對預應力混凝土管樁上浮問(wèn)題的若干思考工學(xué)論文

　　摘要：預應力混凝土管樁由于具有承載力高、適應性強等特點(diǎn)，近年來(lái)得到了大力推廣，但面對預應力混凝土管樁在施工中存在的質(zhì)量問(wèn)題，管樁上浮現象十分突出，必須要引起我們關(guān)注。本文通過(guò)分析預應力混凝土管樁的施工特點(diǎn)，以秦皇島市某工業(yè)區工程為例，針對上浮原因，提出處理措施。

　　關(guān)鍵詞：預應力混凝土管樁擠土效應上浮

　　1預應力混凝土管樁的施工特點(diǎn)

　　1.1適用條件正確選擇樁型可以避免及減少擠土效應的有害影響。

　　1.1.1預應力管樁不適合用于巖溶、石灰巖地區；上部有厚淤泥軟土、下部樁端直接進(jìn)入中、微風(fēng)化層等軟硬突變的地基以及有大量孤石、有堅硬隔層的地質(zhì)。此外，由于純摩擦樁不利于管樁樁身強度的發(fā)揮，亦應慎用預應力管樁。

　　1.1.2對于大多數建筑場(chǎng)地，可考慮選用預應力管樁，但應結合地質(zhì)勘察報告和施工情況，充分考慮擠土效應的影響，決定是否選用預應力管樁以及樁基施工要求。

　　1.2樁距按樁基規范，預應力管樁最小樁中心距應不小于3.5d。當穿越飽和軟土時(shí)樁中心距要求最大，穿越非飽和土或開(kāi)口的部分擠土樁次之；對樁數少于9根、僅1～2排以摩擦為主的樁基，最小樁中心距可適減。按《地基基礎設計規范》要求，對非飽和土的最大布樁平面系數應控制在6.5％以?xún)�，對飽和土的最大布樁平面系數控制�?％。

　　正常設計可通過(guò)成樁試驗來(lái)確定單樁承載力，確定樁長(cháng)、壓樁力、最后貫人度控制等打樁參數�？梢酝ㄟ^(guò)調查，參考當地有經(jīng)驗的地基施工單位意見(jiàn)來(lái)確定布樁樁距和施工參數。如當地無(wú)管樁施工實(shí)例及施工參數，設計宜先做成樁試驗。

　　2工程概況

　　秦皇島市某工業(yè)區工程為框架結構的大型公共建筑，總建筑面積為56，780m2，柱距為l0～15m，基礎采用PHC—AB600型高強預應力混凝土管樁，樁徑Ф500mm，總樁數3956根，單樁設計承載力特征值N=3200kN，平均入土深度29.58m，持力層為強風(fēng)化花崗巖，持力層土的極限端阻力特征值qpk=6000kPa。施工采用錘擊法，4臺樁機分4個(gè)區域同時(shí)從中心開(kāi)始。在打樁過(guò)程中，基樁上浮比較嚴重，整個(gè)場(chǎng)地上升200～300mm。經(jīng)檢測，5根基樁的承載力不滿(mǎn)足設計要求，等待處理。

　　3上浮原因分析

　　3.1擠土效應是管樁上浮的主因擠土效應一方面對松填土有擠密作用，可提高地基承載力，但對壓實(shí)土在擠密的同時(shí)，會(huì )造成樁身上浮、移位和地面隆起，影響樁的承載力。對飽和軟土的擠土樁，因樁基施工使孔隙水壓力消散，土層再固結沉降產(chǎn)生樁的負摩擦力，也會(huì )引起樁承載力的下降和樁基沉降的增大。分析認為，樁承載力下降的主要原因是由于樁身上浮所引起，但不排除樁底發(fā)生疏松和涌樁等原因。

　　3.2樁的數量多、體積大該工程占地面積56780m2，總樁數3956根，同時(shí)每個(gè)承臺的樁數較多，大多數承臺樁數為10～20根，最多的達24根。由于樁與樁之間的相互影響，導致樁身上浮。根據施工記錄，該工程近4000根樁，總入土深度達117018m，平均深度29.58m，按每根樁7.78m3計算，則打人地下的混凝土樁總體積約30778m3。如果不考慮土質(zhì)壓縮，平均分攤到面積56780m2的場(chǎng)地，則平均要提高約0.54m，可見(jiàn)打入混凝土的量非常大。當土飽和密實(shí)，被擠到極限密實(shí)度而向上隆起時(shí)，相鄰的樁將被浮起。

　　3.3沖孔灌砂的影響根據勘察資料，該場(chǎng)地地下水豐富，與海水聯(lián)動(dòng)，填土下存在砂層和淤泥，不適宜采用鉆孔灌注樁，也不適宜采用天然地基或復合地基。如果采用預制樁，因南部夾有大塊石，要想穿過(guò)厚約18m的填石有很大的施工困難。因此，設計在南部采用先沖孔灌砂，再打預應力管樁，這樣就不需考慮不同基礎形式之間的差異沉降。但由于沖孔灌砂數量多，達824根，因此，需排開(kāi)更多的地下空間，大量的砂才能沖入孔中，同時(shí)在砂孔中打樁時(shí)進(jìn)樁較困難，容易打破樁頭，加劇了場(chǎng)地的隆起。

　　3.4測量誤差

　　由于儀器、操作、讀數等原因，所測數據存在測量誤差。該工程測量上的主要不足是測點(diǎn)未固定，由于施工的原因，管樁頂面很難在一個(gè)水平上，因而樁頂每一點(diǎn)標高不一致，如果先后兩次測點(diǎn)不再同一點(diǎn)，就出現了不同的標高。為了測得比較準確的數據，應在樁頂作出標記。

　　4處理措施及效果

　　4.1確定處理方案

　　全部樁施打完畢，重新測量時(shí)發(fā)現絕大部分樁存在上浮現象，而且有的上浮很?chē)乐�，最大的達45mm。為此召開(kāi)專(zhuān)題會(huì )議，分析原因并研究處理方法。鑒于該工程樁數較多，場(chǎng)地存在密實(shí)度較大的砂層，部分樁頭在收錘后接近極限荷載或出現輕微裂縫的情況，如果繼續采用錘擊法，很可能打壞管樁，因此，最后決定采用靜壓處理方案進(jìn)行處理。

　　4.2確定靜壓參數

　　為了獲得比較詳細的試驗數據，并具有可比性，選取不同區域兩根樁進(jìn)行試驗對比，確定上浮較大的兩根樁C80—4及C784—15進(jìn)行靜壓試驗。終壓力值均采用6000kN，其中C80—4樁長(cháng)29.3m，上浮25.3mm，壓入35mm；C784—15樁長(cháng)26.3m，上浮22.8mm，壓入37mm。1周后進(jìn)行靜載試驗，承載能力滿(mǎn)足設計要求。根據靜載試驗曲線(xiàn)，終壓力值確定為6000kN比較合適。

　　4.3多次靜壓處理

　　除做過(guò)靜載試驗的2根樁之外，所有的樁均按照確定的靜壓參數進(jìn)行靜壓處理，以徹底消除上浮。場(chǎng)區采用1臺靜壓樁機施工，靜壓前將露出地面的樁頭全部鋸掉，入土較深的樁先進(jìn)行接樁處理，施工順序是從中心開(kāi)始分區域對稱(chēng)進(jìn)行，嚴格監控終壓力值≯6000kN，施工過(guò)程中做好詳細的施工記錄。

　　施工完畢，再重新測量全部樁頂標高，與靜壓前測量的樁頂標高相比較，絕大部分的樁已消除上浮，但也有部分樁的上浮未徹底消除，其上浮高度較小，最多的為15mm，大多在1～10mm之間。分析認為，靜壓處理有明顯的效果，對上浮高度在10mm以?xún)鹊目刹蛔鎏幚�，僅對上浮高度在10mm以上的進(jìn)行補壓。

　　4.4處理效果

　　靜壓處理完畢，選取24根樁做靜載試驗，96根樁進(jìn)行高應變動(dòng)測檢驗。根據靜載試驗報告，實(shí)際總沉降量為l4.5～28.86mm，殘余沉降量為0.68～6.87mm，全部滿(mǎn)足設計要求。高應變動(dòng)測檢驗結果也符合規范要求。

　　4.5預防措施

　　首先應從設計上把關(guān)，優(yōu)選樁型及施工方法。對于沿海填土區，特別是新近填土區且經(jīng)過(guò)強夯或碾壓處理，應盡量避免采用高密度、大管徑的預應力管樁，優(yōu)先采用其他樁型，如鉆孔灌注樁、沖孔灌注樁及筒樁等。采用管樁時(shí)也應優(yōu)先選用靜壓法，以減小施工振動(dòng)對周?chē)�管樁的影響�?/p>

　　5結論

　　預應力混凝土管樁因其諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用，但由于該樁型在秦皇島應用時(shí)間較短，理論研究和工程實(shí)踐經(jīng)驗還不夠豐富，應用過(guò)程中仍會(huì )存在許多問(wèn)題。對這些問(wèn)題應引起足夠的重視，根據特征正確分析，采取相應的處理措施，才能確保工程質(zhì)量。

　　參考文獻:

　　[1]JGJ94—94.建筑樁基技術(shù)規范［s].北京.中國建筑工業(yè)出版社.1994．

　　[2]GB50007—2002，建筑地基基礎設計規范[S].北京.中國建筑工業(yè)出版社.2002．

　　[3]福建省工程建設地方標準.DBJ13一XX一2006.先張法預應力混凝土管樁基礎技術(shù)規程［s]．

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