預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有單樁承載力高、設(shè)計(jì)選用范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)、造價(jià)低、施工速度快等優(yōu)勢(shì)，在民用建筑中應(yīng)用比較廣泛，但是實(shí)際施工過程中很容易出現(xiàn)如樁身上浮等各種問題。本文結(jié)合項(xiàng)目工程實(shí)例分析上浮原因并著重介紹具體處理措施。

關(guān)鍵詞

預(yù)應(yīng)力管樁、鋼護(hù)筒、擠土效應(yīng)、上浮、復(fù)打

工程概況

該項(xiàng)目由10棟住宅樓及地下車庫組成，其中5#樓、6#樓基礎(chǔ)形式采用PHC-AB500-125型預(yù)應(yīng)力管樁，設(shè)計(jì)樁端進(jìn)入持力層第（7）卵石層，樁端進(jìn)入持力層≥6.5m，工程樁單樁豎向抗壓承載力特征值取Ra=1820KN，單樁豎向承載力極限值Ra=3640KN。

5#樓為18層，設(shè)計(jì)布樁為156根，6#樓為17層，設(shè)計(jì)布樁為189根，采用靜壓施工法，設(shè)計(jì)有效樁長(zhǎng)約14.5~17m。本項(xiàng)目管樁以壓力值為終壓條件，理論有效樁長(zhǎng)為輔助條件，同時(shí)需滿足樁端進(jìn)入持力層的最低規(guī)范要求。

工程地質(zhì)情況

場(chǎng)地土的類型為中軟土場(chǎng)地類別為Ⅱ類，為建筑抗震一般地段，特征周期值為0.35s。擬建建筑物抗震設(shè)防烈度為6度，可不考慮場(chǎng)地土的液化影響。各地層自上而下描述如下：

①素填土：軟弱土，結(jié)構(gòu)紊亂，土質(zhì)疏松，力學(xué)性質(zhì)極差，工程性質(zhì)極差，層厚0.8m；

②粉質(zhì)粘土：層厚2.9m，軟塑，高壓縮性，強(qiáng)度低，工程性質(zhì)差；

③粉質(zhì)粘土：層厚2m，可塑，中壓縮性，強(qiáng)度一般，工程性質(zhì)一般；

④粉質(zhì)粘土：層厚1.3m，硬塑，中壓縮性，強(qiáng)度較高，工程性質(zhì)較好；

⑤粉質(zhì)粘土：層厚1m，可塑，中壓縮性，強(qiáng)度一般，工程性質(zhì)一般；

⑥粉土夾粉砂：層厚2.2m，中密，局部夾松散狀粉砂，中壓縮性，強(qiáng)度一般，工程性質(zhì)一般；

⑦卵石：層厚8.8m，稍密，中壓縮性，強(qiáng)度較高，工程性質(zhì)較好；

⑧卵石：層厚9.5m，中密，低壓縮性，強(qiáng)度高，工程性質(zhì)良好；

施工情況

2018年5月至6月共計(jì)完成展示區(qū)7號(hào)樓1根、貨量區(qū)7根試樁施工，根據(jù)工程地質(zhì)勘察資料地質(zhì)鉆孔揭露報(bào)告表明，已進(jìn)入持力層第（7）層卵石層2~4.5m，終壓值區(qū)間為4200KN~4900KN，所有試樁經(jīng)單樁豎向抗拔和抗壓靜載試驗(yàn)檢測(cè)，中間結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求，即靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工及工藝均符合本項(xiàng)目設(shè)計(jì)、質(zhì)量要求。

5#樓主樓工程樁按4800KN進(jìn)行終壓、復(fù)壓3次的施工控制原則施工完成后，有效樁長(zhǎng)平均11~13m，已進(jìn)入持力層0.5~2.5m。隨機(jī)抽取數(shù)根樁進(jìn)行了回位復(fù)壓，復(fù)壓壓樁值與施工終壓值存在差異，樁體繼續(xù)下沉，下沉量在5cm~9.5cm。隨后召開專題會(huì)議，確定6#樓專項(xiàng)施工方案，在嚴(yán)格遵循方案中采取的施工措施的情況下，依舊發(fā)生了和5號(hào)樓相同的樁體上浮現(xiàn)象。

根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，累計(jì)最大水平位移為95mm，最大上浮值為110mm，最大樁偏差值為130mm。根據(jù)單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)檢測(cè)中間結(jié)果顯示，5#樓抽取的6根樁中有4根不滿足設(shè)計(jì)要求。

原因分析

1 擠土效應(yīng)

由于沉樁時(shí)使樁四周的土體結(jié)構(gòu)受到擾動(dòng)，改變了土體的應(yīng)力狀態(tài)而產(chǎn)生的。在沉樁過程中，由于樁自身的體積“占用”了土體原有的空間，使樁周的土體向四周排開。樁周土為飽和軟土，土體受擠壓時(shí)體積不會(huì)收縮或收縮量極小，擠壓應(yīng)力主要通過土體位移來消減，擠土效應(yīng)十分顯著，因此造成管樁上浮。

2 樁的數(shù)量多、間距過小

5#樓為18層，設(shè)計(jì)布樁為156根，6#樓為17層，設(shè)計(jì)布樁為189根，樁間距為3.5d，僅滿足規(guī)范最低間距要求。

3 沉樁速度快

打樁時(shí)，樁周土應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，在樁土界面附近產(chǎn)生較大的超孔隙水壓力，使樁基承載力具有明顯的時(shí)間效應(yīng)。

4 打樁路線不合理

打樁順序及打樁路線不合理，造成沉樁困難，產(chǎn)生擠土效應(yīng)。

處理措施

    根據(jù)召開的專題會(huì)議，對(duì)5#、6#樓345根工程樁進(jìn)行復(fù)打。

5.1 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

選配一臺(tái)YVY800靜壓樁基，現(xiàn)場(chǎng)做好降排水措施，確保樁基行走安全。同時(shí)采用機(jī)械聯(lián)合作業(yè)對(duì)坑洞回填物進(jìn)行夯實(shí)處理?，F(xiàn)場(chǎng)復(fù)打場(chǎng)地處理措施如下：

（1）材料：選用磚渣及碎石、砂、混凝土石塊、生石灰、鋼板、鋼護(hù)筒等。

（2）5#樓：場(chǎng)地上層土質(zhì)較好，對(duì)入土1m內(nèi)的工程樁進(jìn)行同一軸線上隔樁開挖，只需對(duì)每根開挖進(jìn)行復(fù)打后的樁回填土的基礎(chǔ)磚渣鋪墊后硬化即可。對(duì)3m內(nèi)開挖面積較大較深時(shí)，需要放置鋼護(hù)筒回填砂、碎石后才能進(jìn)行復(fù)打，需要進(jìn)行多次鋪墊硬化。

（3）6#樓：存在廢舊污排遺留的深淤泥質(zhì)土，深度達(dá)2.5m，采用砂、石子及生石灰混合回填碾壓。

5.2復(fù)打施工

（1）施工順序

復(fù)打施工按樁頂標(biāo)高分三類（-1.0m以內(nèi)、-1.0m至-2.0m、-2.0m以上）進(jìn)行復(fù)打，先對(duì)樁頂標(biāo)高埋深在-1.0m范圍以內(nèi)的樁復(fù)打一遍，接著按原行走路線利用鋼護(hù)筒對(duì)樁頂標(biāo)高在-1.0m至-2.0m之間的樁進(jìn)行復(fù)打。為了避免開挖樁頭與壓樁沖突，樁基間隔回旋施工，確保一邊開挖一邊復(fù)打。由于使用的復(fù)打機(jī)械噸位較大，在行走線路上配備一臺(tái)挖機(jī)對(duì)場(chǎng)地用磚渣、砼石塊進(jìn)行平整，在已處理后的場(chǎng)地上鋪墊鋼板，以保證樁基二次行走，再考慮1臺(tái)挖機(jī)在靜壓機(jī)前方進(jìn)行開挖，埋設(shè)護(hù)筒，以保證靜壓樁機(jī)連續(xù)工作。

（2）樁頭加固

由于部分樁頭高出地面影響樁機(jī)復(fù)打行走，可將部分樁頭截去，為在復(fù)打時(shí)避免對(duì)樁頭產(chǎn)生較大破壞，故而采取以下方法對(duì)樁頭進(jìn)行加固：

①截去樁頭不平整部分，并磨平樁頭；

②在樁頭兩倍樁徑范圍內(nèi)，使用C45早強(qiáng)微膨脹混凝土填充；

③制作樁頭抱箍，以加強(qiáng)在復(fù)打時(shí)樁頭部位抗壓強(qiáng)度。

（3）施工方法

①對(duì)需要復(fù)打的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁先以3650KN壓力值復(fù)打，再加壓，最終以4800KN終壓值進(jìn)行復(fù)打。復(fù)打標(biāo)準(zhǔn)為在終壓值復(fù)打時(shí)，控制最后兩級(jí)復(fù)打后沉降量小于5mm。

②按行走路線完成了樁頂標(biāo)高埋深在-1.0m范圍以內(nèi)的樁后，再按行走路線原路返回，把樁頂標(biāo)高在-1.0m至-2.0m的樁開挖出樁頭后先做一個(gè)8mm壁厚鋼護(hù)筒套在樁頭上，鋼護(hù)筒直徑為800mm，高度為1~3.5m。鋼護(hù)筒示意圖如下圖所示。在樁頭以下300~500mm處放置鋼護(hù)筒，護(hù)筒上沿低于地面100mm。設(shè)置鋼護(hù)筒是為了讓開挖出來埋深較深的樁頭在樁機(jī)行走時(shí)不被泥土覆蓋，而鋼護(hù)筒的設(shè)置，便于在復(fù)打時(shí)開挖出樁頭，使樁頭完全外露，確保送樁器對(duì)準(zhǔn)樁頂復(fù)打，減少因未對(duì)準(zhǔn)樁頂而造成復(fù)打時(shí)樁頭爆裂的風(fēng)險(xiǎn)。

③為了避免樁機(jī)在管樁樁頂行走時(shí)對(duì)已經(jīng)復(fù)打完畢的樁產(chǎn)生更大的影響，復(fù)打施工時(shí)樁機(jī)標(biāo)高在-2.0m以下的樁也一并同樁頂標(biāo)高在-1.0~-2.0m的樁一起按原路線返回施工。施工過程中先由測(cè)量人員定位，定位后再配合挖機(jī)進(jìn)行鋼板樁支護(hù)及人工配合開挖，確保管樁樁頭完全裸露，讓送樁器可以對(duì)準(zhǔn)樁頭進(jìn)行復(fù)打，送樁2m以上的復(fù)打樁，采用2m~3.5m鋼護(hù)筒，護(hù)筒厚度8mm。

處理效果：復(fù)打完畢后，5#樓和6#樓各選取6根樁做靜載試驗(yàn)，根據(jù)報(bào)告顯示，實(shí)際累計(jì)沉降量為10~15mm，單樁豎向抗壓承載力特征值為1820KN，大于設(shè)計(jì)承載力特征值1800KN，滿足設(shè)計(jì)要求。檢測(cè)結(jié)果表明，采用的處理措施效果顯著，達(dá)到了前期預(yù)想的處理效果，以最小的時(shí)間和成本代價(jià)解決了樁基上浮的問題。

預(yù)防建議

（1）首先應(yīng)從設(shè)計(jì)上把關(guān)，優(yōu)選樁型。對(duì)于新近填土區(qū)且經(jīng)過強(qiáng)夯或碾壓處理，應(yīng)盡量避免采用高密度、大管徑的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，優(yōu)先采用其他樁型，如鉆孔灌注樁、沖孔灌注樁等。

（2）樁數(shù)量較多，密度較高，樁距過小都會(huì)成樁過程中對(duì)樁周土造成擾動(dòng)，產(chǎn)生浮樁現(xiàn)象。

（3）優(yōu)化打樁順序，從中心向四周對(duì)稱打樁。從中心向四周對(duì)稱打樁能明顯減小擠土效應(yīng)，讓中部的樁有較長(zhǎng)時(shí)間釋放土應(yīng)力和向外排水。

（4）控制打樁速度，打樁速度過快會(huì)使土層中的孔隙水壓力明顯增加，加速臨近土體剪切破壞，使擠土效應(yīng)更加明顯。

結(jié)語

樁身上浮這種質(zhì)量問題可以通過設(shè)計(jì)優(yōu)化、提高樁基施工人員質(zhì)量意識(shí)、加強(qiáng)施工人員專業(yè)素質(zhì)、強(qiáng)化規(guī)范施工、杜絕違規(guī)操作、以及工程各方人員的共同努力來盡量避免。出現(xiàn)上浮現(xiàn)象后，二次復(fù)打也是常見且有效的處理措施。本文通過工程實(shí)例，采用設(shè)置鋼護(hù)筒這一簡(jiǎn)單有效的方法來降低預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)打成本并提高復(fù)打效率，可于相關(guān)施工中予以借鑒。