江傳良

摘要：本文根據(jù)工程實(shí)例，對一組預(yù)應(yīng)力混凝土管樁豎向靜載試驗(yàn)異常沉降進(jìn)行原因分析，并據(jù)此總結(jié)了今后設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁;靜載;沉降

1工程概況

昆明市某小區(qū)14層住宅樓工程（含2層地下室），上部采用剪力墻結(jié)構(gòu)，下部采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)，

雙樁至十樁承臺，管樁型號為PC-A-400（95），單樁設(shè)計(jì)長度12米，單樁設(shè)計(jì)承載力900KN，單樁允許最大承載力為2640KN，管樁施工時(shí)采用“雙控”，即控制樁長及壓樁力。本棟樓共設(shè)計(jì)工程樁343棵。

2靜載試驗(yàn)異常沉降情況

首先，按照規(guī)范中對工程樁的抽檢要求，對照地勘報(bào)告，共抽檢5棵樁進(jìn)行動(dòng)測，確認(rèn)樁身無損傷后，進(jìn)行下階段的靜載試驗(yàn)。

工程樁全面施工完成并滿足規(guī)范規(guī)定的時(shí)間間歇后，對5棵試樁進(jìn)行豎向靜載試驗(yàn)。每兩小時(shí)加載一次，每次加載160KN。當(dāng)加載236號樁時(shí)，發(fā)現(xiàn)異常，加載一至八級荷載時(shí)，總沉降量為20.19mm，當(dāng)加載到九級荷載（1600 KN）時(shí)，樁身突然沉降，單級沉降量達(dá)到26.95mm，累計(jì)沉降量達(dá)到47.14mm，按照規(guī)范，停止加載，以本次加載的上級荷載（即1440KN）作為該樁的最終壓力值。

此時(shí)，該樁壓樁力迅速下降，為查清楚該樁具體情況，繼續(xù)對該樁施加壓力，當(dāng)壓力維持在1600KN時(shí)，樁身繼續(xù)沉降，如此反復(fù)數(shù)次，壓樁力終于穩(wěn)定，此時(shí)樁身共沉降1.05米。

經(jīng)查施工記錄，上述工程樁自施工完成到靜載試驗(yàn)間歇時(shí)間為18天，施工過程正常。工程樁壓入深度為10米，工程樁最終壓樁力為2350KN。

3原因分析

3.1試驗(yàn)時(shí)間

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB5007-2002附錄Q單樁豎向靜載荷試驗(yàn)要點(diǎn)Q.0.4條規(guī)定：開始試驗(yàn)時(shí)間：預(yù)制樁在砂土入土后7天后；粘性土不得少于15天；對于飽和粘性土不得少于25天。本工程設(shè)計(jì)樁端土層為粘性土，工程樁靜載間歇時(shí)間為18天，完全符合規(guī)范要求，視為樁端土、樁周土已經(jīng)充分固結(jié)，在間歇時(shí)間上不存在問題。

3.2回填土因素

本區(qū)域存在大面積回填土，回填土平均厚度約為2米，且距項(xiàng)目13米處修建11米高擋土墻，工程樁壓入后，因擋墻存在止水作用，地下水透水途徑發(fā)生改變，樁端空心管樁開始聚集地下水，部分管樁積水嚴(yán)重。

3.3施工因素

經(jīng)查閱施工記錄，施工單位為方便壓入樁身，對壓樁點(diǎn)大面積引孔，引孔直徑為350mm（工程樁直徑為400mm），引孔深度一般在8-10米。

3.3設(shè)計(jì)因素

通過查閱地勘報(bào)告，靜載試驗(yàn)異常沉降的工程樁附近的鉆孔地質(zhì)柱狀土的地層局部夾有可塑性粘土薄層，且該薄層為不均勻透鏡體形狀，樁端持力層位于該透鏡體上方1-1.5米處。共有16棵樁在此地質(zhì)剖面上。

4處理意見

通過上面分析，此次事故主要原因?yàn)椋?/p>

4.1擋墻的存在改變了地下水的透水途徑，使得樁端積水，軟化了樁端土，降低單樁承載能力；

4.2施工時(shí)引孔過深及引孔孔徑過大，使得工程樁樁身摩擦力減小，上部壓力僅能靠樁端土體支撐，一旦樁端土體發(fā)生軟化，則單樁承載能力迅速降低；

4.3樁端持力層下方存在可塑性粘土薄弱層，設(shè)計(jì)時(shí)為減少樁長，未將樁身有效穿透該區(qū)域，導(dǎo)致工程樁靜載時(shí)，由于樁端土的遇水軟化，樁身迅速穿透透鏡體粘土薄弱層，在下方的粘土層得到支撐，此時(shí)，樁身沉降嚴(yán)重。

由此不難看出，該透鏡體處所有的樁應(yīng)該存在同樣的問題。樁身摩擦力較小，主要承載力集中于樁端，又因樁端地下水的存在，軟化了樁端可塑性粘土，使得樁端承載能力大大降低，經(jīng)向下壓入1米左右穿透該透鏡體后，沉降開始穩(wěn)定，承載力回升。

根據(jù)上述分析，對地勘報(bào)告中相同位置的其他工程樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)，同樣出現(xiàn)承載能力大大下降、沉降大大增加的現(xiàn)象，印證了上述分析。

基于此，重新對照地勘報(bào)告，對該基礎(chǔ)設(shè)計(jì)重新調(diào)整，補(bǔ)打工程樁7棵，解決了上述工程樁承載力不夠的問題，同時(shí)，鑒于該區(qū)域回填土較深，又存在地下水，為謹(jǐn)慎起見，又對補(bǔ)樁區(qū)域進(jìn)行地基梁設(shè)計(jì)，將相鄰承臺連接起來，以調(diào)節(jié)該區(qū)域的不均勻沉降，完全解決了上述問題。

5設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)注意的問題

5.1 設(shè)計(jì)方面

由于土層的復(fù)雜性，特別是持力層為粘土層且局部夾有可塑性粘土薄弱土層的情況下，進(jìn)行樁長設(shè)計(jì)時(shí)盡量考慮將樁身穿過該薄弱層，以薄弱層下方的粘土層作為持力層。

設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)充分考慮地下水對樁端的軟化作用。

5.2 施工方面

沉樁時(shí)速度不宜過快，盡量增加最終樁端壓力，盡量達(dá)到樁長及壓樁力的“雙控”要求。

引孔直徑不宜過大，引孔深度不宜過深，在能夠沉樁的情況下盡量減少引孔深度，以增加樁身摩擦力。