達到穩(wěn)定標準。試驗結束時最大沉降量為33.68 mm；卸載后最大回彈量為4.65 mm，回彈率為13.8%，見圖1。

圖1 1 282#基樁單樁豎向抗壓靜載試驗Q-s、s-lgt曲線圖

1 161#試樁在加載過程中前3級沉降量較小，沉降量為1.68 mm，加載至第4級沉降量開始增大，單級沉降量為5.87 mm，加載至第5級時單級沉降量劇增，達到19.72 mm，Q-s曲線出現(xiàn)明顯陡降，6級以后每級的沉降量為2.5 mm左右，且能較快達到穩(wěn)定標準，當加至第10級荷載，壓力為3 700 kN時，最大沉降量為40.93 mm，最大回彈量為4.35 mm，回彈率10.6%，見圖2。

圖2 1 161#基樁單樁豎向抗壓靜載試驗Q-s、s-lgt曲線圖

1 282#和1 161#試樁都是在加載至第5級荷載1 480 kN時出現(xiàn)沉降量劇增現(xiàn)象，5級荷載以后各級沉降量并不大，只有2～3 mm，且很快就能達到《建筑基樁檢測技術規(guī)范JTJ106-2014》中規(guī)定的穩(wěn)定標準。Q-s、s-lgt曲線都表現(xiàn)為異常。

2.2 靜載試驗檢測結果異常原因分析

通過對靜載檢測異常結果的分析，沉降可以分為3個階段，各階段的具體情況如下：

(1)階段一：第1～4級加載期間。該段單級沉降量小，單樁豎向承載力主要由樁周側摩阻力提供，樁端阻力基本不承擔或者承擔很少部分荷載，具體表現(xiàn)為試驗過程中沉降量小，穩(wěn)定快。

(2)階段二：第5級加載期間。所加荷載超過樁周極限側摩阻力，超出極限側摩阻力的荷載由樁端阻力承擔，但樁端阻力表現(xiàn)為無法立即發(fā)揮承載能力用，需產生一定沉降量后才能體現(xiàn)其承載作用，具體表現(xiàn)為Q-s曲線出現(xiàn)陡降段。

(3)階段三：第6級加載直至試驗檢測結束。該階段超出極限側摩阻力的荷載由樁端阻力承擔，通過樁端土的適當壓縮沉降，樁端阻力逐漸增大，能夠較好地發(fā)揮作用。具體變現(xiàn)為沉降量較小，穩(wěn)定較快。

通過上述3個階段的分析，對比Q-s和s-lgt曲線，異?，F(xiàn)象出現(xiàn)在第5級加載過程中。在靜載結束后，對基樁又進行了低應變動力檢測，低應變檢測結果顯示試樁樁身完整，為Ⅰ類樁(如圖3所示)，從而排除樁身破壞的情況。現(xiàn)場顯示，PHC管樁靜壓施工過程中，樁周地表土有隆起現(xiàn)象，樁間距為1.5～2 m，(場地土層主要為黏性土)，綜合以上特點推測：第5級沉降量劇增是由于群樁擠土效應導致樁身出現(xiàn)一定上浮，出現(xiàn)懸吊樁現(xiàn)象，當施加的荷載超過極限側摩阻力時，因樁身懸吊，樁端阻力無法發(fā)揮，導致樁體迅速下沉，當樁體下沉至接觸土層后，樁端承載力得以發(fā)揮，沉降速率迅速減少到穩(wěn)定狀態(tài)，Q-s曲線恢復正常。

圖3 1 161#基樁低應變動測曲線圖

3 處理措施及效果

3.1 處理措施及效果

針對場地因PHC管樁靜壓施工擠土效應引起的樁身上浮問題，現(xiàn)場采取對全體基樁進行復壓的措施。復壓后在1 161#基樁附近選取復壓后1 164#試樁進行靜載試驗，驗證處理效果。試驗結果顯示(見圖4)：整個試驗過程中，1 164#試樁單級沉降量小，穩(wěn)定快，加至第10級荷載結束時，壓力為3 700 kN時，最大沉降量為3.48 mm，最大回彈量為2.98 mm，回彈率達到85.6%，該試樁已達到設計要求的最大加載值且樁頂沉降達到相對穩(wěn)定標準。依據(jù)《建筑基樁檢測技術規(guī)范》(JGJ 106-2014)中的4.4.2和4.4.4要求，判定單樁豎向抗壓承載力特征值能夠達到要求。

復壓后的靜載試驗檢測結果顯示處理結果良好，也間接說明靜載結果異常原因分析的正確性。然而，在類似情況的施工中，應當提前采取措施，預防擠土效應導致的樁身上浮問題，以節(jié)省人力物力，保障工期。

圖4 1 164#基樁單樁豎向抗壓靜載試驗

4 結語

通過對百色某建筑場地PHC管樁靜載試驗異常結果的原因分析，得到以下結論：

(1)在黏性土中場地中進行PHC管樁靜壓施工可能會導致樁身出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。

(2)產生上浮現(xiàn)象的基樁在單樁豎向抗壓靜載試驗過程中會出現(xiàn)Q-s曲線陡降等異常情況，其根本原因是群樁擠土效應使樁身懸吊，加載過程中，當荷載超過樁周極限承載力后，樁端阻力需在樁體下沉至接觸下浮土層才能發(fā)揮。

(3)針對樁身上浮問題，采用復壓的處理措施能夠取得很好的效果，但是，針對具體的工程，應當提前采取措施，預防樁體上浮問題的出現(xiàn)。

[1]許永有，曾寶祥.PHC管樁靜載抗壓試驗異常沉降原因分析及處理[J].福建建筑，2010(2)：82-84.

[2]張旭輝，王耀禧.PHC管樁上浮現(xiàn)象以及處理預防[J].工程地球物理學報，2006，3(4)：315-319.

[3]夏林兵.PHC管樁沉樁擠土效應及預防措施[J].廣東建材，2009(11)：52-54.

[4]張石友，汪保明，陳艷國.PHC樁在粘性土中沉樁上浮問題探討[J].電力勘測設計，2009(4)：19-21.

[5]唐朝樂.某軟土地區(qū)PHC樁樁身上浮事故的處理[J].巖土工程界，2009，12(10)：84-86.

[6]王哲英，史同賓，姚明娟，等.某鋼廠軋機區(qū)PHC管樁基礎單樁靜載抽檢不合格原因分析[J].勘察科學與技術，2009(6)：44-46.

Analysis on Static Load Test Abnormalities of PHC Static-pressure Pipe Piles

LI Hao-hui，CEN Cheng-han，HUANG Han，LI Ri-ying

(Guangxi Communications Planning Surveying and Designing Institute，Nanning，Guangxi，530029)

With a clay construction site PHC static-pressure pipe piles in Baise City as the study object，aiming at the single-pile vertical anti-pressure static load result anomalies of foundation pile in this site，and combined with on-site construction，survey data and low strain test results，this article analyzed the causes for the abnormal performance of steep Qs curve drop，and proposed specific treatment measures，thereby providing the reference basis for PHC pipe pile static-pressure construction under similar conditions in the future.

PHC pipe pile；Static load test；Abnormality；Cause analysis；Treatment measures

U415.6

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.09.011

1673-4874(2016)09-0042-03

2016-04-23

李皓暉(1987—)，碩士研究生，研究方向：基樁檢測；

岑成漢(1980—)，碩士，高級工程師，主要從事試驗檢測工作；

黃 涵(1989—)，碩士，助理工程師，從事試驗檢測工作；

李日迎(1990—)，從事試驗檢測工作。