静压管桩浮桩原因及处理措施研究

汪 虎 肖 霄 朱永柏 周万洋

静压管桩浮桩原因及处理措施研究

汪 虎 肖 霄 朱永柏 周万洋

静压高强预应力管桩具有承载力高、成本低、施工噪音低、工期短、质量容易控制等优点，近年来已在沿海和内陆得到广泛的应用。但如施工工艺不当，可能产生浮桩现象，给工程带来质量隐患。本文旨在分析和研究静压管桩浮桩原因及处理措施，提出解决桩体上浮的有效技术措施，对类似工程具有一定的借鉴意义。

一、工程概况

某工程占地面积约10000m2，建筑面积60000m2，为10～25层框架结构，地下室2层，基础开挖至地面下6m；该场地地势平坦，地下水位埋深2.0～3.2m。

根据勘察资料，工程基础采用PHC500、600管桩，桩长 24m、26m，总桩数约1000根。单桩承载力特征值为1200kN、2100kN。

二、桩基施工概况

施工单位按设计要求进行施工，先期施工了6根试桩，达休止期后进行静载试验，承载力符合设计要求，后按工程桩要求进行施工，按期完成施工任务。

三、工程桩初步检测

按照设计要求和检测技术规范JGJ106-2003，对该工程的工程桩进行承载力复测，11#桩沉降 49.69mm、178#桩沉降 71.96mm、204#桩沉降91.93mm，Q-S曲线见图1。

依据规范判定所测桩均为不合格桩，主要原因是桩端与其底部持力土层产生了较大的空隙，应对类似桩进行处理。后对该工程桩的桩顶标高进行严格复测，发现与设计要求有较大出入，约占总桩数52%的工程桩桩顶标高与设计标高上浮3～10cm不等。

四、浮桩原因分析

浮桩是沉桩时挤土余地不足而产生的挤土效应，从而带动桩间土及桩向上移动，同时由于沉桩数量的不断增加，土体机构产生较大的改变，土体中的水压力急剧上升，产生了超空隙水压力，也使桩间土及桩向上位移，从而使桩端持力层产生了较大的空隙。一般来说，当桩受荷载作用时，如果荷载大于桩与桩间土的摩擦力时，桩的下沉量会突然加大，但继续加载，桩的下沉量会趋缓。从11#桩、178#桩的Q-S曲线结合地质条件和施工情况判定，都出现了浮桩，主要有以下原因：

（1）该区域为群桩，桩间距离较小。

（2）该工程地质主要为粘性土，且土层较厚，地下水位偏高，桩较长。

（3）施工时没有采取预钻孔或降水等措施，减少挤土效应和降低超空隙水压力。

（4）施工速度太快，每天沉桩30～50根。

（5）对于群桩施工没有严格按照工艺要求采取跳打，先深后浅、从中间到边缘沉桩。

五、处理措施

1.采取复压

对有浮桩情况的工程桩向外进行跳打复压，复压压力控制标准和工程桩施工时一样，即为终压值5200kN，复压5次，最大沉降量不超过5mm。从复压情况来看，基本都在30～60mm，个别达到110mm。

2.采用高压注浆

对于场地边角或静压机无法施工的浮桩，采用高压注浆工艺处理桩端与持力层之间的空隙。

六、处理效果

桩基全部施工和复压达到检测要求后，根据设计、实际施工及历次检测情况，选取3根具有代表性的桩进行静载试验，另选取5根具有代表性的桩进行高应变检测，低应变按工程桩总桩数30%抽检。对检测结果进行分析，该工程基础承载力满足设计及规范要求，桩身完整性及接头质量均符合要求。

七、结语

图1 试桩Q-S曲线图

通过对该工程的实践及其他类似工程分析，对静压高强预应力管桩施工前，应根据地勘、设计及规范和场地的实际情况，编制切实可行的施工方案或施工组织设计，尽力避免浮桩现象的产生。特别是当桩比较密集，桩周土为饱和粘土时，或地下水位较高时应该高度关注可能会产生浮桩现象。可采取以下措施可避免浮桩产生：

（1）进一步探明地质情况，对群桩宜加大勘察布孔密度。

（2）加强施工过程中桩顶标高监测。对已经施工好的工程桩桩顶标高要进行测量，桩顶标高复测频率依据施工情况进行，但每2天应不少于1次。

（3）施工时采取预钻孔或降水等措施，减少挤土效应和降低超空隙水压力。

（4）控制好施工速度，不宜太快，应依据规范按照合理工艺进行。

（5）对于群桩施严格按照工艺要求采取跳打，先深后浅、从中间到边缘沉桩。

对于已经产生浮桩的工程，宜采取以下处理措施：

（1）采取复压。对有浮桩情况的工程桩向外进行跳打复压。

（2）采用高压注浆。对于场地边角或静压机无法施工的浮桩，采用高压注浆工艺处理桩端与持力层之间的空隙

淮安市水利勘测设计研究院有限公司 223005）