PHC管樁在高水位粉質粘土地基中的應用

（邯鄲國際陸港有限公司，河北邯鄲 056001）

0.引言

PHC管樁具有施工速度快、現場無濕作業、樁身質量有保證等優點，被廣泛應用于高層住宅的基礎工程中[1]。PHC管樁沉樁終壓值能在一定程度上定性判斷單樁承載力情況，設計單位一般采用以控制沉樁終壓值為主、樁頂設計標高為輔的沉樁控制標準。然而在高水位粉質粘土地基中，PHC管樁易出現已達到樁頂設計標高，而沉樁終壓值卻低于設計承載力的現象。本文以某高層住宅PHC管樁基礎施工為例，結合沉樁終壓值和單樁承載力試驗結果進行總結分析，簡要探究PHC管樁在高水位粉質粘土地基中靜壓施工時，如何把控沉樁終壓值和樁頂設計標高這兩種沉樁控制標準，從而確保樁基施工順利進行[2]。

1.工程概況

該工程共5棟18層高層住宅，剪力墻結構，其基礎工程樁均采用PHC管樁，有效樁長18m，空樁長度6m。每棟樓布置了3根試樁，試樁兼做工程樁。PHC管樁采用靜壓法施工，樁底不設樁尖。在3#樓管樁靜壓施工過程中，出現了已靜壓到樁頂設計標高，但沉樁終壓值低于設計要求的情況。

1.1 地層結構

本場地主要為第四紀沖洪積物及第三紀冰水沉積物，穩定水位埋深為2.10m～2.30m。3#樓共布置了6個勘探點，勘探點布置及勘探深度見圖1。

圖1 3#樓勘探點布置圖

根據巖土工程勘察報告，結合基坑開挖揭露的地層狀況，3#樓位置的地層結構自上而下表現為：（1）粉土層。層厚4.60m～5.50m，壓縮模量Es0.1-0.2=6.33MPa，樁側阻力特征值qsk=20kPa。（2）粉質粘土層。夾粉土，層厚4.80m～6.00m，Es0.1-0.2=4.99MPa，qsk=25kPa。（3）粉質粘土層。局部夾粉砂薄層，層厚6.40m～7.40m，Es0.1-0.2=5.84MPa，qsk=35kPa，樁端阻力特征值qpk=400kPa。（4）粉質粘土層。局部夾粉砂薄層，部分鉆孔未揭穿，層厚2.00m ～ 9.50m，Es0.1-0.2=7.11MPa，qsk=40kPa，qpk=600kPa。（5）粉質粘土層。局部含少量礫石，夾粘土薄層，本層土分布全場區，部分鉆孔未揭穿，層厚2.80m～11.70m，Es0.1-0.2=5.59MPa，qsk=45kPa，qpk=700kPa。（6）粉質粘土層。硬塑—堅硬，夾粘土，見半膠結薄層，未揭穿，最大揭露層厚13.20m。

分析地層結構土層性質可知：3#樓樓座區域工程地質條件整體良好，且樁身基本都處于可塑～硬塑的粉質粘土層中。

1.2 PHC管樁基礎方案

勘察單位給出的PHC管樁設計參數見表1。

表1 PHC管樁設計參數

設計單位根據勘察報告提供的管樁參數采用PHC500 AB 125-18，電梯基坑處樁長增加2m；要求樁端進入第④持力層不少于1m，單樁承載力特征值1900kN。其中3#樓共布置111根工程樁（包含3根試樁），3根試樁在樓座位置均勻分布，樁號分別為76號、81號和86號，試樁施工至現場自然地面，3#樁基平面布置情況見圖2所示。

圖2 樁基平面布置圖

2.壓樁施工及沉樁終壓值

3#樓樁基施工時，先對3根試樁進行了靜壓施工。3根試樁在靜壓到樁頂設計標高時，樁身沉降穩定，并按施工規范要求進行了復壓，沉樁終壓值均為4264kN，滿足設計要求。為減小樁間擠土效應，工程樁采取了逐排靜壓的方式進行施工[3]。工程樁自樓座西南角向東，按S型向北逐排進行靜壓施工。在施工過程中，樓座內南側的工程樁終壓值均滿足設計要求，但東北側的工程樁出現了終壓值不夠的情況。

3#樓PHC管樁靜壓施工完成后，對其沉樁終壓值進行統計發現：111根工程樁中，沉樁終壓值不滿足設計要求的共57根樁，沉樁終壓值在2133kN～3660kN；其余54根樁沉樁終壓值均大于3900kN，滿足設計要求。

3.單樁承載力試驗結果與分析

3#樓樁基靜壓施工完成15d后，先對76號樁、81號樁和86號樁3根試樁分別進行了單樁承載力試驗[3]。通過分析3根試樁的Q-S曲線和S-lgt曲線可知：承載力試驗最大加載到4300kN，最大位移在15.24mm～15.83mm，沉降值均小于40mm；且加載過程中未出現位移突變情況。結果表明3根試樁的單樁承載力均滿足設計承載力要求。

在終壓值不滿足設計要求的57根工程樁中，抽取了3根沉樁終壓值最小的工程樁，進行了單樁承載力試驗，樁號分別為16號、19號和21號，對應的沉樁終壓值分別為：2133kN、2890kN和3100kN。通過分析3根樁的Q-S曲線和S-lgt曲線可知：3根樁承載力試驗時最大加載量均為4300kN，加載過程中樁身位移無突變現象；16號樁的最大位移量為15.24mm，19號樁的最大位移量為16.30mm，21號樁的最大位移量為11.04mm；3根樁的最大位移量均小于40mm，且與3根試樁的最大位移量很接近。

綜合上述6根樁的沉樁終壓值和單樁承載力試驗結果進行分析：3根試樁的沉樁終壓值均為4264kN，承載力試驗表明其單樁承載力滿足設計要求；從而驗證了沉樁終壓值可在一定程度上定性判斷單樁承載力是否滿足設計承載力要求。針對3根沉樁終壓值最小的樁，就單樁承載力與沉樁終壓值的比值來看，16號樁為2.016，19號樁為1.488，21號樁為1.387，可見PHC管樁的承載強度在后期有了大幅增長。由于PHC管樁在靜壓施工過程中，克服的是樁壁與土體間的動摩擦，待靜壓結束后，管樁側壁與土體間靜摩擦以及管樁之間綜合作用，會使管樁承載強度有所增長。

4.結論

本文結合PHC管樁在高水位粉質粘土地基中靜壓施工實例，并對6根工程樁進行了單樁承載力試驗，結果表明：（1）驗證了沉樁終壓值能在一定程度上定性判斷單樁承載力是否滿足設計要求。（2）高水位粉質粘土地基中，PHC管樁承載強度在后期會有較大幅度增長。（3）建議PHC管樁施工時，沉樁控制標準可以控制樁頂設計標高為主、沉樁終壓值為輔；如出現沉樁終壓值不滿足設計要求時，可先統一靜壓至樁頂設計標高，后期根據單樁承載力試驗結果，再決定是否需要補樁。