預應力混凝土管樁具有單樁承載力高、設計選用范圍廣、適應性強、造價低、施工速度快等優(yōu)勢，在民用建筑中應用比較廣泛，但是實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)合項目工程實例分析上浮原因并著重介紹具體處理措施。

關鍵詞

預應力管樁、鋼護筒、擠土效應、上浮、復打

工程概況

該項目由10棟住宅樓及地下車庫組成，其中5#樓、6#樓基礎形式采用PHC-AB500-125型預應力管樁，設計樁端進入持力層第（7）卵石層，樁端進入持力層≥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，設計布樁為156根，6#樓為17層，設計布樁為189根，采用靜壓施工法，設計有效樁長約14.5~17m。本項目管樁以壓力值為終壓條件，理論有效樁長為輔助條件，同時需滿足樁端進入持力層的最低規(guī)范要求。

工程地質(zhì)情況

場地土的類型為中軟土場地類別為Ⅱ類，為建筑抗震一般地段，特征周期值為0.35s。擬建建筑物抗震設防烈度為6度，可不考慮場地土的液化影響。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，強度低，工程性質(zhì)差；

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

⑦卵石：層厚8.8m，稍密，中壓縮性，強度較高，工程性質(zhì)較好；

⑧卵石：層厚9.5m，中密，低壓縮性，強度高，工程性質(zhì)良好；

施工情況

2018年5月至6月共計完成展示區(qū)7號樓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)鉆孔揭露報告表明，已進入持力層第（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檢測，中間結(jié)果均滿足設計要求，即靜壓預應力混凝土管樁施工及工藝均符合本項目設計、質(zhì)量要求。

5#樓主樓工程樁按4800KN進行終壓、復壓3次的施工控制原則施工完成后，有效樁長平均11~13m，已進入持力層0.5~2.5m。隨機抽取數(shù)根樁進行了回位復壓，復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。隨后召開專題會議，確定6#樓專項施工方案，在嚴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號樓相同的樁體上浮現(xiàn)象。

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，累計最大水平位移為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檢測中間結(jié)果顯示，5#樓抽取的6根樁中有4根不滿足設計要求。

原因分析

1 擠土效應

由于沉樁時使樁四周的土體結(jié)構(gòu)受到擾動，改變了土體的應力狀態(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，土體受擠壓時體積不會收縮或收縮量極小，擠壓應力主要通過土體位移來消減，擠土效應十分顯著，因此造成管樁上浮。

2 樁的數(shù)量多、間距過小

5#樓為18層，設計布樁為156根，6#樓為17層，設計布樁為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，樁周土應力狀態(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間效應。

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。

處理措施

    根據(jù)召開的專題會議，對5#、6#樓345根工程樁進行復打。

5.1 現(xiàn)場準備

選配一臺YVY800靜壓樁基，現(xiàn)場做好降排水措施，確保樁基行走安全。同時采用機械聯(lián)合作業(yè)對坑洞回填物進行夯實處理?，F(xiàn)場復打場地處理措施如下：

（1）材料：選用磚渣及碎石、砂、混凝土石塊、生石灰、鋼板、鋼護筒等。

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

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

5.2復打施工

（1）施工順序

復打施工按樁頂標高分三類（-1.0m以內(nèi)、-1.0m至-2.0m、-2.0m以上）進行復打，先對樁頂標高埋深在-1.0m范圍以內(nèi)的樁復打一遍，接著按原行走路線利用鋼護筒對樁頂標高在-1.0m至-2.0m之間的樁進行復打。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打。由于使用的復打機械噸位較大，在行走線路上配備一臺挖機對場地用磚渣、砼石塊進行平整，在已處理后的場地上鋪墊鋼板，以保證樁基二次行走，再考慮1臺挖機在靜壓機前方進行開挖，埋設護筒，以保證靜壓樁機連續(xù)工作。

（2）樁頭加固

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

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早強微膨脹混凝土填充；

③制作樁頭抱箍，以加強在復打時樁頭部位抗壓強度。

（3）施工方法

①對需要復打的預應力混凝土管樁先以3650KN壓力值復打，再加壓，最終以4800KN終壓值進行復打。復打標準為在終壓值復打時，控制最后兩級復打后沉降量小于5mm。

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

③為了避免樁機在管樁樁頂行走時對已經(jīng)復打完畢的樁產(chǎn)生更大的影響，復打施工時樁機標高在-2.0m以下的樁也一并同樁頂標高在-1.0~-2.0m的樁一起按原路線返回施工。施工過程中先由測量人員定位，定位后再配合挖機進行鋼板樁支護及人工配合開挖，確保管樁樁頭完全裸露，讓送樁器可以對準樁頭進行復打，送樁2m以上的復打樁，采用2m~3.5m鋼護筒，護筒厚度8mm。

處理效果：復打完畢后，5#樓和6#樓各選取6根樁做靜載試驗，根據(jù)報告顯示，實際累計沉降量為10~15mm，單樁豎向抗壓承載力特征值為1820KN，大于設計承載力特征值1800KN，滿足設計要求。檢測結(jié)果表明，采用的處理措施效果顯著，達到了前期預想的處理效果，以最小的時間和成本代價解決了樁基上浮的問題。

預防建議

（1）首先應從設計上把關，優(yōu)選樁型。對于新近填土區(qū)且經(jīng)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，樁距過小都會成樁過程中對樁周土造成擾動，產(chǎn)生浮樁現(xiàn)象。

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

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

結(jié)語

樁身上浮這種質(zhì)量問題可以通過設計優(yōu)化、提高樁基施工人員質(zhì)量意識、加強施工人員專業(yè)素質(zhì)、強化規(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，二次復打也是常見且有效的處理措施。本文通過工程實例，采用設置鋼護筒這一簡單有效的方法來降低預應力管樁復打成本并提高復打效率，可于相關施工中予以借鑒。