前言

 

　　由于高强预应力混凝土管桩具有承载力高、造价低、适应性强、管桩工业化生产等特点，在沿海软土地区得到广泛应用。但在预应力管桩的施工过程中，很容易发生上浮现象，影响桩基工程的进度和质量。本文通过高强预应力混凝土管桩工程实例，对上浮原因进行分析，提出其处理措施和预防措施，供大家参考。

 

　　工程实例

 

　　工程概况本工程位于福建省长乐市首占街道上洋村，由12栋25-32层高层住宅（下设1层满堂地下室），总建筑面积194515㎡，地下室建筑面积38242㎡，总桩数2552根，其中PHC500AB125单桩竖向抗压承载力设计值N=3701KN，PHC600AB130单桩竖向抗压承载力设计值N=4824KN，平均入土深度50-55m，持力层为强风化凝灰岩Ⅰ。持力层的极限端阻力特征值qpk=8000kpa。施工采用锤击法，现场使用8台桩锤重量6.2吨、1台桩锤重量7.2吨的打桩机同时施工。施工过程中，建设单位委托福建岩土勘察研究院进行浮桩监测，结果表明，基桩上浮比较严重，整个场地上升300-500mm。

 

　　地质情况

 

　　本工程场地属长乐平原，为海岸阶地地貌单元。场地原为农田及鱼塘，现已回填整平，场地四周均为空地无紧邻已建建筑，场地内及场地周边地势较为平坦，地表高层2.18～4.86m。

 

　　3、桩身上浮原因分析

 

　　管桩上浮主要原因是挤土效应，本工程地质复杂，淤泥质土厚度大。在将预应力管桩打入土层中时，由于管桩对土体的挤压会使土体向四周排挤，周围的土体会因此而受到严重的扰动。土体遭到严重的扰动后会发生径向位移，离管桩一定范围内的土体受到不排水剪切和很大的水平挤压力，经过这些外部干扰后，土体会形成具有很强的孔隙水压力的扰动重塑区。重塑区土体的不排水抗剪能力大大的削弱了，而且直接促使周围的土体会因不排水剪切而被破坏。随着管桩数量的不断增加，会使已经打入土体的管桩和相邻靠近的管桩产生较大的侧向位移和上浮，土体的和管桩的位移与管桩的数量成正比，用的管桩越多产生的位移就越大。

 

　　3.1桩的数量多、体积大

 

　　本工程地下室面积38242㎡，长380m，宽150m，总桩数2552根，而且大部分为大承台，最小的承台桩数7根，最大的承台桩数60根，相邻桩中心距1.8m，由于桩与桩之间的相互影响，导致桩身上浮。

 

　　根据施工记录，本工程PHC500管桩入土的砼总体积约26194m3，PHC600管桩入土的砼总体积约2263m3。如果不考虑土质压缩，平均分摊面积38242㎡的场地则平均要提高0.74m，可见打入砼的量是非常大的。整个场地上升300-500mm就不足为奇了。当土饱和密实，被挤到极限密实度而向上隆起时，相邻的桩被浮起。

 

　　3.2地质条件的影响

 

　　根据勘察资料，在进入持力层强风化凝灰岩前，需要穿越三个卵石层，厚度在0.80-7.6米不等。桩基施工过程中进桩比较困难，容易出现爆头现象，加剧了场地的隆起。

 

　　4、处理措施及效果

 

　　4、1确定处理方案

 

　　桩基施工过程中，根据施工进度，对已施工的工程桩进行浮桩监测。发现绝大承台中密集桩存在上浮现象，而且有的上浮很厉害，最大的达59.2mm。根据本工程情况，桩数较多，场地存在密实度较大的砂层，部分桩头在收锤后接近极限荷载或出现轻微裂缝，如果继续采用锤击法，将可能打坏管桩，因此最后确定采用静压处理方案进行处理。

 

　　4.2确定静压参数选取10#楼44号桩以及21号桩进行静压试验，终压力值均为采用5000KN，其中44号桩桩长54m，上浮59.2mm，压入66mm，22号桩桩长52m，上浮48mm，压入63mm。一周后，做静载试验，承载能力满足设计要求。根据静载试验曲线，终压力值确定为5000KN，比较合适。

 

　　4.3多次静压处理除作过静载试验的2根桩外，大承台中的桩均按照确定的静压参数作静压处理，以彻底消除上浮。场区采用一台静压桩机施工，静压前，将露出地面的桩头全部锯掉，入土较深的桩先接桩处理，施工顺序是从中心开始分区域对称进行，严格监控终压力值不超过5000KN，施工过程中详细做好施工记录。

 

　　施工完毕，再全部重新测量桩顶标高，与静压前测量的桩顶标高相比较，绝大部分桩已消除上浮。但还有部分桩上浮未彻底消除，上浮的高度较小，最多的为12mm，大多在1～8mm之间。经过分析认为，静压处理有明显的效果，上浮高度在10mm以下的可不作处理，仅对上浮高度在10mm以上的进行补压。

 

　　4.4处理效果处理完毕后，按照有关要求，每个栋号选取3根桩做静载，其余工程桩做低应变检测。根据静载试验报告，实际总沉降量为16.5～36.86mm，残余沉降量为0.58～8.67mm，全部满足设计要求。高应变动测检验也符合规范要求。

 

　　5、预防措施

 

　　5.1优选桩型及施工方法预应力管桩虽然在工程中得到了广泛的应用，但是这并不代表着预应力管桩适用于任何的施工场地，预应力管桩的持力层可以选择是强风化岩层、坚硬的黏土层或砂层和碎石层，但是预应力管桩不能打入中风化和弱风化岩层。设计上应尽量避免采用高密度、大管径的预应力管桩，优先采用其他桩型，如钻孔灌注桩、冲孔灌注桩及筒桩等。对于管桩也应优先采用静压法，以减小施工振动对周围管桩的影响。

 

　　5.2严格控制压桩顺序

 

　　在软土地基施工较密集的群桩时，沉桩次序不当，很容易使桩向一侧挤压造成位移或涌起。对群桩承台应考虑压桩时的挤土效应．不同深度的桩基应先深后浅、先大后小、先长后短。同一单体建筑，一般要求先施压场地中央的桩，后施压周边桩，当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施压。

 

　　同时要求施工顺序从中心承台开始，按梅花形跳承台进行，即纵、横轴线承台两个方向均要隔一个承台，才能进行下一个承台静压，同时要求任意一个承台与相邻的前后左右承台的静压时间至少间隔七天以上，以最大限度地减少相邻承台之间的相互影响。沉桩期间不得开挖基坑，一般宜间隔14d，待孔隙压力基本消散后再开挖。

 

　　5.3适当加大压桩终压力值压桩终压力的选用一般以两倍的管桩单桩竖向承载力设计值作为参考值，但施工中的压桩终压力可适当加大。因为施工中的压桩终压力是根据在施工瞬间荷载（终压力作用时间只是终压控制贯入度的瞬间）作用下有土体侧向约束的情况来确定的。在施工中应定期检查压桩的终压力是否达到预定值或超出极限值，以确保每一根桩达到设计要求且不致压坏。

 

　　5.4适当扩大监测范围根据设计要求，管桩施工过程中，应随时对桩机周围5m范围内的成桩进行桩顶标高监测，以随时发现问题，随时解决。根据我们的经验，新近填土又经过强夯或碾压处理的沿海填土区，其桩机影响范围与填土厚度存在一定量的关系。本工程开始按照设计要求监测桩机周围5m范围内的成桩，监测过程中发现，桩机周围10m左右范围内的成桩均受到影响。

 

　　6、几点建议

 

　　6.1沉桩过程的资料控制对于管桩上浮方面，主要需随时监测并记录每根桩的桩顶标高，认真做好原始资料的统计及汇总工作，必要时需绘出每根桩的桩顶标高随时间而变化的曲线，或绘出每根桩与桩机距离变化的曲线。认真分析曲线变化，找出影响桩顶标高的关键因素，从而指导下一步的施工。

 

　　6.2大面积群桩建议抽桩复压管桩全部沉桩或锤击到位后，不管有无上浮，为确保桩底不发生疏松和涌桩，对于大面积群桩，须抽取一定数量的桩进行复压，压桩力可减至静载荷试验值。需复压的桩主要是指单桩承台、桩数多的承台、单桩承载力比较大的承台以及地质条件相对复杂的承台等。

 

　　6.3相邻承台沉桩应错开一定时间由于一般桩机影响范围与填土厚度相关，但不宜小于5m，相邻两个承台施工应避开这个受影响的区域。因此沉桩顺序除了遵守一般规定外，对于新近压实的沿海填土区，相邻两个承台施工的时间间隔应错开七天以上，确保桩周土壤颗粒应力消散。

 

　　参考文献：

 

　　[1]陈坚和．预应力管桩设计理论[J]．中国城市经济，2011，(06)．

 

　　[2]郑敏．浅谈预应力管桩施工的质量控制[J]．建材技术与应用，2011，(06)．

 

　　[3]邓海东．预应力管桩在设计应用中应注意的问题[J]．价值工程，2010，(18)．

 

　　[4]贺学文，郭创科，辛晓辉．预应力管桩在软土路基基底加固中的应用．《铁道标准设计》，2008.4．