一、前言
預應力管樁具有規(guī)格化生產(chǎn)、成樁質(zhì)量易于控制和檢查，施工周期較短，沉樁質(zhì)量比灌注樁有保證，經(jīng)濟性較灌注樁優(yōu)。施工場地周邊條件允許的情況下，預應力管樁在沿海地區(qū)廣泛采用。隨著應用的不斷增加，工程中也出現(xiàn)了許多問題，主要表現(xiàn)在[1-5]：①打（壓）樁時，樁周土體產(chǎn)生豎向隆起和水平移動，使鄰近樁產(chǎn)生上浮、偏位和樁身彎曲，嚴重時甚至導致樁身斷裂；②擠土效應對鄰近建筑物和地下管線造成破壞，導致其傾斜、開裂等；③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（壓）樁時，樁周土體被擾動和重塑，尤其對軟粘土，破壞了樁周土體的結(jié)構(gòu)性，改變了土的工程性質(zhì)，使樁側(cè)摩阻力下降；⑤基坑開挖時，由于支護不當或施工機械的影響，極易出現(xiàn)偏位，尤其是在上部土層較軟時。
二、工程概況
某住宅工程總建筑面積約6萬m2，由1-4#五幢18層高層、5-7#兩幢11層小高層組成，地下室一層。1-4#樓建筑樁基為端承摩擦樁，采用錘擊沉樁，管樁為PC-AB600(130)，樁長約52米，持力層為圓礫層，單樁極限承載力為5000KN，布樁412根；5-7#樓建筑和純地下室部分區(qū)域樁基為摩擦樁，采用靜壓沉樁，管樁為PC-AB550(110)，樁長約42米，持力層為粘土層，單樁承載力為3000KN，布樁606根。地基土物理力學性質(zhì)見表1。
表1地基土物理力學性質(zhì)指標
三、設計試樁靜載試驗結(jié)果分析
1-4#樓每幢單體均按設計要求打設計試樁各一根，采用錘擊沉樁，控制方式以貫入度為主、樁端設計標高為輔，當貫入度已到達而樁端標高未達到時，應繼續(xù)錘擊3陣，每陣10擊的貫入度不大于設計規(guī)定的10CM。在上述設計試樁周圍土體達到穩(wěn)定后進行靜載荷載試驗，試驗加載過程和結(jié)果見圖1。
圖1設計試樁靜載試驗Q-S曲線
從圖1中可以看出，在設計試樁階段錘擊沉樁S1、S2、S3、S4均能滿足設計要求，也即在樁密度不高的情況下，錘擊沉樁能使得樁基承載力值達到設計要求。
四、工程樁靜載試驗分析
工程樁按設計要求采用錘擊沉樁，控制方式按設計試樁確定。在全部工程樁施工完成且土體穩(wěn)定后，按設計要求對5根工程樁（A1、A2、A3、A4、A5）進行靜載試驗，靜載試驗情況見圖2。
圖2工程樁靜載試驗Q-S曲線
針對工程樁靜載試驗出現(xiàn)的異常情況，根據(jù)專家意見對該標段所有工程樁均進行小應變檢測。Ⅰ類樁108根，Ⅱ類樁293根，Ⅲ類樁15根，其中工程樁A1、A2、A3、A4、A5分別為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅱ類、Ⅰ類、Ⅰ類。小應變結(jié)果表明，上述工程樁的樁身完整，排除斷樁或脫焊引起如圖2所示沉降突變情況。
從圖2可以看出：
?。ㄒ唬┰囼灱虞d過程中，樁頂位移出現(xiàn)三階段式的加載位移曲線。
第一階段：工程樁靜載試驗Q-S曲線在約2000kN-3000kN前沉降量變化較平緩。該階段主要是樁身側(cè)阻發(fā)揮作用。
第二階段：工程樁靜載試驗Q-S曲線在靜載試驗荷載值達到2000kN-3000kN時均出現(xiàn)40mm-70mm的突然沉降量。該階段表明靜載試驗荷載克服樁身側(cè)阻作用。
第三階段：工程樁靜載試驗Q-S曲線在克服樁身側(cè)阻后繼續(xù)加載至5000kN的過程中，沉降量變化又較平緩。該階段表明隨著樁端土層的壓密，樁端端阻發(fā)揮作用，工程樁的承載力均大幅提供。這說明工程樁樁端出現(xiàn)上浮脫空現(xiàn)象，通過壓密樁端土，可以使得上述工程樁的承載力達到設計要求。
?。ǘ┕こ虡冻两低蛔儠r的荷載值不同。
A1、A4在荷載加載至3000kN時出現(xiàn)沉降突變；A2、A3在在荷載加載至2500kN時出現(xiàn)沉降突變；A5在荷載加載至2000kN時出現(xiàn)沉降突變。引起上述突變荷載值不一樣的原因主要有：①土層分布不均，各土層的分布厚度有一定的差異；②錘擊沉樁導致樁周土體受到擾動，引起土體結(jié)構(gòu)性有不同程度的破壞，土體的剪切強度降低，側(cè)阻有不同程度的損失[7]。③樁側(cè)阻和端阻的發(fā)揮存在耦合作用，樁端土體的嚴重破壞或者脫空不但導致端阻下降，而且還使側(cè)阻下降[5、6]。
從工程場地勘察情況來看，總體分布較均勻，不至于引起如此大的差異。
從工程樁的樁密度情況來看，工程樁A1、A4周圍樁密度相對較小，工程樁A1、A4周圍樁密度相對較大，工程樁A5周圍樁密度最大。結(jié)合工程的地質(zhì)情況、靜載試驗結(jié)果以及樁密度情況可以看出，工程樁沉降突變時的荷載值不同主要是由于樁的擠密程度不同造成樁周土體破壞情況不同引起。
錘擊沉樁對樁周土體性能破壞較大，且容易引起土體隆起導致樁身上浮，樁端與樁端土體脫空，形成空腔，從而大大降低樁基極限承載力值。
五、樁身上浮處理方案
對管樁產(chǎn)生的浮樁，目前工程中一般采用以下幾種技術措施[5]：對管樁產(chǎn)生的浮樁，目前工程中一般采用以下幾種技術措施：①注漿，對浮樁進行樁底（側(cè)）后注漿②補樁，補管樁、鉆孔樁或者靜壓錨桿樁；③基礎處理，對底板進行加厚處理；④復打或者復壓，對浮樁進行復打或復壓；⑤復合地基處理，一般補打散體材料樁等柔性樁。每一種方法都有一定的適用性。文獻[5]對注漿方案和復打方案進行了比較分析，認為注漿在深層軟土地基中效果并不明顯，提出在軟土地基中對浮樁進行復打是處理浮樁最有效的方案。
本工程為滿鋪地下室，管樁樁頂標高-4--7M不等，在原始地坪無法對所有工程樁進行復打。若地下室土方挖開后進行復打，根據(jù)勘探報告可知樁頂區(qū)域為淤泥質(zhì)粘土，復打存在存在較大風險。為此，本文提出預留沉降的處理措施：①采用PC600樁的高層主樓施工時標高提高80mm，作為預留沉降；②加強基礎剛度，增加主樓底板厚度（原400厚改為600厚）、加強鋼筋等來調(diào)節(jié)不均勻沉降；③主樓與主樓、主樓與純地下室之間均設置后澆帶，后澆帶封閉時間盡量延后；④施工期間加強觀測，編制詳細觀測方案。
六、結(jié)論
?。ㄒ唬┰跇痘芏容^低的情況下，預應力管樁（端承為主）采用錘擊沉樁和靜壓沉樁均能滿足設計要求，故在錘擊沉樁時應適當提高規(guī)范擠土預制樁最小中心間距3.5D的要求[8]，根據(jù)文獻[6]建議最小樁中心距不應小于4D。
?。ǘ┰跇痘芏葍r高的情況下，預應力管樁（端承為主）采用錘擊沉樁容易引起樁基上浮、導致樁端與土體脫空，形成空腔，樁基承載力大幅度降低。
?。ㄈ╊A應力管樁（端承為主）采用錘擊沉樁對樁周土體的性能破壞較大。
?。ㄋ模┰谲浲恋鼗?，預應力管樁采用靜壓沉樁能較好地控制樁基質(zhì)量。
參考文獻：
[1]張忠苗.預應力管樁在杭州的應用[C]//深基礎工程實踐與研究.北京：中國水利水電出版社，1999：301–306.
[2]龔曉南，李向紅.靜力壓樁擠土效應中的若干力學問題[J].工程力學，2000，14(4)：7–12.
[3]施建勇，彭劼.沉樁擠土效應研究綜述[J].大壩觀測與土工測試，2001，25(3)：5–9.
[4]POULOSHG.Effectofpiledrivingonadjacentpilesinclay[J].Can4106vedw2q1GeotechJ，1994，31(6)：856–867.
[5]張忠苗，辛公鋒，俞洪良，熊文.軟土地基管樁擠土浮樁與處理方法研究[J].巖土工程學報，2006，28(5)549-552.
[6]張忠苗.軟土地基超長嵌巖樁的受力性狀[J].巖土工程學報，2001，23(5)：552–556.
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