ＰＨＣ樁上浮原因及預防措施

鮑昭強

摘要：由于PHC樁具有承載力高、造價低、適應性強、規模化生產等眾多優點，因此，近些年來在房建工程的基礎處理中得到了廣泛的應用。但在施工過程中，個別已經打入到規定深度的管樁總會不可避免地存在上浮現象，給房建工程的總體質量及計劃工期帶來了一定程度的負面影響。因此，本文通過借助深圳市某大型公共建筑工程一例，對PHC樁的上浮原因及一些常見預防措施提出了個人的看法及見解，以供各位業內同行參考借鑒。

關鍵詞：PHC樁；上浮原因；預防措施

該實例工程為框架結構，總建筑面積為43500m2，柱距為12～15m，基礎采用PHC500型高強預應力混凝土管樁，樁徑φ500，總樁數1180根，單樁設計承載力特征值N=2800KN，平均入土深度29.0m，持力層為強風化花崗巖，持力層土的極限端阻力特征值qpk=6000kPa。施工采用錘擊打入法，兩臺樁機分兩個作業區域同時從中心往兩側開始施工。在打樁過程中，個別部位的管樁上浮程度明顯，整個工作面上升約20～40cm左右。經隨機抽驗5根樁，測驗承載力均無法滿足設計要求，對此，為確保基礎質量，及時找出造成管樁上浮原因，我們對以上存在的上浮問題進行了以下分析，并有針對性地提出了一些的技術預防措施。

1 上浮原因分析

管樁上浮主要原因是擠土效應。由于擠土效應一方面對松填土有擠密作用，可提高地基承載力，但對壓實土在擠密的同時，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，在樁基施工后因孔隙水壓力消散、土層再固結沉降產生樁的負摩擦力亦會引起樁承載力的下降和樁基沉降的增大。經分析認為，樁承載力下降的主要原因是樁身上浮所引起，但不排除樁底發生疏松和涌樁等原因。

1.1 沖孔灌砂的影響

根據勘察資料，場地為填海區，地下水豐富，與海水聯動，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，如采用預制樁，則南部夾有大塊石，要穿過厚約18m的填石，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型式之間的差異沉降，但由于沖孔灌砂數量多，因此需排開更多的地下空間，大量的砂才能沖入孔中，同時在砂孔中打樁，進樁較困難，容易打破樁頭，加劇了場地的隆起。

1.2 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。本工程主要是測點沒有固定，由于施工原因，管樁頂面很難在一個水平上，因而樁頂每一點標高不一致，如果先后兩次測點不再同一點，就出現了不同的標高。為了測得比較準確的數據，在樁頂作出標志。

2 常規處理措施

2.1 確定處理方案

全部樁打完后，重新測量，發現絕大部分樁存在上浮現象，而且有的上浮很厲害，最大的達56mm。根據本工程情況，樁數較多，場地存在密實度較大的砂層，部分樁頭在收錘后接近極限荷載或出現輕微裂縫，如果繼續采用錘擊法，將可能打壞管樁，因此最后確定采用靜壓處理方案進行處理。

2.2 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作試驗對比，確定上浮較大的1#樁和2#樁兩根樁進行靜壓試驗。終壓力值均為采用6000KN，其中1#樁樁長29.5m，上浮35mm，壓入40mm，2#樁樁長32.5m，上浮46mm，壓入55mm。一周后，做靜載試驗，承載能力滿足設計要求。根據靜載試驗曲線，終壓力值確定為6000KN，比較合適。

2.3 多次靜壓處理

除作過靜載試驗的5根樁外，所有樁均按照確定的靜壓參數作靜壓處理，以徹底消除上浮。場區采用一臺靜壓樁機施工，靜壓前，將露出地面的樁頭全部鋸掉，入土較深的樁先接樁處理，施工順序是從中心開始分區域對稱進行，嚴格監控終壓力值不超過6000KN，施工過程中詳細做好施工記錄。

施工完畢，再全部重新測量樁頂標高，與靜壓前測量的樁頂標高相比較，絕大部分樁已消除上浮。但還有部分樁上浮未徹底消除，上浮的高度較小，最多的為15mm，大多在1～10mm之間。經過分析認為，靜壓處理有明顯的效果，上浮高度在10mm以下的可不作處理，僅對上浮高度在10mm以上的進行補壓。

3 預防措施

3.1 優選樁型及施工方法

首先應從設計方面把關，對沿海填土區，特別是新近填土區又經過強夯或碾壓處理，應盡量避免采用高密度、大管徑的預應力管樁，優先采用其他樁型，如鉆孔灌注樁、沖孔灌注樁及筒樁等。對于管樁也應優先采用靜壓法，以減小施工振動對周圍管樁的影響。

3.2 嚴格控制壓樁順序

在軟土地基施工較密集的群樁時，沉樁次序不當，很容易使樁向一側擠壓造成位移或涌起。對群樁承臺應考慮壓樁時的擠土效應．不同深度的樁基應先深后淺、先大后小、先長后短。同一單體建筑，一般要求先施壓場地中央的樁，后施壓周邊樁，當一側毗鄰建筑物時，由毗鄰建筑物處向另一方向施壓。

同時要求施工順序從中心承臺開始，按梅花形跳承臺進行，即縱、橫軸線承臺兩個方向均要隔一個承臺，才能進行下一個承臺靜壓，同時要求任意一個承臺與相鄰的前后左右承臺的靜壓時間至少間隔七天以上，以最大限度地減少相鄰承臺之間的相互影響。沉樁期間不得開挖基坑，一般宜間隔14d，待孔隙壓力基本消散后再開挖。

3.3 適當加大壓樁終壓力值

壓樁終壓力的選用一般以兩倍的管樁單樁豎向承載力設計值作為參考值，但施工中的壓樁終壓力可適當加大。因為施工中的壓樁終壓力是根據在施工瞬間荷載（終壓力作用時間只是終壓控制貫入度的瞬間）作用下有土體側向約束的情況來確定的。在施工中應定期檢查壓樁的終壓力是否達到預定值或超出極限值，以確保每一根樁達到設計要求且不致壓壞。

3.4 適當擴大監測范圍

根據設計要求，管樁施工過程中，應隨時對樁機周圍5m范圍內的成樁進行樁頂標高監測，以隨時發現問題，隨時解決。根據我們的經驗，新近填土又經過強夯或碾壓處理的沿海填土區，其樁機影響范圍與填土厚度存在一定量的關系。本工程開始按照設計要求監測樁機周圍5m范圍內的成樁，監測過程中發現，樁機周圍10m左右范圍內的成樁均受到影響，而本工程平均填土厚度約11m左右。

4 結束語：

綜上所述，為有效避免PHC樁在施打過程中出現的上浮情況，本人認為，除了應做好以上相關要求及預防措施的落實貫徹外，同時還應做好對以下幾項內容的控制：

4.1 沉樁過程的資料控制

對于管樁上浮方面，主要需隨時監測并記錄每根樁的樁頂標高，認真做好原始資料的統計及匯總工作，必要時需繪出每根樁的樁頂標高隨時間而變化的曲線，或繪出每根樁與樁機距離變化的曲線。認真分析曲線變化，找出影響樁頂標高的關鍵因素，從而指導下一步的施工。

4.2 大面積群樁建議抽樁復壓

管樁全部沉樁或錘擊到位后，不管有無上浮，為確保樁底不發生疏松和涌樁，對于大面積群樁，須抽取一定數量的樁進行復壓，壓樁力可減至靜載荷試驗值。需復壓的樁主要是指單樁承臺、樁數多的承臺、單樁承載力比較大的承臺以及地質條件相對復雜的承臺等。

4.3 相鄰承臺沉樁應錯開一定時間

由于一般樁機影響范圍與填土厚度相關，但不宜小于5m，相鄰兩個承臺施工應避開這個受影響的區域。因此沉樁順序除了遵守一般規定外，對于新近壓實的沿海填土區，相鄰兩個承臺施工的時間間隔應錯開七天以上，確保樁周土壤顆粒應力消散。

參考文獻

[1]預應力混凝土管樁基礎技術規程.DBJ/T15- 22-98.

[2]中華人民共和國標準，《建筑地基處理規范》（GBJ7-89），北京，中國建筑出版社.