預(yù)應(yīng)力管樁靜載曲線異常分析及處理意見

唐建月

（無(wú)錫高新工程檢測(cè)有限公司，江蘇 無(wú)錫 214400）

1 現(xiàn)場(chǎng)施工情況說(shuō)明

該項(xiàng)目工程樁施工過(guò)程中有12 根工程樁未按要求壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高，距離設(shè)計(jì)標(biāo)高有2.0-3.0 米左右，按設(shè)計(jì)單位及監(jiān)理單位要求，從該12 根樁中隨機(jī)抽取2 根樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)判定單樁豎向抗壓極限承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求。

2 豎向抗壓靜載試驗(yàn)異常沉降情況

靜載試驗(yàn)過(guò)程中兩根試樁加載第5 級(jí)（1500KN）時(shí)，沉降量突然增加超過(guò)上一級(jí)的5 倍，按照規(guī)范要求已經(jīng)達(dá)到終止加載條件，為了查明異常情況的原因，對(duì)該兩根試樁繼續(xù)加載。當(dāng)沉降量超過(guò)100mm 左右時(shí)，樁身沉降能保持相對(duì)穩(wěn)定。繼續(xù)加載第十級(jí)（3000KN）樁身沉降又出現(xiàn)突然變大，且無(wú)法達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定。檢測(cè)結(jié)果不能滿足設(shè)計(jì)要求。出現(xiàn)異常沉降S1#樁和S2#樁靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)曲線圖見表1、圖1。

表1 S1#樁、S2#樁靜載試驗(yàn)結(jié)果匯總表

圖1 S1#樁、S2#樁靜載試驗(yàn)曲線

3 豎向抗壓靜載試驗(yàn)異常情況說(shuō)明及分析

3.1 沉降異常情況說(shuō)明

從表1和圖1可以看出，S1#樁、S2#樁加載1200KN時(shí)累計(jì)沉降量分別為9.30mm和5.36mm，加載1500KN 時(shí)沉降量突然增加分別達(dá)到58.50mm 和54.92mm。本級(jí)沉降量分別為分別為49.50mm 和49.56mm，超過(guò)前一級(jí)的5 倍。繼續(xù)加載至2700KN時(shí)，沉降量分別為90.34mm 和88.34mm，加載3000KN 時(shí)沉降量又突然增加分別達(dá)到212.23mm 和193.83mm，本級(jí)沉降量分別為121.89mm 和104.89mm，均超過(guò)了前一級(jí)的5 倍。故終止試驗(yàn)。

3.2 沉降異常原因分析

根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)勘察資料，所測(cè)樁區(qū)域淺部為可塑-硬塑的粉質(zhì)粘土。靜壓預(yù)應(yīng)力管樁屬擠土樁，在沉樁時(shí)使樁周圍土體結(jié)構(gòu)受到擾動(dòng)，改變了土的應(yīng)力狀態(tài)，從而產(chǎn)生了擠土效應(yīng)。在飽和粘性土中沉樁時(shí)，由于樁對(duì)土的擠壓，在粘性土層中產(chǎn)生超孔隙水壓力，超孔隙水壓力隨著土的隆起慢慢消失。若施工順序不當(dāng)或者施工速度過(guò)快，孔隙水壓力和土體變形未充分消散，此時(shí)粘性土表現(xiàn)為彈塑性變形，土體卸壓恢復(fù)過(guò)程中隨著孔隙水壓力消散，土層再固結(jié)沉降產(chǎn)生負(fù)摩擦力，從而導(dǎo)致樁身被抬起。經(jīng)分析該兩根試樁靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)主要表現(xiàn)為加載1500KN時(shí)樁身沉降量第一次突變。

由于選擇壓樁設(shè)備相對(duì)較小，不能提供較大的壓樁反力。導(dǎo)致樁身未壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高，距離設(shè)計(jì)標(biāo)高差2.0-3.0 米左右，從而使得樁身未按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)入持力層4 米以上。使得樁身承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)分析該兩根試樁靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)主要表現(xiàn)在加載3000KN 時(shí)樁身沉降量第二次突變。

4 處理方法和檢驗(yàn)

4.1 處理方法

根據(jù)靜載試驗(yàn)結(jié)果，施工單位對(duì)所有使用樁標(biāo)高進(jìn)行了復(fù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)絕大部分樁有上浮現(xiàn)象，為此現(xiàn)場(chǎng)召開了專題會(huì)議。分析原因并制定了處理方法：

（1）重新選擇合理的壓樁設(shè)備，保證所有工程樁均壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高。保證按設(shè)計(jì)要求樁尖進(jìn)入持力層不小于4.0 米，從而保證樁承載力。

（2）為消除樁身上浮對(duì)樁身承載力的影響，對(duì)本工程所有工程樁進(jìn)行復(fù)壓處理，且復(fù)壓順序由場(chǎng)地中心向四周區(qū)域?qū)ΨQ復(fù)壓。復(fù)壓結(jié)束后，再次對(duì)所有樁標(biāo)高進(jìn)行檢查，若仍然有樁身上浮現(xiàn)象，再次對(duì)上浮樁進(jìn)行復(fù)壓處理。

4.2 對(duì)處理結(jié)果重新檢驗(yàn)

（1）對(duì)所有工程樁復(fù)壓15 天后，重新隨機(jī)選取3 根樁進(jìn)行豎向抗壓靜載試驗(yàn)，所測(cè)3 根樁最大沉降量為8.89-15.67 mm,殘余沉降量為3.45～8.69mm，Q-S 曲線未出現(xiàn)明顯陡降，s-lgt 曲線平緩，尾部無(wú)明顯向下彎曲。故該三根樁單樁豎向抗壓極限承載力均滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）基坑開挖后，對(duì)該項(xiàng)目143 根工程樁全部進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)，所測(cè)樁均為1 類或2 類樁，均可作為工程樁使用。

（3）基坑開挖后隨機(jī)選取8 根工程樁進(jìn)行高應(yīng)變檢測(cè)，所測(cè)8 根樁豎向抗壓極限承載力均滿足設(shè)計(jì)要求。

由以上三點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果，得出驗(yàn)證該項(xiàng)目工程樁處理后滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)再次驗(yàn)證了該項(xiàng)目靜載試驗(yàn)曲線異常的原因?yàn)闃渡砦窗丛O(shè)計(jì)要求進(jìn)入設(shè)計(jì)要求的持力層深度和由于擠土效應(yīng)導(dǎo)致樁身上浮。

5 預(yù)防措施

樁基施工前，認(rèn)真充分研究工程地質(zhì)勘察報(bào)告。選擇合理的壓樁設(shè)備，當(dāng)樁身要穿透粉土或粉砂層時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)條件允許的情況下盡量選擇較大的壓樁設(shè)備，保證樁身進(jìn)入指定的持力層。同時(shí)在工程樁施工期，進(jìn)行試樁。試樁檢測(cè)合格后方能進(jìn)行工程樁施工。

在軟土低級(jí)施工較密集的群樁時(shí)，沉樁順序不當(dāng)，很容易使樁向一側(cè)擠壓，導(dǎo)致樁身斷裂。對(duì)群樁應(yīng)考慮擠土效應(yīng)，不同深度的樁基應(yīng)該先深后淺。同一單體建筑，壓樁順序應(yīng)為先壓場(chǎng)地中央樁，然后向四周區(qū)域均勻施壓，最好按照梅花形跳承臺(tái)進(jìn)行，即縱、橫軸線承臺(tái)兩個(gè)方向均要隔一個(gè)承臺(tái)才能進(jìn)行下一個(gè)承臺(tái)施壓，同時(shí)任何一個(gè)承臺(tái)與相鄰的前后左右承臺(tái)靜壓時(shí)間最少間隔7 天，從而最大限度減少相鄰承臺(tái)之間的相互影響。當(dāng)一側(cè)毗鄰建筑物時(shí)，由毗鄰建筑物一側(cè)向另一側(cè)施壓，同時(shí)保證工程樁施工不會(huì)對(duì)周圍建筑物產(chǎn)生影響。