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探討預(yù)應(yīng)力混凝土管樁浮樁原因與預(yù)防措施

文檔作者：黃志軍文檔來源：福建省建筑科學(xué)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年09月02日
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建 材 與 裝 飾 2014年 4月
探討預(yù)應(yīng)力混凝土管樁浮樁原因與預(yù)防措施
黃志軍
（福建省建筑科學(xué)研究院）
摘要：本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁施工中容易產(chǎn)生擠土浮樁的原因進(jìn)行了分析，并提出解決預(yù)應(yīng)力管樁浮樁的處理
方法和預(yù)防措施，并對(duì)這些方法和措施進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力管樁；浮樁；靜載荷試驗(yàn)；應(yīng)力釋放孔
中圖分類號(hào)：TU753.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1673-0038（2014）15-0100-02
引言
在我國沿海地區(qū)，高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁因施工速度快、
承載力高、造價(jià)低，近年來得到了廣泛的應(yīng)用，采用靜壓法施工
時(shí)具有施工無噪音、無震動(dòng)、速度快、工期短、質(zhì)量可靠等諸多優(yōu)
點(diǎn)，尤其適合在市區(qū)施工。但該樁型為擠土樁，在軟土地質(zhì)中施
工，容易產(chǎn)生擠土效應(yīng)從而導(dǎo)致管樁的上浮，給結(jié)構(gòu)安全帶來了
嚴(yán)重的隱患。如何采取有效的措施消除施工中管樁的上浮現(xiàn)象，
是急待解決的問題，本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)樁體上浮的原因進(jìn)行
了分析，提出解決預(yù)應(yīng)力管樁上浮的有效措施。
1 工程概況
本工程位于漳州某住宅區(qū)內(nèi)，由A、B 兩幢組成，地下結(jié)構(gòu)一
層，地上二十二層?；A(chǔ)設(shè)計(jì)采用靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，
管樁型號(hào)為PHC500-125-AB，A 幢總樁數(shù)為384 根，B 幢總樁數(shù)
為388 根，其中一部分承臺(tái)采用單樁至五樁承臺(tái)，其余采用密集
多樁大承臺(tái)。樁端持力層為散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，單樁豎向抗壓
承載力特征值Ra=2000kN，單樁豎向抗壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值R=
4000kN，最終壓樁力不小于4200kN。
根據(jù)本工程的巖土工程勘察報(bào)告，場(chǎng)地土層情況和物理力
學(xué)指標(biāo)見表1。
2 抗壓靜載荷試驗(yàn)分析
2.1 試驗(yàn)樁抗壓靜載荷試驗(yàn)分析
本工程A、B 兩幢先打10根試驗(yàn)樁，為了驗(yàn)證基樁承載力是
否滿足設(shè)計(jì)要求，抽取其中6根試驗(yàn)樁進(jìn)行抗壓靜載荷試驗(yàn)。其
中試驗(yàn)結(jié)果見表2 和圖1。試驗(yàn)結(jié)果表明，6 根試驗(yàn)樁的單樁豎向
抗壓承載力均滿足設(shè)計(jì)要求。
2.2 工程樁抗壓靜載荷試驗(yàn)分析
試驗(yàn)樁抗壓靜載荷試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)A 幢工程樁進(jìn)行大面積
施工。因工期趕，由兩臺(tái)靜壓樁機(jī)進(jìn)行施工。打樁過程中發(fā)現(xiàn)樁頂
有不同程度的上浮現(xiàn)象。樁基施工完后，開挖后對(duì)樁頂標(biāo)高進(jìn)行
測(cè)量統(tǒng)計(jì)，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，樁頂上浮量逸100mm 的樁占樁總數(shù)的
22.5%，最大上浮量為258mm。
因基樁上浮樁數(shù)多且上浮量大，建設(shè)單位會(huì)同監(jiān)理等單位抽
取4 根不同上浮量的工程樁進(jìn)行抗壓靜載荷試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯
示，除了1 根樁的極限承載力滿足設(shè)計(jì)要求外，其余3 根工程樁
的極限承載力遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值。對(duì)這3 根靜載不合格樁進(jìn)行低應(yīng)變
動(dòng)力檢測(cè)，低應(yīng)變曲線如圖2 所示，無缺陷反射，樁身完好。根據(jù)
施工記錄顯示，這三根樁施工時(shí)的最終壓樁力也均達(dá)到設(shè)計(jì)要
求。綜上分析，基樁的上浮導(dǎo)致了樁的極限承載力的下降。
土層狀態(tài)
天然重度
（kN/m3）
層厚（m）
內(nèi)聚力C （kPa）
內(nèi)摩擦角
準(zhǔn)（o）
預(yù)制樁側(cè)極限摩
阻力qs（ia kPa）
1素填土松散-稍密17.5 0.5~3.5 8.0 10.0 22
2 淤泥飽和、流塑16.0 0.4~13.0 8.0 3.0 15
3粉質(zhì)粘土可塑-硬塑18.9 0.6~8.5 20.0 14.0 35
4淤泥質(zhì)土軟塑17.2 0.7~7.2 16.0 6.5 19
5粉質(zhì)粘土可塑-硬塑19.0 0.5~6.5 24.0 12.5 40
6殘積砂質(zhì)
粘性土
可塑-硬塑19.0 0.6~9.8 23.0 11.2 50
7全風(fēng)化花
崗巖/ 20.0 0.8~7.5 30.0 25.0 90
8散體狀強(qiáng)
風(fēng)化花崗巖/ 21.0 1.2~13.8 35.0 30.0 100
表1
樁號(hào)A1 A2 A3 B1 B2 B3
最大試驗(yàn)荷（kN） 4000 4000 4000 4000 4000 4000
最大試驗(yàn)荷載作用下樁頂沉降量（mm）15.78 17.47 29.08 19.88 27.12 22.39
殘余變形（mm） 5.21 3.94 15.95 6.72 12.11 8.05
表2 試驗(yàn)樁抗壓靜載試驗(yàn)結(jié)果
圖1 Q-S 曲線圖
圖2 三根試驗(yàn)樁低應(yīng)變曲線圖
施工技術(shù)
·100·
2014 年 4月 建 材 與 裝 飾
3 原因分析
管樁產(chǎn)生上浮的原因主要是擠土效應(yīng)，擠土效應(yīng)是指當(dāng)樁沉
入地基后，樁間土體的結(jié)構(gòu)受到擾動(dòng)，土體相互擠壓、孔隙變小，
這樣就使得孔隙水壓力增大，土體發(fā)生水平方向的側(cè)移，此時(shí)樁
端與持力層之間的間隙產(chǎn)生，造成浮樁。浮樁后，樁端與土層之
間有空隙產(chǎn)生，使得樁的端阻力降低，同時(shí)還產(chǎn)生一定的負(fù)摩擦
力。這兩個(gè)因素的共同作用下，使得樁的抗壓極限承載力下降。
同時(shí)土體存在摩阻力，容易使焊接質(zhì)量差的管樁接頭及樁身可
能被拉裂或拉斷，樁身結(jié)構(gòu)被破壞。經(jīng)綜合分析后，造成A幢工
程浮樁的因素主要有以下幾方面：
（1）地質(zhì)情況，本工程部分土層的壓縮性能較大。
（2）設(shè)計(jì)樁間距小，樁數(shù)多而密。
（3）施工方法和施工順序，因趕工期，施工方未能嚴(yán)格按施工
組織設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行施工。
4 處理方法
目前一般采用以下幾種方法處理管樁浮樁問題：淤復(fù)打或復(fù)
壓，對(duì)浮樁進(jìn)行復(fù)打或復(fù)壓；于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)變更，對(duì)承臺(tái)進(jìn)行加大、
合并，或采用大底板片筏基礎(chǔ)；盂注漿，對(duì)浮樁進(jìn)行樁底后注漿；
榆補(bǔ)樁（管樁、沖鉆孔灌注樁或錨桿樁）。綜合比較上述方法后，
決定采用復(fù)壓的處理方法。
對(duì)A 幢有上浮的管樁按要求的進(jìn)行復(fù)壓（復(fù)壓壓樁力不小
于4200kN），復(fù)壓完成后建設(shè)單位會(huì)同監(jiān)理等單位抽取6 根工程
樁進(jìn)行抗壓靜載荷試驗(yàn)，其中包含之前靜載不合格的3 根樁，試
驗(yàn)結(jié)果顯示，這6 根樁的抗壓極限承載力均滿足設(shè)計(jì)要求。因此
表明，復(fù)壓后大幅提高了單樁承載力。
5 預(yù)防措施
B幢的樁基工程還未開始施工，為預(yù)防發(fā)生A幢的管樁浮樁
問題，制定了以下幾個(gè)預(yù)防措施：
（1）合理安排打樁順序：淤為盡量減少擠土效應(yīng)，適當(dāng)增加工
期，改變常規(guī)的打樁流程，增加移機(jī)次數(shù)。于多樁承臺(tái)采取跳打
的方式施工，這樣能有效的緩和樁位密集處的應(yīng)力釋放。跳打樁
間隔時(shí)間盡量控制在24h 以上。盂根據(jù)樁的入土深度，宜先長后
短、先高后低的原則安排施工順序。榆群樁基礎(chǔ)，壓樁應(yīng)從中心
位置向外。虞嚴(yán)格控制打樁速率，每天每臺(tái)機(jī)不宜超過15 根。
（2）施工過程監(jiān)控：每根樁施工完，必須準(zhǔn)確測(cè)定樁頂標(biāo)高，
并做好記錄和統(tǒng)計(jì)，在所有樁基完成后，靜壓樁機(jī)退場(chǎng)前，對(duì)樁
頂標(biāo)高進(jìn)行復(fù)查。確定樁身是否有上浮現(xiàn)象，如有出現(xiàn)，及時(shí)進(jìn)
行復(fù)壓處理。
（3）樁基施工前布置應(yīng)力釋放孔，在B 幢場(chǎng)地四周設(shè)計(jì)實(shí)施
一排應(yīng)力釋放孔?？讖?00mm，孔中心距離1000mm，孔深28m，
基本接近于樁深度且穿過淤泥層。應(yīng)力釋放孔內(nèi)應(yīng)設(shè)置毛竹籠，
毛竹籠外包纖維網(wǎng)布（密目遮陽網(wǎng)），防止泥土擠入。應(yīng)力釋放孔
平面布置如圖3 所示。
在B 幢樁基施工前布置好應(yīng)力釋放孔，然后按上述措施和
施工組織設(shè)計(jì)方案對(duì)B 幢樁基進(jìn)行施工，所有基樁施工完成后，
對(duì)樁頂標(biāo)高進(jìn)行復(fù)查后，未發(fā)現(xiàn)樁有明顯上浮現(xiàn)象，同時(shí)抽取4
根工程樁做抗壓靜載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示這4 根樁的抗壓極
限承載力均滿足設(shè)計(jì)要求。與A 幢的施工情況比較，有了明顯改
善。
6 結(jié)論
綜上所述，應(yīng)力釋放孔和和合理的打樁方法和順序可以避免
在軟土地質(zhì)中的基樁靜壓法施工中產(chǎn)生的擠土效應(yīng)，避免施工
過程中的浮樁現(xiàn)象，確保工程能夠順利進(jìn)行，具有良好的社會(huì)效
益和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)對(duì)浮樁采用復(fù)壓的處理方法，可以有效地解
決承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的問題。
參考文獻(xiàn)
[1]《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）[S].中國建筑工業(yè)出版社，2003.
[2]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2002）[S].中國計(jì)劃
出版社，2011.
收稿日期：2014-3-18
作者簡(jiǎn)介：黃志軍（1984-），助理工程師，大學(xué)本科。
圖3 應(yīng)力釋放孔平面布置圖
施工技術(shù)
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