高压注浆在管桩上浮处理中的应用

卢 海，肖 霄，汪 虎

(淮安市水利勘测设计研究院有限公司，江苏 淮安 223005)

随着社会经济的不断发展，建设工程得到了较快发展，建筑物的高度越来越高，桩基础具有承载力高和沉降量小的优点，得到了广泛的应用。而预应力管桩由于施工效率高、施工质量易控制、成本低等优点在建设工程应用中被优先考虑。但也因在不同地质条件下出现不同的桩土效应，产生不同的工程质量问题。如在黏土层较厚的地区，大面积的管桩施工会导致桩出现不同程度的上浮，针对该问题，采用桩底高压注浆处理措施是本文要探讨的问题。

1 工程概况

位于淮安市区某工程总用地面积约为131200m2，总建筑面积1600000m2，该工程建筑均使用预应力管桩基础，桩径600mm，桩长26m，单桩竖向抗压承载力特征值2900kN，各单体设计桩数由111～285根不等，该地区土层分布见表1，地下水埋深2～3m。该工程桩基持力层为⑥层土，桩土作用范围内主要分布的均为黏性土层。

2 桩基上浮危害

2.1 桩基上浮问题的发现

该工程37#楼使用工程桩单桩竖向抗压静载荷试验检测，共抽检3根桩进行检测，发现50#桩沉降达83.73mm，32#桩沉降已达79.50mm，108#桩沉降达127.96mm，其沉降与压力关系Q-s曲线如图1所示，依据JGJ106—2014《建筑基桩检测技术规范》，该楼所测3根桩承载力不满足设计要求，且Q-s曲线呈现出，当沉降陡降达到一定数值后，沉

表1 本工程地层描述

降又趋向于稳定，经分析，认为出现静载荷试验Q-s曲线出现陡降段是由于桩发生上浮，桩端与桩端持力层之间出现了较大空隙，在静载荷试验过程中，桩被施加压力下沉，当桩端再次与桩端持力层紧密接触时，沉降趋于稳定。后对该工程所有桩桩顶标高进行复测，发现大面积桩桩顶标高比设计标高高出5～12cm不等，桩出现了不同程度的上浮。

图1 三根桩静载荷试验Q-s曲线

2.2 管桩上浮的危害

该工程桩基出现了不同程度的上浮，如不采取处理措施，在建设过程中，势必会出现基础的不均匀沉降，当结构抵抗不住不均匀沉降导致的应力时，将会出现剪切破坏，常见的如墙体产生的剪切裂缝，不均匀沉降引起的墙体裂缝，系结构性破坏裂缝，所造成的危害，轻者影响建筑物的美观，重者墙体渗水和灌风，影响建筑物的使用功能，造成房屋使用者心理上的不安，严重的会引起墙倒屋塌，出现伤人事故和财产损失。

3 原因分析

(1)群桩施工导致桩之间较密。由于工期要求，施工中也没有注意跳打和间歇，桩周土层被挤密，桩机移位后，土层应力释放，被挤密的土层变形恢复，正摩擦力带动桩身产生上浮，这种现象在黏土层中更为明显。

(2)土层中有饱和水压力。水压力过大，造成沉桩困难，桩机移位后，水压力初释放时，可能至桩身克服自重上浮，最终水压力释放完毕，桩端阻力急剧下降，还需要继续沉桩才能达到设计要求。

4 处理措施及效果

4.1 桩机复压

本工程有地下室，桩顶标高在地表下5m，使用静压桩机下基坑复压，施工难度大，周期长，成本高，针对本工程基本不具备可行性。

4.2 补桩

依据静载荷试验确定的承载力，按结构计算采用补打工程桩措施，可以通过补打工程桩提供的承载力弥补原工程桩承载力的不足，缺点是同样需要静压桩基下基坑施工，施工难度大，周期长，工程造价高，且后续施工的管桩依然会有挤土效应导致桩上浮。

4.3 桩端高压注浆

采用桩端高压注浆，将桩端与桩端土之间的空隙充填密实， 由于注浆器械轻便，适合于在基坑下施工，施工效率高，且工程造价低，较适用于该工程的管桩上浮的处理。

4.4 高压注浆处理及效果

经过综合必选，决定选用桩端高压注浆方法处理该工程管桩上浮问题，根据本工程桩上浮情况，设计注浆范围为管桩底以下3倍桩身直径，每根桩注浆量为800～1000kg，采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥用量为40%，水灰比0.9，喷浆压力20～25MPa，喷浆量100～150L/min，提升速度0.2m/min，施工中须保证按设计参数注入足量水泥浆。

采取处理措施28天后，选取3根桩进行单桩竖向抗压静载试验，42#、53#、112#桩单桩竖向抗压静载试验Q-s曲线如图2所示，42#、53#、112#桩加载至5800kN时，沉降量分别为9.87mm、9.08mm、13.35mm，沉降量较小，依据JGJ106—2014《建筑基桩检测技术规范》，三根桩单桩竖向抗压静载试验结果均满足设计要求。

5 结语

本文论述了当预应力管桩出现上浮情况，无法使用传统桩基复压的前提下，采用桩端高压注浆的方式对上浮产生的空隙进行加固处理，通过注浆前后的单桩竖向抗压静载试验结果的对比，说明高压注浆处理措施取得了良好效果，为类似工程问题的处理提供参考。

图2 三根桩静载荷试验Q-s曲线