高壓注漿在管樁上浮處理中的應(yīng)用

盧 海，肖 霄，汪 虎

(淮安市水利勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 淮安 223005)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建設(shè)工程得到了較快發(fā)展，建筑物的高度越來越高，樁基礎(chǔ)具有承載力高和沉降量小的優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。而預(yù)應(yīng)力管樁由于施工效率高、施工質(zhì)量易控制、成本低等優(yōu)點(diǎn)在建設(shè)工程應(yīng)用中被優(yōu)先考慮。但也因在不同地質(zhì)條件下出現(xiàn)不同的樁土效應(yīng)，產(chǎn)生不同的工程質(zhì)量問題。如在黏土層較厚的地區(qū)，大面積的管樁施工會導(dǎo)致樁出現(xiàn)不同程度的上浮，針對該問題，采用樁底高壓注漿處理措施是本文要探討的問題。

1 工程概況

位于淮安市區(qū)某工程總用地面積約為131200m2，總建筑面積1600000m2，該工程建筑均使用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，樁徑600mm，樁長26m，單樁豎向抗壓承載力特征值2900kN，各單體設(shè)計(jì)樁數(shù)由111～285根不等，該地區(qū)土層分布見表1，地下水埋深2～3m。該工程樁基持力層為⑥層土，樁土作用范圍內(nèi)主要分布的均為黏性土層。

2 樁基上浮危害

2.1 樁基上浮問題的發(fā)現(xiàn)

該工程37#樓使用工程樁單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)檢測，共抽檢3根樁進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)50#樁沉降達(dá)83.73mm，32#樁沉降已達(dá)79.50mm，108#樁沉降達(dá)127.96mm，其沉降與壓力關(guān)系Q-s曲線如圖1所示，依據(jù)JGJ106—2014《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》，該樓所測3根樁承載力不滿足設(shè)計(jì)要求，且Q-s曲線呈現(xiàn)出，當(dāng)沉降陡降達(dá)到一定數(shù)值后，沉

表1 本工程地層描述

降又趨向于穩(wěn)定，經(jīng)分析，認(rèn)為出現(xiàn)靜載荷試驗(yàn)Q-s曲線出現(xiàn)陡降段是由于樁發(fā)生上浮，樁端與樁端持力層之間出現(xiàn)了較大空隙，在靜載荷試驗(yàn)過程中，樁被施加壓力下沉，當(dāng)樁端再次與樁端持力層緊密接觸時(shí)，沉降趨于穩(wěn)定。后對該工程所有樁樁頂標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測，發(fā)現(xiàn)大面積樁樁頂標(biāo)高比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出5～12cm不等，樁出現(xiàn)了不同程度的上浮。

圖1 三根樁靜載荷試驗(yàn)Q-s曲線

2.2 管樁上浮的危害

該工程樁基出現(xiàn)了不同程度的上浮，如不采取處理措施，在建設(shè)過程中，勢必會出現(xiàn)基礎(chǔ)的不均勻沉降，當(dāng)結(jié)構(gòu)抵抗不住不均勻沉降導(dǎo)致的應(yīng)力時(shí)，將會出現(xiàn)剪切破壞，常見的如墻體產(chǎn)生的剪切裂縫，不均勻沉降引起的墻體裂縫，系結(jié)構(gòu)性破壞裂縫，所造成的危害，輕者影響建筑物的美觀，重者墻體滲水和灌風(fēng)，影響建筑物的使用功能，造成房屋使用者心理上的不安，嚴(yán)重的會引起墻倒屋塌，出現(xiàn)傷人事故和財(cái)產(chǎn)損失。

3 原因分析

(1)群樁施工導(dǎo)致樁之間較密。由于工期要求，施工中也沒有注意跳打和間歇，樁周土層被擠密，樁機(jī)移位后，土層應(yīng)力釋放，被擠密的土層變形恢復(fù)，正摩擦力帶動樁身產(chǎn)生上浮，這種現(xiàn)象在黏土層中更為明顯。

(2)土層中有飽和水壓力。水壓力過大，造成沉樁困難，樁機(jī)移位后，水壓力初釋放時(shí)，可能至樁身克服自重上浮，最終水壓力釋放完畢，樁端阻力急劇下降，還需要繼續(xù)沉樁才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4 處理措施及效果

4.1 樁機(jī)復(fù)壓

本工程有地下室，樁頂標(biāo)高在地表下5m，使用靜壓樁機(jī)下基坑復(fù)壓，施工難度大，周期長，成本高，針對本工程基本不具備可行性。

4.2 補(bǔ)樁

依據(jù)靜載荷試驗(yàn)確定的承載力，按結(jié)構(gòu)計(jì)算采用補(bǔ)打工程樁措施，可以通過補(bǔ)打工程樁提供的承載力彌補(bǔ)原工程樁承載力的不足，缺點(diǎn)是同樣需要靜壓樁基下基坑施工，施工難度大，周期長，工程造價(jià)高，且后續(xù)施工的管樁依然會有擠土效應(yīng)導(dǎo)致樁上浮。

4.3 樁端高壓注漿

采用樁端高壓注漿，將樁端與樁端土之間的空隙充填密實(shí)， 由于注漿器械輕便，適合于在基坑下施工，施工效率高，且工程造價(jià)低，較適用于該工程的管樁上浮的處理。

4.4 高壓注漿處理及效果

經(jīng)過綜合必選，決定選用樁端高壓注漿方法處理該工程管樁上浮問題，根據(jù)本工程樁上浮情況，設(shè)計(jì)注漿范圍為管樁底以下3倍樁身直徑，每根樁注漿量為800～1000kg，采用42.5普通硅酸鹽水泥，水泥用量為40%，水灰比0.9，噴漿壓力20～25MPa，噴漿量100～150L/min，提升速度0.2m/min，施工中須保證按設(shè)計(jì)參數(shù)注入足量水泥漿。

采取處理措施28天后，選取3根樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，42#、53#、112#樁單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)Q-s曲線如圖2所示，42#、53#、112#樁加載至5800kN時(shí)，沉降量分別為9.87mm、9.08mm、13.35mm，沉降量較小，依據(jù)JGJ106—2014《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》，三根樁單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語

本文論述了當(dāng)預(yù)應(yīng)力管樁出現(xiàn)上浮情況，無法使用傳統(tǒng)樁基復(fù)壓的前提下，采用樁端高壓注漿的方式對上浮產(chǎn)生的空隙進(jìn)行加固處理，通過注漿前后的單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)結(jié)果的對比，說明高壓注漿處理措施取得了良好效果，為類似工程問題的處理提供參考。

圖2 三根樁靜載荷試驗(yàn)Q-s曲線