1、工程概況
東莞雍雅山莊城中區(qū)工程由六棟高層塔樓及一~三層商業(yè)裙樓組成，地下設(shè)一層地下室，住宅建筑層數(shù)23層，框支剪力墻結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)采用錘擊高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC管樁），樁徑為500mm、600mm兩種，十字型樁尖，樁基礎(chǔ)持力層為強(qiáng)風(fēng)化砂巖，單樁承載力特征值分別為2000kN、3000kN，單樁極限承載力值分別為4400kN、6000kN。地下室基坑已開挖深度約-5.5米。
本工程我司是施工總承包單位，樁基工程由業(yè)主指定分包給專業(yè)施工單位，我司土建中標(biāo)進(jìn)場(chǎng)后，樁基工程由于前期幾次打樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求而停止施工，我司作為施工總承包單位，對(duì)前期PHC管樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的原因進(jìn)行了研究分析，總結(jié)PHC管樁承載力與巖土地質(zhì)情況的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提出處理措施，最終使樁基施工得以順利進(jìn)行。
2、場(chǎng)地巖土工程地質(zhì)條件
該工程場(chǎng)地原始地貌屬低山丘陵及邊緣地帶地貌單元。場(chǎng)地上部土層由填土層、上層粘土層、中細(xì)砂層、淤泥層、下層粘土層、殘積粉質(zhì)粘土層組成，場(chǎng)地內(nèi)土層分布及土層厚度變化非常大，有的區(qū)域各種土層均有分布屬軟弱土或中軟土場(chǎng)地類型，有的區(qū)域僅有殘積粉質(zhì)粘土層分布屬中硬土場(chǎng)地類型，原有的勘察資料揭露到的基巖層主要是全風(fēng)化巖、強(qiáng)風(fēng)化巖、中風(fēng)化巖，僅少量鉆探揭露到微風(fēng)化巖且埋藏很深，場(chǎng)地下部基巖為侏羅系砂巖，有的區(qū)域強(qiáng)風(fēng)化砂巖層厚達(dá)10米以上，有的區(qū)域全風(fēng)化巖層及強(qiáng)風(fēng)化巖層很薄。
3、試樁情況及單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)結(jié)果
本工程分別于2008年8月和2008年12月—2009年2月進(jìn)行試打樁，對(duì)其中的四支PHC管樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)（靜載試驗(yàn)結(jié)果詳下表），試樁情況如下：
第1次試樁：2008年12月于2座住宅場(chǎng)地試打600mm直徑PHC管樁1支，靜載試驗(yàn)測(cè)單樁極限承載力QU≧6000KN，單樁承載力特征值>3000KN滿足設(shè)計(jì)要求。該樁施工時(shí)引孔8米深，打入土中長度9米。
第2次試樁：2008年12月于5座住宅場(chǎng)地試打600mm直徑PHC管樁多支，2009年2月靜載試驗(yàn)檢測(cè)其中的5A6034＃樁、5A6061＃樁的單樁極承載力QU=4800KN、2400KN（<6000KN）均不滿足設(shè)計(jì)要求。該次試樁未引孔，5A6034＃樁端入土12米，5A6061＃樁端入土13米，5A6034＃樁成樁后約20天，靜載試驗(yàn)檢測(cè)前半個(gè)月，進(jìn)行了復(fù)打，復(fù)打入土36公分。5A6061＃樁未作復(fù)打。
第2次試樁：2008年12月于5座住宅裙樓場(chǎng)地試打500mm直徑PHC管樁多支，2009年2月靜載試驗(yàn)檢測(cè)其中的5A5031＃樁的單樁極限承載力QU=3520KN（<4400KN）不滿足設(shè)計(jì)要求。該部分樁施工也未引孔，樁長14米左右，未作復(fù)打。
4、本工程PHC管樁試樁承載力問題初步分析
對(duì)于試樁單位的單樁豎向靜載試驗(yàn)結(jié)果，我們根據(jù)原勘察報(bào)告和試樁的施工記錄對(duì)四支試樁的承載力進(jìn)行初步分析，1#樁承載力滿足設(shè)計(jì)要求合理并正常的。
第2次試樁結(jié)果看，三支樁承載力均不滿足設(shè)計(jì)要求既不合理，也不正常。從以往施工經(jīng)驗(yàn)來看，PHC管樁很難打入強(qiáng)風(fēng)化砂巖層如此深度，因此初步判斷原勘察資料應(yīng)存在偏差或錯(cuò)誤。
5、PHC管樁承載力問題的進(jìn)一步研究分析
1）經(jīng)與建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位會(huì)議溝通，我司提出對(duì)本工程6座塔樓進(jìn)行補(bǔ)充勘察的建議，以獲取更為準(zhǔn)確的地址勘探資料，進(jìn)一步摸清地質(zhì)情況。
根據(jù)補(bǔ)充勘察結(jié)果，在鉆探深度范圍內(nèi)，場(chǎng)地基巖為侏羅系泥巖或泥質(zhì)粉砂巖，兩種巖石呈互層或相互摻雜。
2）勘探結(jié)果初步分析
經(jīng)過對(duì)補(bǔ)充勘察的巖土層情況進(jìn)行仔細(xì)分析，認(rèn)定本工程擬建場(chǎng)地不同區(qū)域巖土情況差異較大，整個(gè)工程場(chǎng)地的巖土地質(zhì)情況復(fù)雜，表現(xiàn)為三個(gè)方面：（1）場(chǎng)地的基巖有泥巖和砂巖兩種（而非原勘察資料表述為全部是砂巖）；（2）強(qiáng)風(fēng)化泥巖層分為土狀強(qiáng)風(fēng)化巖層和塊狀強(qiáng)風(fēng)化巖層，部分場(chǎng)地土狀強(qiáng)風(fēng)化泥巖層厚度較大，而部分場(chǎng)地僅有塊狀強(qiáng)風(fēng)化砂巖層；（3）整個(gè)場(chǎng)地的地質(zhì)情況復(fù)雜，土層和巖層的分布變化極其復(fù)雜，硬土層、軟土層的分布情況差別非常大，全風(fēng)化巖、強(qiáng)風(fēng)化巖的埋深和厚度變化很大，泥巖質(zhì)基巖、砂巖質(zhì)基巖的分布具有區(qū)域性。
2）根據(jù)補(bǔ)充勘探資料分析靜載試驗(yàn)值差異的原因：
本工程兩次試樁靜載試驗(yàn)檢測(cè)的基樁分別位于巖土情況完全不同的場(chǎng)地上：
第1次試樁的1#位于座住宅場(chǎng)地區(qū)域，屬上述第一種巖土的質(zhì)情況。根據(jù)補(bǔ)充勘察報(bào)告和錘擊高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工記錄表，1#樁樁端已進(jìn)入中風(fēng)化砂巖層，雖然該樁稍短，但樁端阻力足夠大，以樁端承載力為主，故樁承載力可以滿足設(shè)計(jì)要求。這與以PHC管樁樁工程經(jīng)驗(yàn)相符——PHC管樁樁長8米以上，樁端進(jìn)處強(qiáng)風(fēng)化砂巖并接中風(fēng)化巖（或進(jìn)入中風(fēng)化砂巖），單樁承載力特征值一般大于經(jīng)驗(yàn)估算值。
第2次試樁的5A6034#樁、5A6061#樁、5A5031#樁位于5座住宅場(chǎng)地區(qū)域，屬上述第二種巖土地質(zhì)情況。根據(jù)補(bǔ)充勘察報(bào)告和錘擊高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工記錄表，5A6034#樁、5A6061#樁、5A5031#樁端巖土層為土狀強(qiáng)風(fēng)化巖泥層，雖然樁長度稍長，但樁端阻力不足，樁身床摩阻力也不大，故該部分樁的承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
3）從理論上分析承載力的差異
根據(jù)地基土的物理力學(xué)指標(biāo)與承載力參數(shù)等經(jīng)驗(yàn)公式估算單樁承載力特征值，采用廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》DBJ15-31-2003的相關(guān)公式進(jìn)行理論計(jì)算分析，可以知道，1#試驗(yàn)樁的樁端持力層為中風(fēng)化砂巖，基承載力試驗(yàn)結(jié)果及理論計(jì)算結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求。而5A6034#樁、5A6061#樁、5A5031#樁試驗(yàn)樁的樁端持力層為土狀強(qiáng)風(fēng)化泥巖，基承載力試驗(yàn)結(jié)果及理論計(jì)算結(jié)果均不能滿足設(shè)計(jì)要求。
4）從群樁效應(yīng)方面分析
第1次試打的PHC管樁的數(shù)量較少，未產(chǎn)生明顯的擠土效應(yīng)而使管樁上浮，樁的承載力沒有降低；第2次試打的PHC管樁的數(shù)量較多，在4座、5座、6座場(chǎng)地上共施工1000多支樁，屬于大面積密集樁群，場(chǎng)地表土層均較堅(jiān)硬，產(chǎn)生擠土效應(yīng)而使管樁上浮，樁的承載力有所降低。擠土效應(yīng)是造成第1次試樁承載力不足的一項(xiàng)因素，故兩次試樁PHC管樁承載力有差別。
5）從樁頭防滲措施方面分析
因第2次試打的PHC管樁的樁端未采取有效的防滲措施，閉口樁沉樁后一定時(shí)間由于樁端構(gòu)造隙浸水導(dǎo)致強(qiáng)風(fēng)化泥巖層軟化，承載力降低。第1次試打的PHC管樁的樁端為中風(fēng)化砂巖，不存在巖層遇水軟化問題。巖層遇水軟化問題也是造成兩次試樁PHC管樁承載力有差別原因。
6）總結(jié)分析并提出解決方案
綜合以上分析，針對(duì)本工程PHC管樁承載力差別大的原因，提出了相應(yīng)的解決方案：
1）兩次試樁場(chǎng)地位置不同，樁側(cè)土層及樁端巖層差異大，樁端基巖巖性不同是造成本工程PHC管樁承載力差別大的主要原因。
對(duì)于類似本工程擬建場(chǎng)地PHC管樁基礎(chǔ)，上部和下部巖土層差異大，設(shè)計(jì)和施工樁端持力層宜選擇同一巖層。對(duì)于樁長10米左右，強(qiáng)風(fēng)化巖層厚度大的PHC管樁基礎(chǔ)，應(yīng)特別注意強(qiáng)風(fēng)化巖層的差異性，勘察資料可能未對(duì)厚度大并有土狀和碎塊狀之分的強(qiáng)風(fēng)化巖層進(jìn)行分層，樁端位于土狀強(qiáng)風(fēng)化巖層或碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化巖層的承載力會(huì)有較大差別。厚度大的強(qiáng)風(fēng)化巖層往往存在軟夾層或硬夾層，同樣也會(huì)造成PHC管樁承載力差別大的問題。
2）對(duì)于大面積密集樁群，PHC管樁的數(shù)量大，場(chǎng)地表土層均較堅(jiān)硬，打樁產(chǎn)生擠土效應(yīng)使管樁上浮，樁的承載力會(huì)顯著降低。擠土效應(yīng)是造成第1次試樁承載力不足的一項(xiàng)因素，故兩次試樁PHC管樁承載力有差別。
PHC管樁基礎(chǔ)施工應(yīng)加強(qiáng)樁頂上涌和水平位移的監(jiān)測(cè)，PHC管樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)宜采用預(yù)鉆孔沉樁或采用擠土效應(yīng)較小的開口型樁尖，樁中心距應(yīng)調(diào)整為四倍樁直徑（4D）左右。
3）PHC管樁樁端位于強(qiáng)風(fēng)化泥巖層或強(qiáng)風(fēng)化砂巖層，樁端應(yīng)采取防滲措施，防止樁端構(gòu)造縫隙浸水導(dǎo)致強(qiáng)風(fēng)化巖軟化，可在沉樁后立刻灌入微膨脹性混凝土至樁端以上2m高。類似本工程的場(chǎng)地采用開口型樁尖，既可減小擠土效應(yīng)，樁管內(nèi)形成的土這種塞也可防止樁端構(gòu)造縫隙浸水導(dǎo)致強(qiáng)風(fēng)化巖軟化。
6、結(jié)束語
由于我們采取的技術(shù)措施和方法有效可行，使得本工程的預(yù)應(yīng)力管樁施工順利并經(jīng)靜載和低應(yīng)變檢測(cè)合格，縮短了工期、節(jié)約了成本，達(dá)到了預(yù)期的效果，并經(jīng)過認(rèn)真總結(jié)形成了關(guān)于復(fù)雜地質(zhì)條件下的PHC管樁施工技術(shù)，希望能給往后類似工程的施工提供借鑒作用。
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