汪 虎 肖 霄 朱永柏 周萬洋
靜壓管樁浮樁原因及處理措施研究
汪 虎 肖 霄 朱永柏 周萬洋
靜壓高強預應力管樁具有承載力高、成本低、施工噪音低、工期短、質量容易控制等優(yōu)點,近年來已在沿海和內陸得到廣泛的應用。但如施工工藝不當,可能產生浮樁現(xiàn)象,給工程帶來質量隱患。本文旨在分析和研究靜壓管樁浮樁原因及處理措施,提出解決樁體上浮的有效技術措施,對類似工程具有一定的借鑒意義。
某工程占地面積約10000m2,建筑面積60000m2,為10~25層框架結構,地下室2層,基礎開挖至地面下6m;該場地地勢平坦,地下水位埋深2.0~3.2m。
根據(jù)勘察資料,工程基礎采用PHC500、600管樁,樁長 24m、26m,總樁數(shù)約1000根。單樁承載力特征值為1200kN、2100kN。
施工單位按設計要求進行施工,先期施工了6根試樁,達休止期后進行靜載試驗,承載力符合設計要求,后按工程樁要求進行施工,按期完成施工任務。
按照設計要求和檢測技術規(guī)范JGJ106-2003,對該工程的工程樁進行承載力復測,11#樁沉降 49.69mm、178#樁沉降 71.96mm、204#樁沉降91.93mm,Q-S曲線見圖1。
依據(jù)規(guī)范判定所測樁均為不合格樁,主要原因是樁端與其底部持力土層產生了較大的空隙,應對類似樁進行處理。后對該工程樁的樁頂標高進行嚴格復測,發(fā)現(xiàn)與設計要求有較大出入,約占總樁數(shù)52%的工程樁樁頂標高與設計標高上浮3~10cm不等。
浮樁是沉樁時擠土余地不足而產生的擠土效應,從而帶動樁間土及樁向上移動,同時由于沉樁數(shù)量的不斷增加,土體機構產生較大的改變,土體中的水壓力急劇上升,產生了超空隙水壓力,也使樁間土及樁向上位移,從而使樁端持力層產生了較大的空隙。一般來說,當樁受荷載作用時,如果荷載大于樁與樁間土的摩擦力時,樁的下沉量會突然加大,但繼續(xù)加載,樁的下沉量會趨緩。從11#樁、178#樁的Q-S曲線結合地質條件和施工情況判定,都出現(xiàn)了浮樁,主要有以下原因:
(1)該區(qū)域為群樁,樁間距離較小。
(2)該工程地質主要為粘性土,且土層較厚,地下水位偏高,樁較長。
(3)施工時沒有采取預鉆孔或降水等措施,減少擠土效應和降低超空隙水壓力。
(4)施工速度太快,每天沉樁30~50根。
(5)對于群樁施工沒有嚴格按照工藝要求采取跳打,先深后淺、從中間到邊緣沉樁。
對有浮樁情況的工程樁向外進行跳打復壓,復壓壓力控制標準和工程樁施工時一樣,即為終壓值5200kN,復壓5次,最大沉降量不超過5mm。從復壓情況來看,基本都在30~60mm,個別達到110mm。
對于場地邊角或靜壓機無法施工的浮樁,采用高壓注漿工藝處理樁端與持力層之間的空隙。
樁基全部施工和復壓達到檢測要求后,根據(jù)設計、實際施工及歷次檢測情況,選取3根具有代表性的樁進行靜載試驗,另選取5根具有代表性的樁進行高應變檢測,低應變按工程樁總樁數(shù)30%抽檢。對檢測結果進行分析,該工程基礎承載力滿足設計及規(guī)范要求,樁身完整性及接頭質量均符合要求。
圖1 試樁Q-S曲線圖
通過對該工程的實踐及其他類似工程分析,對靜壓高強預應力管樁施工前,應根據(jù)地勘、設計及規(guī)范和場地的實際情況,編制切實可行的施工方案或施工組織設計,盡力避免浮樁現(xiàn)象的產生。特別是當樁比較密集,樁周土為飽和粘土時,或地下水位較高時應該高度關注可能會產生浮樁現(xiàn)象??刹扇∫韵麓胧┛杀苊飧懂a生:
(1)進一步探明地質情況,對群樁宜加大勘察布孔密度。
(2)加強施工過程中樁頂標高監(jiān)測。對已經施工好的工程樁樁頂標高要進行測量,樁頂標高復測頻率依據(jù)施工情況進行,但每2天應不少于1次。
(3)施工時采取預鉆孔或降水等措施,減少擠土效應和降低超空隙水壓力。
(4)控制好施工速度,不宜太快,應依據(jù)規(guī)范按照合理工藝進行。
(5)對于群樁施嚴格按照工藝要求采取跳打,先深后淺、從中間到邊緣沉樁。
對于已經產生浮樁的工程,宜采取以下處理措施:
(1)采取復壓。對有浮樁情況的工程樁向外進行跳打復壓。
(2)采用高壓注漿。對于場地邊角或靜壓機無法施工的浮樁,采用高壓注漿工藝處理樁端與持力層之間的空隙
淮安市水利勘測設計研究院有限公司 223005)