靜壓預(yù)應(yīng)力管樁靜載荷試驗(yàn)異常沉降的原因分析及復(fù)壓處理預(yù)應(yīng)力管樁具有施工速度快、質(zhì)量容易控制、施工時(shí)無噪音、震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。但越取越高的單樁設(shè)計(jì)承載力和不合理的工期，給樁基施工帶來了很大的挑戰(zhàn)和問題，應(yīng)引起各方的注意。1工程概況汕頭市某八層住宅小區(qū)工程單層地下室面積6800m2，基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，雙樁承臺(tái)，布樁平面系數(shù)為2.6%。Φ400（壁厚90mm）、Φ500（壁厚100mm）的設(shè)計(jì)單樁豎向承載力極限標(biāo)準(zhǔn)值分別為3100KN、4300KN，而設(shè)計(jì)終壓值只為2500KN、3500KN，約為設(shè)計(jì)單樁豎向承載力極限標(biāo)準(zhǔn)值的80%。按照管樁公司提供的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)單樁豎向承載力極限標(biāo)準(zhǔn)值接近樁身容許承載力。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，場(chǎng)地巖土層分布從上到下分別為：功層裳名握止厚度北（插m子）覽液性砍指數(shù)鮮壓縮禾模量組描述補(bǔ)q彎sik起/q亦pk其（煙KP坊a飼）石1仁宮0.3-3.濁0蒼I遮L喚(驢Mpa)傘松散碼

賀2錢蚊3.8-妨7.2妨

鞭

復(fù)稍似密粉-塑中密傳40/-難3棟頁(yè)5.0-8.超4雜1.434筆2.34愉流塑擁18/-藝4旱壽1.7-6.嚷9欣0.500照8.80犬可塑村50/230脅0市5裂冒3.5-9.柏4層0.804寺4.38壺軟揚(yáng)塑響-偵可塑皂40/-美6刻戶0.7-5.情9竹0.579危7.80凈可塑款50/250株0沾7續(xù)映9.5-16稱.6這0.734蟲4.08膜軟閘塑絨-蘭可塑臉50/-床8哭語(yǔ)0.8-7.朗2迫

見

變中析密依-推密實(shí)浩-/64002豎向靜載荷試驗(yàn)異常沉降情況地下室樁基全面完成后進(jìn)行豎向靜載荷試驗(yàn)。其中一根Φ500樁加載到六級(jí)時(shí)沉降突然加大，沉降量達(dá)到50.77mm，在第七級(jí)至第九級(jí)又穩(wěn)定均勻沉降，最后該樁沉降量為64.74mm，殘余49.50mm。另一根問題樁樁徑Φ500，加載到六級(jí)時(shí)沉降突然加大，達(dá)到48.91mm，最終沉降量為69.55mm，殘余54.98mm。以上兩根樁自施打完成到豎向靜載荷試驗(yàn)間歇時(shí)間(以下簡(jiǎn)稱為間歇時(shí)間)均為11天，施打過程正常。3原因分析3.1試驗(yàn)時(shí)間根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB5007-2002附錄Q單樁豎向靜載荷試驗(yàn)要點(diǎn)Q.0.4條規(guī)定：開始試驗(yàn)時(shí)間：預(yù)制樁在砂土入土后7天后；粘性土不得少于15天；對(duì)于飽和粘性土不得少于25天。本工程由于工期十分緊迫，豎向靜載荷試驗(yàn)沉降異常的兩根樁都在施打完成后11天進(jìn)行試驗(yàn)的。由于樁側(cè)阻力大部分由飽和粘性土承擔(dān)，間歇時(shí)間太短，樁周土未充分固結(jié)，其抗剪強(qiáng)度不能得到充分恢復(fù)和發(fā)揮，導(dǎo)致樁的承載力達(dá)不到要求。地質(zhì)條件相同，樁端持力層未存在粘土薄層、間歇時(shí)間為11天、靜載荷試驗(yàn)合格的樁的試驗(yàn)曲線圖。其Q-s曲線較陡，s-lgt曲線顯示在加載到七級(jí)之后比前幾級(jí)有較大的沉降，說明樁周土固結(jié)不充分，可以近似地認(rèn)為樁側(cè)阻力占樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的70%。與事故樁的情況相似。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，樁側(cè)摩阻力主要由粘土層承擔(dān)的工程樁，如樁的設(shè)計(jì)極限側(cè)阻力qsik取值較規(guī)范表值高出不多（如本工程），則間歇時(shí)間為14天時(shí)側(cè)阻力可達(dá)qsik的90%以上，最終側(cè)阻力可比規(guī)范表值高出40-50%。此次復(fù)壓處理，沉降量大于20mm的樁從壓樁到復(fù)壓的間歇時(shí)間均小于15天；間歇時(shí)間大于20天的樁的的復(fù)壓沉降量均小于10mm，屬于正常沉降；間歇時(shí)間大于25天的樁的復(fù)壓時(shí)都有不同程度（-1～-14mm）的反彈。說明樁周土的充分固結(jié)可以大幅度地提高極限側(cè)阻力。經(jīng)過復(fù)壓處理、間歇時(shí)間為33天、較有代表性的樁的靜載荷試驗(yàn)曲線圖。其Q-s曲線較平緩，可以說明樁周土固結(jié)較充分，按地質(zhì)考慮樁的承載力還有較大余地。s-lgt曲線在加載到九級(jí)之后比前幾級(jí)有較大的沉降，從曲線分析樁側(cè)摩阻力約占樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的90%。此時(shí)樁側(cè)阻力比事故樁提高(90%-60%)/60%=50%，間歇時(shí)間11天的樁提高（90%-70%）/70%=29%。這與文獻(xiàn)描述的情況相似。3.2部分樁持力層存在薄弱層通過查閱工程勘察報(bào)告，豎向靜載荷試驗(yàn)異常沉降的兩根樁及復(fù)壓中沉降量大于20mm的三根樁附近的鉆孔地質(zhì)柱狀土的地層描述“局部夾可塑性粘土，薄層”，計(jì)算出Φ500樁樁端在第八層細(xì)砂層的極限端阻力Qpk＝qpkAp＝1256KN，而在第八層中的局部夾可塑性粘土薄層時(shí)Qpk＝490KN，可見相差懸殊。Qsk=μ∑qsikli＝2462KN，約等于靜載荷試驗(yàn)加載到第六級(jí)時(shí)的壓力值4300*0.6＝2580KN，此時(shí)樁總極限側(cè)阻力正好發(fā)揮完，若繼續(xù)加載，其荷載增量將全部由樁端阻力承擔(dān)。根據(jù)《地基與基礎(chǔ)》：“充分發(fā)揮樁端極限承載力所需的樁端沉降量則大得多…這個(gè)極限沉降量，一般粘性土約為0.25d，砂土為（0.08—0.1）d。”要達(dá)到樁端極限阻力，在砂土?xí)r沉降量為粘性土的2.5-3.5倍。可見樁端持力層為局部夾可塑性粘土層時(shí)沉降量遠(yuǎn)大于密實(shí)砂層。由于樁尖細(xì)砂層存在軟弱土層，承載力較低，充分發(fā)揮樁端極限承載力所需的沉降量大，所以在加載到六級(jí)后發(fā)生沉降突然加大的情況，是符合常理的。3.3樁的卸壓回彈在飽和粘性土中沉樁時(shí)，由于樁對(duì)土的擠壓，在樁周厚度達(dá)25m的粘土層中產(chǎn)生超孔隙壓力水，超孔隙壓力水隨著土體的隆起和側(cè)移而慢慢消失。如果壓樁速度過快，終壓后復(fù)壓過快完成，超孔隙壓力水和土體變形未充分消散，此時(shí)的飽和粘性土表現(xiàn)為彈塑性變形特征，土體卸壓恢復(fù)過程中樁身被抬起，樁尖脫離持力層。在類似土質(zhì)壓樁的實(shí)際觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)，快速壓樁達(dá)到終壓值樁機(jī)卸載時(shí)樁身最大上浮達(dá)50-70mm，扣除正常樁靜載荷試驗(yàn)回彈量大約為10-18mm，殘余沉降量將達(dá)40-50mm，復(fù)壓很難消除掉這么大的回彈量；另外，在大壓力下復(fù)壓，相當(dāng)對(duì)樁施加很大的沖擊荷載，容易對(duì)樁身特別是樁頭法蘭盤與樁身混凝土接觸處、樁接頭焊縫處產(chǎn)生裂縫，有的施工單位并不愿意認(rèn)真復(fù)壓。如果在施打過程中沒有采取逐步加載多次復(fù)壓的措施，敷衍了事，這些樁在靜載荷試驗(yàn)時(shí)就可能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。3.4擠土效應(yīng)顆召集有關(guān)單位溫分析事故原因胡的會(huì)議上，有落的單位堅(jiān)持事禁故是由擠土效柴應(yīng)引起的。擠似土效應(yīng)一般表截現(xiàn)為淺層土體肅的隆起和深層院土體的橫向擠動(dòng)出，擠土效應(yīng)塊對(duì)已經(jīng)施打的蒜樁的影響表現(xiàn)倦為樁身傾斜及楚淺樁絡(luò)（億≤迷20餡m撕）上浮。這些捐情況多發(fā)生在區(qū)樁距較密、布臭樁平面系數(shù)大貼且存在巨厚粘鉗土層的地基。京本工程同一承匯臺(tái)樁間誕距當(dāng)Φ投40辱0顆、唯Φ宵50某0級(jí)分別搖為暑1300m籌m繼、帽1600m哨m詠，均大澇于珍3鴿倍樁徑；柱距兆為鳳3.沈2消～泡7.0辟m掌之間，場(chǎng)區(qū)樁辰距較大，布樁琴平面系數(shù)小，刮本工程牛為納2.6捆%液，且樁島長(zhǎng)潮≥怨40植m買，樁施工時(shí)未架出現(xiàn)土體隆起聰現(xiàn)象，周圍路木面和建筑物未陶見因壓樁引起歲的新的損傷，批可見因沉樁擠襯土引起樁體上駛抬導(dǎo)致樁尖脫差離持力層的說充法是不正確的析。表4愚逆復(fù)壓處理及結(jié)汁果屯通過上面分析童，此次事故主洗要原因?yàn)椋簤簞贅杜c靜載荷試針驗(yàn)間歇時(shí)間太極短、樁端持力蛙層存在粘土薄見弱土層、快速喉沉樁導(dǎo)致飽和貼粘土層回彈致黑使樁身上浮。闊因此，要求施礦工單位有的放證矢地對(duì)持力層棚存在粘土薄弱典土層的地質(zhì)鉆增探孔至周邊正藍(lán)常地質(zhì)鉆探孔歷范圍內(nèi)的樁必范須全數(shù)進(jìn)行復(fù)尤壓；選取試驗(yàn)橡的樁必須在該母樁復(fù)欺壓鞋2輸5胞天后再進(jìn)行靜宇載荷試驗(yàn)。覽在復(fù)壓時(shí)碰到訓(xùn)的問題和采取裂的措施如下：撫4.墓1誠(chéng)復(fù)壓控制陵4.1.翻1方消除樁周土固舒結(jié)彼由于樁周土有得多層飽和軟塑遷～可塑粘土層肯，且層厚大，堅(jiān)層數(shù)多，摩擦艘力大，特別是吃先施打完成的仗樁由于土體重政新固結(jié)，在樁繞機(jī)瞬時(shí)大壓力把加載下樁可能堅(jiān)難于沉降，不需能達(dá)到復(fù)壓目快的。在復(fù)壓時(shí)時(shí)，先采用極限撓承載力標(biāo)準(zhǔn)筍值飯60昏%療～可70化%尾的壓力進(jìn)行瞬斥時(shí)短暫地反復(fù)矩施壓，以破壞任樁周土的固結(jié)顫效應(yīng)。實(shí)踐證盾明，這個(gè)方法燭是可行的，復(fù)驅(qū)壓沉降量較大鋸的樁都在施丘壓差6-兆8寫次之后就開始電有明顯下沉。嶄4.1.蝕2皺終壓控制層考慮到管樁公且司提供的樁身歷強(qiáng)度有一定安隙全儲(chǔ)備，把樁蘇復(fù)壓終止壓力受值控制在單樁統(tǒng)豎向承載力極鍵限標(biāo)準(zhǔn)值鍬的器10磚0洞～赤110際%打。對(duì)首批復(fù)壓魚的扶2翠1倉(cāng)根樁進(jìn)行小應(yīng)查變?cè)囼?yàn)，結(jié)果擾其框中剝1鍬5理根塔為項(xiàng)Ⅰ案類樁恭，滴6邁根弊為牙Ⅱ昆類樁，表明樁繞身質(zhì)量符合要碗求，終壓控制抵壓力值是安全賴的。由于液壓間靜力壓樁機(jī)的聽構(gòu)造特性，對(duì)堡樁頂施加壓力竄不能象豎向靜材載荷試驗(yàn)一樣迫維持某個(gè)穩(wěn)定敬的壓力持續(xù)長(zhǎng)駛時(shí)間加載，施豪壓時(shí)樁尖遇到廈受壓佩縮密實(shí)砂層時(shí)眾壓力直線上升尸，所以復(fù)壓壓靈力接近終壓值睡時(shí)需特別小心濕，稍有大意，匹壓力就會(huì)急速蓬上升，可能破撐壞樁身完整性些。飄4.1.幅3通樁機(jī)配重計(jì)樁機(jī)配重對(duì)樁包機(jī)施打過程的副穩(wěn)定性至關(guān)重之要。配重不足行，樁機(jī)壓力接柏近終壓值時(shí)樁儉頂反力使樁架邪上抬脫離地面每，樁機(jī)失去穩(wěn)喘定性，容易使瘦樁頂受到?jīng)_擊浮，可能使樁身?xiàng)椞貏e是樁頂法媽蘭盤與混凝土咐接觸處損壞。脆復(fù)壓初期就有浙三根樁的樁頂距受到破壞，當(dāng)搬要求樁機(jī)配重窯加大后到斬600銀T礎(chǔ)后樁頂破壞情業(yè)況基本得到消優(yōu)除。數(shù)4.2濕洋送樁深度剪地下室部分送辟樁深度為節(jié)0.4-2.雅5唉m賢。由于場(chǎng)區(qū)水干位步為奉-0.5蜓m唐，水位較高，益送樁超暗過煤1.5括m獸的樁復(fù)壓難以濫進(jìn)行，主要因瑞為復(fù)壓時(shí)鋼樁您送難以對(duì)準(zhǔn)樁失頭。如復(fù)壓時(shí)際鋼樁送未能對(duì)挪準(zhǔn)樁頭，會(huì)使存樁頭偏心受壓帝，樁身受拉產(chǎn)絨生橫向裂紋以頭至破壞。如果睜通過大面積開們挖，外露的樁物必須砍掉樁頭臺(tái)，樁頭沒有法黎蘭盤約束，在裳復(fù)壓時(shí)容易破膠壞；樁機(jī)也難窮以進(jìn)入基坑作秧業(yè)。所以復(fù)壓韻前先挖去場(chǎng)幻區(qū)鷹400m秋m際以上的表層砂洲層，以不露出幣樁頭為限，使況絕大部分樁都印得以復(fù)壓。挖諷出埋得較深樁遙頭的砂坑，在閉樁機(jī)的重壓下紅砂可能流入砂釘坑。為了解決刪這個(gè)問題，要希求在樁頭以鐵下朝300-50勻0m瞎m尚處放置厚壁砼蛙井圈，井圈上有沿低于地椒面冊(cè)100m浸m津，避免樁機(jī)移忘動(dòng)時(shí)壓壞井圈礎(chǔ)和方便就位。蓄4.3建宰沉降觀測(cè)朽為使復(fù)壓沉降賠情況直觀明顯件，預(yù)制了這1.2×1.鞠2視的龍門架，待符樁機(jī)就位后水草平穩(wěn)定地安放頂在樁的周邊。乎利用龍門架可旅以方便地在復(fù)株壓過程中測(cè)量挪樁的沉降和回粒彈情況。此外尊，為了查明樁僵最終沉降情況劇，利用水準(zhǔn)儀若測(cè)量復(fù)壓前及舊復(fù)壓后即時(shí)和俘一天后樁頭的仿標(biāo)高差，即為殿樁的復(fù)壓回彈豈量和最終沉降煩值。皇4.4肯仗處理結(jié)果渾總共復(fù)壓了脂19拐1擁根樁，其紙中調(diào)1躬9押根復(fù)壓沉降量創(chuàng)超賤過奮10m政m盒，棒5務(wù)根超執(zhí)過痕20m投m絕，最大沉挨降帆47m布m葬。復(fù)壓完轉(zhuǎn)成鉤1莫8毒天后共選呆擇藝6藥根進(jìn)行靜載荷惜試驗(yàn)，最大沉救降量稼為插17.4-3娃2.5m俘m咳，殘余沉降量愧為慰2.5-17表.4mm遇,劑全部達(dá)到設(shè)計(jì)這要求憤。慚Q-觀s蒙曲線無明顯陡誰(shuí)降資，躍s-lg嚴(yán)t茶曲線尾部無明博顯向下彎曲。均該工程已經(jīng)竣男工驗(yàn)收備案，壽最大沉降隊(duì)量券9m移m序，最小沉降桿量底7m堆m斯，地下室結(jié)構(gòu)晨和上部主體結(jié)左構(gòu)未發(fā)現(xiàn)可見覺裂縫，結(jié)構(gòu)安惡全可靠。鳴5頭懼設(shè)計(jì)和施工注禍意問題今5.1摟閘設(shè)計(jì)注意問題矩由于土層的復(fù)午雜性，特別是捕持力層為細(xì)砂津?qū)忧揖植繆A有吸薄弱土層的情太況在地質(zhì)勘察后中不一定能被妥發(fā)現(xiàn)，所以控揭制壓樁終壓值射非常重要，終啦壓值宜大不宜判小，一般不宜伴小于單樁豎向虎承載力極限標(biāo)疫準(zhǔn)值。豐在飽和粘土中濟(jì)采用開口樁尖斑可解決在粘土芳層中快速沉樁黎引起樁的卸壓搶回彈問題。由絕于開口樁尖在蔽沉樁時(shí)