PHC管樁靜壓沉樁困難的原因分析及解決措施

惠彬永 李偉康

(上海建工四建集團(tuán)有限公司,上海 200185)

1 工程概況

奉賢科技綠洲南橋園區(qū)二期項目位于上海市奉賢區(qū)生物科技園區(qū)，該項目建設(shè)內(nèi)容為4幢11層～16層科研辦公室，6幢2層配套 服務(wù)用房及1層地下室等輔助建筑物組成。結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)。總建筑面積100 510.11 m2，其中地下建筑面積28 624.27 m2。本工程主樓區(qū)域樁基礎(chǔ)29 m，直徑500 mm的PHC管樁，車庫區(qū)域為400×400預(yù)制方樁。

2 場地工程地質(zhì)條件

本工程位于長江三角洲入海口東南前緣，其地貌屬于上海地區(qū)五大地貌單元中的濱海平原地貌類型。擬建廠區(qū)內(nèi)基本為農(nóng)田，部分荒地。地下水為潛水類型，年水位變化量幅度一般為1.0 m左右，見表1。

表1 場地地基土層及物理特性一覽表

3 沉樁存在的困難及原因

3.1 PHC管樁工程設(shè)計

本工程號房區(qū)域采用PHC預(yù)應(yīng)力管樁，樁型(PHC-AB500(125)-29)，分節(jié)14 m(上)+15 m(下)。樁端持力層為⑦2層粉砂，總樁數(shù) 771套。單樁抗壓承載力設(shè)計值1 900 kN。壓樁采用標(biāo)高和壓樁力雙控，壓樁力控制為4 600 kN。

3.2 沉樁存在困難

壓樁設(shè)備選型前，結(jié)合地質(zhì)勘察報告壓樁力提供的最大壓樁力應(yīng)大于考慮群樁擠密效應(yīng)的最大壓樁阻力，并應(yīng)小于壓機(jī)的機(jī)架重量和配重之和的0.9倍。本工程結(jié)合相關(guān)行業(yè)規(guī)范及以往施工經(jīng)驗，擬配置型號為LDZJ850靜壓樁機(jī)。樁架自重220 t，配重320 t，合計540 t，見圖1。

結(jié)合巖土工程勘察報告中單橋靜力觸探資料估算壓樁阻力可根據(jù)以下公式：

相關(guān)參數(shù)見JGJ/T 394—2017靜壓樁施工規(guī)程。

本工程PHC管樁共計827套，配置3臺靜壓樁機(jī)。施工完成后，沉樁結(jié)果如下:

1)沉樁壓力達(dá)到設(shè)計要求，但是樁頂標(biāo)高達(dá)不到設(shè)計要求，欠送0 m～2.5 m，平均欠送0.88 m，共計93套，占總樁數(shù)12%;

2)沉樁壓力達(dá)到設(shè)計要求，但是樁頂被壓破碎27套，欠送0 m～2.7 m，平均欠送0.81 m。占總樁數(shù)3.5%。

3.3 沉樁困難原因

3.3.1臨近既有建筑的影響

本工程臨近既有建筑在樁基施工時所產(chǎn)生的擠土效應(yīng)，造成本工程土體充分固結(jié)，導(dǎo)致前期壓樁困難，加大了沉樁的難度及爆樁的可能性。

3.3.2場地土質(zhì)對樁機(jī)的影響

施工時場地局部出現(xiàn)暗浜，場地土質(zhì)條件較差，在沉樁過程中對靜壓樁機(jī)垂直度造成一定影響，對于沉樁施工質(zhì)量有所影響。

3.3.3設(shè)計單樁極限承載力過大

設(shè)計單樁極限壓載力大，超過PHC管樁常規(guī)極限壓載力經(jīng)驗值，易爆樁。

3.3.4本工程巖土工程勘察報告

本工程巖土工程勘察報告揭示，當(dāng)樁端置于第⑥層時，按目前上海地區(qū)施工設(shè)備能力及工程經(jīng)驗，一般沉樁可順利進(jìn)行。

當(dāng)以第⑦1層層中下部，沉樁難度較大，應(yīng)選擇適宜的機(jī)械、施工工藝并加強(qiáng)樁身強(qiáng)度，以保證施工順利進(jìn)行。若樁端設(shè)置于⑦2層時，沉樁困難，建議選擇鉆孔灌注樁。本工程樁端持力層設(shè)計為⑦2層。

4 沉樁困難解決措施

4.1 優(yōu)化設(shè)計

當(dāng)遇到沉樁困難時，及時與設(shè)計院進(jìn)行溝通，結(jié)合巖土工程勘察報告，采取以下措施：

1)在大規(guī)模沉樁前，根據(jù)設(shè)計要求先進(jìn)行試樁，若多數(shù)試樁樁頂標(biāo)高達(dá)不到設(shè)計要求，建議設(shè)計院結(jié)合巖土工程勘察報告并通過計算將工程樁長度減短同時樁間距加密；2)在特定工程中，建議設(shè)計院結(jié)合地勘及試樁結(jié)果，優(yōu)化PHC樁材配筋，提高PHC樁材配筋率；3)在建設(shè)單位經(jīng)濟(jì)允許情況下，將PHC管樁變更為鉆孔灌注樁或其他樁型。

4.2 選擇優(yōu)質(zhì)PHC管樁

在施工前，選擇優(yōu)質(zhì)PHC管樁廠家，提高PHC管樁的自身強(qiáng)度，在有限增加靜壓樁機(jī)配重的情況下PHC樁身不破損。

4.3 選擇適宜的施工機(jī)械，施工設(shè)備

結(jié)合施工前的試樁參數(shù)和相應(yīng)的施工規(guī)范，通過計算結(jié)合施工經(jīng)驗，選擇狀況良好的施工機(jī)械。

5 結(jié)語

靜壓管樁沉樁困難的原因具有著綜合復(fù)雜性，因此，為了保障靜壓管樁的質(zhì)量，我們應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)問題的根源，做到冷靜處理，安全施工。與此同時，反應(yīng)要及時迅速。第一時間和設(shè)計單位溝通。結(jié)合試樁結(jié)果、巖土工程勘察報告，擬采取樁長減短樁距加密、優(yōu)化配置樁材配筋率、選擇優(yōu)質(zhì)PHC廠家、選擇適宜的施工機(jī)械、合理的施工工序等措施。只有這樣，才能處理好靜壓管樁的沉樁困難問題。