淺談靜壓預制管樁施工樁體上浮控制處理技術

摘要：目前，先張發預應力混凝土管樁在我國建設工程樁基礎設計中得到了廣泛使用，而該施工工藝的沉樁施工控制成為了整個施工過程以及質量保證的重點對象。文章通過該施工工藝在某住宅小區遇到礫砂層時樁體上浮現象進行研究，測試結果表明復壓可以解決靜壓高強管樁浮樁的相關問題。

關鍵詞：靜壓預制管樁；樁體上?。怀翗缎?；樁基礎設計；建筑工程 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU473 文章編號：1009-2374（2017）05-0164-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.079

近年來，靜壓預制管樁因其承載力高、成本低、質量容易控制、施工噪音低及工期短等優點在建筑工程中應用較為廣泛。但在施工過程中，施工工藝處理不恰當，就可能導致浮樁的產生，影響工程質量。該工藝在某住宅小區施工時遇到礫砂層，反復壓樁無法達到設計要求深度，主要原因是同一個承臺當第一根樁壓到設計深度后，按順序繼續壓第二根樁時出現樁體上浮現象，而且施工時的壓樁力不能滿足設計的相關要求。為了克服該現象，利用對角跳打或隔承臺跳打、讓礫砂超孔隙水壓力消散、摩阻力減小等技術，最終順利完成該工藝在本工程中樁基施工，并通過承載力試驗和基樁低應變動力檢測均滿足了設計要求。本文應用實例對靜壓管樁浮樁原因進行分析，尋找到解決施工過程中樁體上浮的有效措施。

1 住宅小區工程的概況

某住宅小區安置房一共有15幢，建筑為7層框架結構，其面積約為90000m2，基礎采用PHC-AB400（100）管樁，樁長約8m。建筑設計的相關要求為樁端進入地基礫砂層大于2.0m，設計的單樁豎向抗壓極限承載力值則為1540kN，要求施工時靜壓樁的配重不小于基樁極限承載力的1.1倍。

2 管樁各項檢測的結果分析

2.1 施工管樁的動測結果

施工管樁的動測實驗以（JGJ 106-2014）的相關規范要求作為根據，要求每項工程選取總樁數的1%，且不應少于3根，進行單樁豎向抗壓承載力試驗，選取總樁數的20%。不少于10根樁進行基樁低應變檢測，其中該住宅小區第3幢本次隨機抽取的22#樁，其典型曲線見圖1所示。

由圖1可看出，22#樁的樁身質量完好，類似圖1中22#反射波曲線較多與模型樁中所測的波形曲線大致相符。隨意抽取多樁承臺下的一根管樁，若該施工管樁的前端為開裂狀態，相關檢測單位通常將其認定為施工Ⅱ類樁。管樁低應變反射波法的測試原理等相關測試說明，因單節預制樁沒有相關接點，壓樁力較小，樁周圍的土層呈松軟狀，管樁的中上部位容易產生缺陷。由此可以說明，施工中的所有Ⅱ類管樁都是因擠土因素而使得樁身產生裂隙或斷裂。樁端反射的波幅會在施工管樁樁端壓入礫砂層2m以上后受到礫砂層的約束，波幅不會呈現大幅變化。所以管樁樁端的反射波幅越大，樁嵌入深度則會越小或者施工管樁的上浮量越大。22#樁檢測的結果也充分證明了樁端反射波幅相對較小。

2.2 管樁的靜載荷試驗

在完成住宅小區建筑樁基工程之后，根據《建筑樁基檢測技術規范》（JGJ 106-2014）的相關規范要求，需要對管樁開展靜載荷試驗，并對靜載荷試驗的檢測結果實施分析，結果表明22#樁測試樁確認為Ⅰ類樁。（1）Q-s曲線為緩降型，逐級加荷樁頂沉降在1386kN處達到最大值，1386～1540kN期間加荷樁頂沉降大于35mm，說明22#樁樁端出現了刺入性的損害，其樁體產生上浮使得管樁端出現抬腳的現象；（2）由試驗樁Q-s曲線的形狀，逐級加荷載的相互作用下陡降段起始位置沉降幅度較大，應變測試結果確定該樁為Ⅰ類完整樁，樁周土在嚴重的擾動作用下破壞了土體的結構，致使土體強度大幅降低。從復測的結果可以看出，隨著沉降幅度的加大，負荷逐漸加大后曲線的變形幅度趨緩，單樁樁體的承載力有所回升，這時則可以認為此樁頂的沉降量就是該樁樁體的上浮量。

3 工程施工中產生浮樁的原因

3.1 施工過程中的樁型選取不恰當

該住宅小區除去表面薄層素填土、粉質黏土后，鉆孔揭示之下是礫砂層，靜壓樁施工樁體難以穿越，所以可選取該層作為建設持力層（端承樁）進行建筑施工。根據該住宅小區勘查設計的相關指標要求，樁端至少要穿越層礫砂2m以上才達到承載力設計的相關要求，但要將管樁壓入至設計深度按相關管樁設計要求的1.1倍配重施工將很難實現。在實際施工過程中樁嵌入深度達不到要求的情況下，當實施密集打樁過程中就會形成樁的上浮現象。

3.2 施工過程中速度超過相關要求

該安置房小區建設過程中多數使用一節管樁進行施工，在進行壓樁時就省去了接樁處理的實踐，所以在施工時速度也變得更快。在以往的施工中，建筑工程樁的成樁速度有嚴格的控制，主要包括每一天成樁的根數是多少、沉樁速度如何等。一般情況下，管樁沉樁的速度需控制在0.8～1.2m/min，管樁成樁根數控制在每天每幢樓8～10根。分析表明，該小區建筑施工的速度不符合相關規定的要求。

此外，工程布樁太密、荷載取值過大等影響因素也會導致浮樁的產生，在施工過程中應根據工程面積計算出工程樁的數量、每個樁的承載力等，對浮樁進行有效預防與控制。

4 建筑工程浮樁處理的技術與措施

目前，對靜壓管樁產生浮樁也比較常見，但隨著科學技術的進步，其處理的方法也比較多。主要的處理技術有以下三種：（1）使用高壓注漿處理。應用高壓注漿工藝處理樁端和持力層之間的空隙；（2）補樁，對鉆孔樁、管樁或靜壓錨桿樁進行補樁處理；（3）復打、復壓，對有浮樁現象的工程樁向外進行對角跳打或隔承臺跳打，讓礫砂超孔隙水壓力消散，摩阻力減小。復壓壓力的控制標準與工程樁施工的終壓值為2200kN，復壓次數則控制在5次，沉降量最大應小于5mm，因該小區工程樁存在上浮現象且上浮量較大，故采用對角跳打或隔承臺跳打處理方案。對復打之后的相關測試結果進行分析可以得出一個明確的結論：管樁采取復打、復壓等措施對提高浮樁的單樁承載力有十分顯著的效果，上浮量明顯的管樁進行復打、復壓，其效果也較為明顯，浮樁復打、復壓的所需成本低、操作簡單，是當前廣泛推廣應用的技術措施。

承載力檢驗達到合格的復壓樁，需對建筑物上部結構進行施工處理。按照相關要求，對已經完工的小區住宅樓實施沉降觀測分析，實測的結果顯示，該住宅小區施工之后的沉降觀測符合相關設計、控制的要求。同時復壓的成本相對較低，即使對如上浮量達300mm以上的樁，上浮量較大，其復壓的效果也會非常明顯。所以，對工程浮樁進行復打、復壓是對浮樁進行處理是最有效的方案，在以后的建筑工程施工中可進一步推廣應用。

5 結語

在工程施工中，應用靜壓預制管樁有很多優點，但在具體的工程應用中需要根據施工現場的實際情況選擇合適的樁型，根據建設工程實際地勘、設計、規范以及現場實際情況，有針對性地制定出切實有效且可行性較強的施工方案，盡量避免浮樁產生。（1）在建筑地基中采用靜壓預制管樁進行施工建設，由于一系列影響因素，特別是管樁擠土效應等問題，常常會致使建設工程樁樁體產生上浮，此類現象在工程建設中難以避免。建筑施工會對樁周土體造成極大擾動，導致了樁側的摩阻力下降明顯。管樁浮樁使得樁端的土體產生損壞或抬空，導致了工程樁樁端的阻力急劇下降，嚴重者甚至產生零阻力。加之上部荷載力產生作用，樁體就會產生嚴重的刺入性損壞；（2）工程樁施工過程中，根據相關要求對工程樁進行低應變動測分析，其反射波的波形狀以及樁端波幅大小的相關情況對是否出現浮樁現象進行初步的判斷；（3）在進行工程樁壓樁時，樁平面的布置情況、打樁的順序、布樁的密度等均會直接影響到工程樁樁體的上浮量。很多工程實例說明，相對于其他工程樁，建筑施工中間工程樁的上浮量會明顯較大，后壓樁上浮量明顯小于先壓樁，所以在建筑地基中需強化各項監測工作，尤其是對地基側向的位移、地面及工程樁的隆起、裂縫等觀察結果對壓樁順序、進度進行控制與調整。壓樁過程中可使用跳打技術措施或者采取已打樁的兩個相對方向實施壓樁；（4）對于覆蓋礫砂層的建筑地基，使用靜壓高強管樁進行施工，同時可選取地基層下較為牢固、堅硬的土層作為管樁持力層，施工過程中可采取大直徑取土擴頭樁來完成施工，同時避免擠土效應的產生；（5）在建筑工程地基施工過程中，如果有浮樁產生，對有較好地基的工程樁樁端持力層可以首先應用復壓處理技術措施，同時適當增加樁體復壓的終壓力，與此同時需嚴格控制復壓施工的速度，以此避免擠土效應的產生。

參考文獻

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作者簡介：方文雄（1972-），男，云南玉溪人，云南省玉溪市建設工程質量檢測中心工程師，研究方向：建設工程質量檢測。

（責任編輯：小 燕）