淺談靜壓預(yù)制管樁施工樁體上浮控制處理技術(shù)

摘要：目前，先張發(fā)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在我國建設(shè)工程樁基礎(chǔ)設(shè)計中得到了廣泛使用，而該施工工藝的沉樁施工控制成為了整個施工過程以及質(zhì)量保證的重點對象。文章通過該施工工藝在某住宅小區(qū)遇到礫砂層時樁體上浮現(xiàn)象進行研究，測試結(jié)果表明復(fù)壓可以解決靜壓高強管樁浮樁的相關(guān)問題。

關(guān)鍵詞：靜壓預(yù)制管樁；樁體上浮；沉樁效應(yīng)；樁基礎(chǔ)設(shè)計；建筑工程 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU473 文章編號：1009-2374（2017）05-0164-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.079

近年來，靜壓預(yù)制管樁因其承載力高、成本低、質(zhì)量容易控制、施工噪音低及工期短等優(yōu)點在建筑工程中應(yīng)用較為廣泛。但在施工過程中，施工工藝處理不恰當，就可能導(dǎo)致浮樁的產(chǎn)生，影響工程質(zhì)量。該工藝在某住宅小區(qū)施工時遇到礫砂層，反復(fù)壓樁無法達到設(shè)計要求深度，主要原因是同一個承臺當?shù)谝桓鶚秹旱皆O(shè)計深度后，按順序繼續(xù)壓第二根樁時出現(xiàn)樁體上浮現(xiàn)象，而且施工時的壓樁力不能滿足設(shè)計的相關(guān)要求。為了克服該現(xiàn)象，利用對角跳打或隔承臺跳打、讓礫砂超孔隙水壓力消散、摩阻力減小等技術(shù)，最終順利完成該工藝在本工程中樁基施工，并通過承載力試驗和基樁低應(yīng)變動力檢測均滿足了設(shè)計要求。本文應(yīng)用實例對靜壓管樁浮樁原因進行分析，尋找到解決施工過程中樁體上浮的有效措施。

1 住宅小區(qū)工程的概況

某住宅小區(qū)安置房一共有15幢，建筑為7層框架結(jié)構(gòu)，其面積約為90000m2，基礎(chǔ)采用PHC-AB400（100）管樁，樁長約8m。建筑設(shè)計的相關(guān)要求為樁端進入地基礫砂層大于2.0m，設(shè)計的單樁豎向抗壓極限承載力值則為1540kN，要求施工時靜壓樁的配重不小于基樁極限承載力的1.1倍。

2 管樁各項檢測的結(jié)果分析

2.1 施工管樁的動測結(jié)果

施工管樁的動測實驗以（JGJ 106-2014）的相關(guān)規(guī)范要求作為根據(jù)，要求每項工程選取總樁數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3根，進行單樁豎向抗壓承載力試驗，選取總樁數(shù)的20%。不少于10根樁進行基樁低應(yīng)變檢測，其中該住宅小區(qū)第3幢本次隨機抽取的22#樁，其典型曲線見圖1所示。

由圖1可看出，22#樁的樁身質(zhì)量完好，類似圖1中22#反射波曲線較多與模型樁中所測的波形曲線大致相符。隨意抽取多樁承臺下的一根管樁，若該施工管樁的前端為開裂狀態(tài)，相關(guān)檢測單位通常將其認定為施工Ⅱ類樁。管樁低應(yīng)變反射波法的測試原理等相關(guān)測試說明，因單節(jié)預(yù)制樁沒有相關(guān)接點，壓樁力較小，樁周圍的土層呈松軟狀，管樁的中上部位容易產(chǎn)生缺陷。由此可以說明，施工中的所有Ⅱ類管樁都是因擠土因素而使得樁身產(chǎn)生裂隙或斷裂。樁端反射的波幅會在施工管樁樁端壓入礫砂層2m以上后受到礫砂層的約束，波幅不會呈現(xiàn)大幅變化。所以管樁樁端的反射波幅越大，樁嵌入深度則會越小或者施工管樁的上浮量越大。22#樁檢測的結(jié)果也充分證明了樁端反射波幅相對較小。

2.2 管樁的靜載荷試驗

在完成住宅小區(qū)建筑樁基工程之后，根據(jù)《建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106-2014）的相關(guān)規(guī)范要求，需要對管樁開展靜載荷試驗，并對靜載荷試驗的檢測結(jié)果實施分析，結(jié)果表明22#樁測試樁確認為Ⅰ類樁。（1）Q-s曲線為緩降型，逐級加荷樁頂沉降在1386kN處達到最大值，1386～1540kN期間加荷樁頂沉降大于35mm，說明22#樁樁端出現(xiàn)了刺入性的損害，其樁體產(chǎn)生上浮使得管樁端出現(xiàn)抬腳的現(xiàn)象；（2）由試驗樁Q-s曲線的形狀，逐級加荷載的相互作用下陡降段起始位置沉降幅度較大，應(yīng)變測試結(jié)果確定該樁為Ⅰ類完整樁，樁周土在嚴重的擾動作用下破壞了土體的結(jié)構(gòu)，致使土體強度大幅降低。從復(fù)測的結(jié)果可以看出，隨著沉降幅度的加大，負荷逐漸加大后曲線的變形幅度趨緩，單樁樁體的承載力有所回升，這時則可以認為此樁頂?shù)某两盗烤褪窃摌稑扼w的上浮量。

3 工程施工中產(chǎn)生浮樁的原因

3.1 施工過程中的樁型選取不恰當

該住宅小區(qū)除去表面薄層素填土、粉質(zhì)黏土后，鉆孔揭示之下是礫砂層，靜壓樁施工樁體難以穿越，所以可選取該層作為建設(shè)持力層（端承樁）進行建筑施工。根據(jù)該住宅小區(qū)勘查設(shè)計的相關(guān)指標要求，樁端至少要穿越層礫砂2m以上才達到承載力設(shè)計的相關(guān)要求，但要將管樁壓入至設(shè)計深度按相關(guān)管樁設(shè)計要求的1.1倍配重施工將很難實現(xiàn)。在實際施工過程中樁嵌入深度達不到要求的情況下，當實施密集打樁過程中就會形成樁的上浮現(xiàn)象。

3.2 施工過程中速度超過相關(guān)要求

該安置房小區(qū)建設(shè)過程中多數(shù)使用一節(jié)管樁進行施工，在進行壓樁時就省去了接樁處理的實踐，所以在施工時速度也變得更快。在以往的施工中，建筑工程樁的成樁速度有嚴格的控制，主要包括每一天成樁的根數(shù)是多少、沉樁速度如何等。一般情況下，管樁沉樁的速度需控制在0.8～1.2m/min，管樁成樁根數(shù)控制在每天每幢樓8～10根。分析表明，該小區(qū)建筑施工的速度不符合相關(guān)規(guī)定的要求。

此外，工程布樁太密、荷載取值過大等影響因素也會導(dǎo)致浮樁的產(chǎn)生，在施工過程中應(yīng)根據(jù)工程面積計算出工程樁的數(shù)量、每個樁的承載力等，對浮樁進行有效預(yù)防與控制。

4 建筑工程浮樁處理的技術(shù)與措施

目前，對靜壓管樁產(chǎn)生浮樁也比較常見，但隨著科學技術(shù)的進步，其處理的方法也比較多。主要的處理技術(shù)有以下三種：（1）使用高壓注漿處理。應(yīng)用高壓注漿工藝處理樁端和持力層之間的空隙；（2）補樁，對鉆孔樁、管樁或靜壓錨桿樁進行補樁處理；（3）復(fù)打、復(fù)壓，對有浮樁現(xiàn)象的工程樁向外進行對角跳打或隔承臺跳打，讓礫砂超孔隙水壓力消散，摩阻力減小。復(fù)壓壓力的控制標準與工程樁施工的終壓值為2200kN，復(fù)壓次數(shù)則控制在5次，沉降量最大應(yīng)小于5mm，因該小區(qū)工程樁存在上浮現(xiàn)象且上浮量較大，故采用對角跳打或隔承臺跳打處理方案。對復(fù)打之后的相關(guān)測試結(jié)果進行分析可以得出一個明確的結(jié)論：管樁采取復(fù)打、復(fù)壓等措施對提高浮樁的單樁承載力有十分顯著的效果，上浮量明顯的管樁進行復(fù)打、復(fù)壓，其效果也較為明顯，浮樁復(fù)打、復(fù)壓的所需成本低、操作簡單，是當前廣泛推廣應(yīng)用的技術(shù)措施。

承載力檢驗達到合格的復(fù)壓樁，需對建筑物上部結(jié)構(gòu)進行施工處理。按照相關(guān)要求，對已經(jīng)完工的小區(qū)住宅樓實施沉降觀測分析，實測的結(jié)果顯示，該住宅小區(qū)施工之后的沉降觀測符合相關(guān)設(shè)計、控制的要求。同時復(fù)壓的成本相對較低，即使對如上浮量達300mm以上的樁，上浮量較大，其復(fù)壓的效果也會非常明顯。所以，對工程浮樁進行復(fù)打、復(fù)壓是對浮樁進行處理是最有效的方案，在以后的建筑工程施工中可進一步推廣應(yīng)用。

5 結(jié)語

在工程施工中，應(yīng)用靜壓預(yù)制管樁有很多優(yōu)點，但在具體的工程應(yīng)用中需要根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況選擇合適的樁型，根據(jù)建設(shè)工程實際地勘、設(shè)計、規(guī)范以及現(xiàn)場實際情況，有針對性地制定出切實有效且可行性較強的施工方案，盡量避免浮樁產(chǎn)生。（1）在建筑地基中采用靜壓預(yù)制管樁進行施工建設(shè)，由于一系列影響因素，特別是管樁擠土效應(yīng)等問題，常常會致使建設(shè)工程樁樁體產(chǎn)生上浮，此類現(xiàn)象在工程建設(shè)中難以避免。建筑施工會對樁周土體造成極大擾動，導(dǎo)致了樁側(cè)的摩阻力下降明顯。管樁浮樁使得樁端的土體產(chǎn)生損壞或抬空，導(dǎo)致了工程樁樁端的阻力急劇下降，嚴重者甚至產(chǎn)生零阻力。加之上部荷載力產(chǎn)生作用，樁體就會產(chǎn)生嚴重的刺入性損壞；（2）工程樁施工過程中，根據(jù)相關(guān)要求對工程樁進行低應(yīng)變動測分析，其反射波的波形狀以及樁端波幅大小的相關(guān)情況對是否出現(xiàn)浮樁現(xiàn)象進行初步的判斷；（3）在進行工程樁壓樁時，樁平面的布置情況、打樁的順序、布樁的密度等均會直接影響到工程樁樁體的上浮量。很多工程實例說明，相對于其他工程樁，建筑施工中間工程樁的上浮量會明顯較大，后壓樁上浮量明顯小于先壓樁，所以在建筑地基中需強化各項監(jiān)測工作，尤其是對地基側(cè)向的位移、地面及工程樁的隆起、裂縫等觀察結(jié)果對壓樁順序、進度進行控制與調(diào)整。壓樁過程中可使用跳打技術(shù)措施或者采取已打樁的兩個相對方向?qū)嵤簶叮唬?）對于覆蓋礫砂層的建筑地基，使用靜壓高強管樁進行施工，同時可選取地基層下較為牢固、堅硬的土層作為管樁持力層，施工過程中可采取大直徑取土擴頭樁來完成施工，同時避免擠土效應(yīng)的產(chǎn)生；（5）在建筑工程地基施工過程中，如果有浮樁產(chǎn)生，對有較好地基的工程樁樁端持力層可以首先應(yīng)用復(fù)壓處理技術(shù)措施，同時適當增加樁體復(fù)壓的終壓力，與此同時需嚴格控制復(fù)壓施工的速度，以此避免擠土效應(yīng)的產(chǎn)生。

參考文獻

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作者簡介：方文雄（1972-），男，云南玉溪人，云南省玉溪市建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心工程師，研究方向：建設(shè)工程質(zhì)量檢測。

（責任編輯：小 燕）