預(yù)制靜壓樁施工過程的回彈抬樁效應(yīng)分析

【摘要】樁頂上臺的現(xiàn)象在預(yù)制靜壓樁施工過程中十分常見，也正是由于基樁的回彈而使得基樁在承受荷載之后沉降會有很大的差異，這對于建筑工程的質(zhì)量有著很大的影響，為了保證建筑工程質(zhì)量，促進(jìn)我國工程建設(shè)的全面發(fā)展。在本文中筆者將結(jié)合自身多年的工程實(shí)例經(jīng)驗(yàn)對抬樁原因進(jìn)行分析，對回彈抬樁的解決方式提出建議。

【關(guān)鍵詞】預(yù)制靜壓樁；施工過程；回彈抬裝；復(fù)打

1、引言

建筑工程中預(yù)制靜壓樁施工過程結(jié)束之后，在砂性土壤中由于過深的將基樁埋入土中而使樁傷裂，在可塑或者硬塑的黏土中經(jīng)常會發(fā)生抬樁效應(yīng)。根據(jù)調(diào)查資料顯示，抬樁最多的為15cm，同時伴有建筑物開裂的現(xiàn)象，通過對懸樁的檢查發(fā)現(xiàn)，問題的引發(fā)原因主要是由于基樁自身的承載力不足所造成的的，在基樁支撐載荷之后建筑物就會發(fā)生沉降現(xiàn)象。以下筆者將對預(yù)制靜壓樁施工過程的回彈抬樁效應(yīng)這一問題的特征及原因等進(jìn)行闡述，以期能夠?qū)ξ覈念A(yù)制靜壓樁施工過程中所出現(xiàn)的回彈抬樁效應(yīng)解決能夠有所幫助，提高我國建筑工程的建設(shè)質(zhì)量和水平。

2、靜壓樁施工方法控制

2.1施工前應(yīng)設(shè)置測量基線與水準(zhǔn)點(diǎn)，基線應(yīng)設(shè)置在不受施工影響處。

2.2樁混凝土需達(dá)到100%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可運(yùn)輸進(jìn)場，起吊時捆綁牢固，起吊點(diǎn)符合力學(xué)原理要求，在距樁頂端0.2米處設(shè)置吊點(diǎn)，吊索與樁之間要加襯墊，起吊時平衡起升，避免碰撞和震動。樁堆放時要按長度分類堆放，堆放場地堅(jiān)實(shí)平整，且承重點(diǎn)設(shè)置在吊點(diǎn)附近距端部0.2米處，堆高不超過2層，兩端樁錯落長度不大于10厘米。

2.3樁的吊點(diǎn)定位，利用樁架附設(shè)的起重鉤吊樁就位。

2.4采用靜壓法施工，樁架挺桿和樁帽將預(yù)應(yīng)力管樁嵌固，在樁架的兩滑道中間，樁位置及垂直度經(jīng)校正后開始沉樁，樁就位要仔細(xì)檢查樁身質(zhì)量。送樁時，應(yīng)采用鋼制送樁器放于樁頭上將樁送入。施工時注意送樁器和工程樁對齊，以軸線重合為準(zhǔn)則。當(dāng)工程樁送到設(shè)計(jì)深度時，可將送樁器拔起，起拔送樁器采用樁架上導(dǎo)向滑輪鋼繩上鉤子掛好，啟動卷揚(yáng)機(jī)，慢慢拔起。

2.5當(dāng)?shù)谝还?jié)樁施壓到離地面1米時，起吊第二節(jié)樁，與底節(jié)樁對好并復(fù)核垂直度無誤后，開始施焊。焊接符合要求后，再施壓沉樁，樁頂離地面1米再起吊第二節(jié)樁，續(xù)施工就位。復(fù)核焊接垂直施焊沉樁，直到施工完畢。施焊前先檢查上下樁接觸面。再復(fù)核垂直和上下節(jié)樁的同心度，確認(rèn)無誤差或誤差很小時再全面焊接。焊縫分兩次滿焊，焊縫應(yīng)連續(xù)、飽滿。焊后應(yīng)清除焊渣。接樁動作應(yīng)迅速盡量保證連續(xù)施工。

3、工程試樁概況

某建筑高層住宅樓的建筑工程中，所采用的就是靜壓樁基礎(chǔ)，樁長設(shè)計(jì)長度為25m，樁斷面為500mm×500mm，樁基的最高承載力為1500KN。壓樁的最大壓力值規(guī)定為1200KN。

該區(qū)域自上而下的土層厚度：

A區(qū)：第一層為填土層，厚度為0.7m；第二層為細(xì)砂層，厚度為4.9m；第三層為淤泥層，厚度為4.0m；第四層為粉質(zhì)粘土層，厚度為3.2m；第五層為淤泥質(zhì)土層，厚度為5.7m；第六層為粉質(zhì)粘土層，厚度為1.9m；第七層為中細(xì)砂層，厚度為2.1m，第八層為粉質(zhì)粘土層，厚度為3.1m。A區(qū)樁基的持力層為中細(xì)砂層。

B區(qū)：第一層為細(xì)砂層，厚度為5.6m；第二層為淤泥層，厚度為4.1m；第三層為粉質(zhì)粘土層，厚度為2.4m；第四層為淤泥質(zhì)土層，厚度為6.5m；第五層為粉質(zhì)粘土層，厚度為2.2m；第六層為粘土層，厚度為2.4m；第七層為粉質(zhì)粘土層，厚度為6.3m。B區(qū)樁基的持力層為粘土層。

在此建筑高層住宅的樁基施工完成之后，通過對基樁的靜載荷實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在各級荷載作用下樁基的下沉各有不同。為了更加全面、直觀的費(fèi)基樁沉降量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在基樁施工完成之后對工程現(xiàn)場中所有的基樁進(jìn)行測量，其測量值如下：

4、對樁基的Q—S曲線特征分析

A區(qū)中樁基礎(chǔ)為砂土，在砂土中基樁沉降量的Q—S曲線通過統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)隨著壓力的增大基樁的沉降量也會隨之增加，曲線呈平滑下彎的走勢，沒有變化較為突然的拐點(diǎn)存在。由此可見在A區(qū)中的基樁其樁頂部位的標(biāo)高及代表基樁的沉降情況，樁頂?shù)奶Ц吡糠浅Ｐ?，可以忽略不?jì)。

B區(qū)中樁基礎(chǔ)為粘土，在粘土中基樁沉降量的Q—S曲線通過統(tǒng)計(jì)分析可以看出其載荷試驗(yàn)的沉降量是非常大的。在此項(xiàng)工程中的25幢135#當(dāng)其載荷達(dá)750KN的時候Q—S曲線中會出現(xiàn)明顯的拐點(diǎn)，曲線呈陡降的趨勢下滑，此時基樁的沉降增量非常大。如果此時對基樁的載荷繼續(xù)提高，到1000KN的時候，在曲線中會出現(xiàn)第二個拐點(diǎn)，自此之后曲線就變得比較平滑，表示基樁的沉降增量不會很大。對于B區(qū)的樁頂標(biāo)高的測量可以發(fā)現(xiàn)此處的基樁都有明顯的上抬現(xiàn)象。通過以上的分析可以看出基樁的回彈以及荷載之后Q—S曲線的異常都是一種必然現(xiàn)象。

5、對Q—S曲線異常的原因分析

在施工過程中，靜壓樁上的壓力消除之后基樁上的豎直壓應(yīng)力得到釋放，此時便會使基樁發(fā)生回彈的效應(yīng)，基樁回彈效應(yīng)與地質(zhì)條件有著很大的關(guān)系，是對各個基樁施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件的真實(shí)反映。通過科學(xué)的試樁實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果基樁的持力層為黏土層的時候，其抬高量通常都比較大，造成這種現(xiàn)象的原因不僅僅是受到鄰近基樁的擠壓造成的側(cè)向影響，還有一個非常重要的原因就是因?yàn)榛鶚兜某至幼冃螌痘斐煞磸?。如果樁基的持力層為砂性土，在樁基的豎直方向的壓力消除之后，砂土的變形量是非常小的，因此對于基樁的反彈量也非常小，所以以砂性土作為持力層的基樁在去掉豎直壓力之后其標(biāo)高變化量非常小。

從另一個角度來說，如果基樁的回彈上升量比較大，在對基樁的靜載荷實(shí)驗(yàn)中基樁就會出現(xiàn)大量的沉降。通過對A區(qū)、B區(qū)的Q—S曲線分析可以看出，在B區(qū)的Q—S曲線中第一個拐點(diǎn)之后曲線呈現(xiàn)明顯的陡降趨勢，此時表明基樁的沉降量非常大，在B區(qū)Q—S曲線的第二個拐點(diǎn)之后，曲線則變得較為平滑，此時基樁的沉降量相對來說要比較小。造成這一問題的主要原因就是基樁由于持力層的變形而受到回彈力，基樁上抬，上抬的過程中當(dāng)虛土將基樁和密實(shí)土隔斷之后，形成懸樁，基樁便不再回彈。

根據(jù)建筑工程中對于不同基樁的支撐條件分析，懸樁屬于摩擦樁，也就是說樁頂所承受的載荷完全都由基樁的外側(cè)在摩擦阻力的作用下所承受。在上文中所涉及到的對基樁的載荷試驗(yàn)中載荷分別為750KN和1000KN，而這些載荷已經(jīng)是各個機(jī)床自身的極限摩擦阻力，此時Q—S曲線中就會出現(xiàn)非常明顯的拐點(diǎn)，基樁在此時也會明顯的下沉，Q—S曲線呈現(xiàn)陡降趨勢。繼續(xù)保持基樁的荷載力，基樁便會持續(xù)下沉，直到樁基下方的虛土在樁基下沉的作用下被壓實(shí)之后，位于持力層中的端承力才能夠起到作用，這時候樁基的支撐條件已經(jīng)發(fā)生了變化，基樁已經(jīng)成為摩擦—端承樁，樁頂?shù)妮d荷由基樁周圍的土以及基樁的端土一起承擔(dān)。也正是由于這種原因在Q—S曲線中又出現(xiàn)第二個拐點(diǎn)，此時的曲線會變得相對較為平緩，樁頂?shù)某两翟隽恳矔黠@的變小。

6、如何有效避免靜壓樁施工過程中出現(xiàn)回彈效應(yīng)

由于預(yù)制靜壓樁對于工程項(xiàng)目的質(zhì)量有著很大影響，所以在靜壓樁施工過程中通過科學(xué)、合理的措施避免回彈效應(yīng)的出現(xiàn)在預(yù)制靜壓樁的過程中是非常重要的，其具體操作方式如下：

（1）在預(yù)制靜壓樁的過程中，所使用的混凝土要保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度之后在進(jìn)行靜壓樁施工，在起吊靜壓樁的過程中要根據(jù)力學(xué)的相關(guān)知識，選擇位置合理的吊點(diǎn)，以保證起吊靜壓樁的過程能夠安全、順利的實(shí)現(xiàn)。同時還要注意保護(hù)樁體，可以添加一些墊片等減少操作過程中對樁體產(chǎn)生的沖擊。

（2）預(yù)制靜壓樁的過程中主要采用的是驚訝發(fā)，通過樁架將樁基進(jìn)行固定，同時保證樁架處于滑道的中心位置，在保證其位置符合既定要求之后在進(jìn)行沉樁操作，在此項(xiàng)施工之前要對樁體進(jìn)行檢查，保證其質(zhì)量符合施工要求。在送樁的過程中主要通過送樁器實(shí)現(xiàn)專題的送入工作，在進(jìn)行此項(xiàng)施工的過程中要保證水平基線與垂直點(diǎn)吻合，達(dá)到預(yù)定位置之后在去除送樁器。

（3）在施工過程中要實(shí)行責(zé)任制，明確各個施工細(xì)節(jié)的具體負(fù)責(zé)人，并要求嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行操作。通過技術(shù)交底將施工過程中的細(xì)節(jié)加以說明，同時還要加強(qiáng)靜壓樁施工過程的驗(yàn)收工作，在出現(xiàn)靜壓樁回彈效應(yīng)的時候積極采取有效措施對問題進(jìn)行解決。施工完成之后要對預(yù)制靜壓樁進(jìn)行抽檢，同時要安排專人負(fù)責(zé)保養(yǎng)工作，保證預(yù)制靜壓樁施工過程能夠順利完成。

7、結(jié)束語

通過預(yù)制靜壓樁的施工方式，建筑物的沉降不均勻的主要影響原因是基樁回彈的作用下產(chǎn)生的。所以說在預(yù)制靜壓樁施工過程完畢之后首先要對基樁的回彈狀況進(jìn)行嚴(yán)格的審查和監(jiān)督，對于出現(xiàn)的情況要及時的處理，每隔一段時間對回彈的基樁進(jìn)行復(fù)打，這樣才能夠有效的保證建筑工程的質(zhì)量。以上是對預(yù)制靜壓樁施工過程的回彈抬樁效應(yīng)的分析，在以后的工作中還要對此問題進(jìn)行更加深入的探討和研究，盡量避免和減少回彈效應(yīng)對于建筑工程質(zhì)量的影響。

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