摘要：高层建筑 管桩沉降量 超标 原因分析及处理
关键调：预应力管桩；沉降量；超标
一、工程概况
该项目位于南宁市良庆区百灵路98号，项目占地面积100127m2，分为A地块和BCD地块两期进行开发建设。项目总建筑面积为609129㎡，以高层建筑和超高层建筑为主，底部局部架空，住宅楼为31层～44层，高度100～150m。框架剪力墙结构；基础采用高强预应力混凝土管桩，主楼桩径800mm，选用桩型为PHC800 AB 130单桩承载力特征值4500kN，桩端持力层以中风化粉砂岩层作为桩端持力层，桩端进入持力层不应小于1米，桩长约7∽30m，基桩总数约600根。
二、工程地质及水文地质情况
工程场地岩土层共揭露11个工程地质层。自上而下，填土①层属于第四系全新统人工堆积层（Q4ml），淤泥质土②属于第四系池塘淤积层（Q4h），圆砾③层属于第四系更新统冲积层（Qpal），粉质黏土④层和粉砂⑤层属于第四系更新统残坡积层（Qpel），下伏下第三系始新统（E1-2）基岩层根据其风化程度划分为全风化岩⑥层、强风化岩⑦层和中风化岩⑧层，泥盆系下统郁江组（D1y）基岩层根据其风化程度划分为全风化泥岩⑨层、强风化泥岩⑩层和中风化泥岩?层。据钻探揭露，在勘察深度范围内揭露三层地下水：松散岩类孔隙水、孔隙裂隙水和岩溶水 。勘察在钻孔控制深度内地基土层内发现有溶洞、土洞、软弱夹层；未发现地裂、滑坡、崩塌及地面塌陷等不良地质，未发现暗埋河道、沟滨等对工程不利埋藏物。
三、压桩机的选用
该工程主楼选用较大桩径φ800mm的预制圆管桩，单桩承载力取值4500KN，裙楼选用φ600mm桩。桩基地处岩溶地区，强风化泥质粉砂岩遇水软化明显，成桩后浸水易受扰动。根据这些特点，采用一台2000型嵌入式岩压桩机来施工该工程基桩。该压桩机具有性能高、效率高、吨位大、穿透能力强特点。施工时无噪声、无振动、无空气污染、无冲击力，桩施工应力小。无论是中桩还是边桩完全能满足该工程的施工要求，并且有一定的富余量，为工程的安全、质量、工效提供可靠的保障。但是，静压桩机机身较重，根据施工场地的实际情况，地面土的承载力不满足静力压桩机的触地压力。将导致压桩时或行走过程中陷机，难以保证压桩的垂直度，并会引起正在压入的桩或已压入的桩受到水平推力而断裂，因此必须采取地表铺设砖碴等处理措施，以保证施工顺利进行和施工质量。
本工程采用静压桩机（2000入岩桩机），具体参数如下：
由于静压桩机机身较重，所以地面承载力不应小于51.3 KPa（10t/m2），根据施工场地的实际情况，地基土的承载力不满足静力压桩机的接地压力。将导致压桩时或走动过程中陷机，难以保证压桩的垂直度，并会引起正在压入的桩或已压入的桩受到水平推力而断裂，因此必须采取地表铺设卵石的处理措施，以保证施工顺利进行和施工质量。
静压桩机行走时地面承载力计算如下：
四、桩基检测方案
桩基检测方案由第三方检测公司负责编制，报监理、设计审核通过后进行检测。检测内容及数量如下：
1、需进行低应变动测以检测桩身质量，其中不多于三桩的承台每承台抽检桩数不得少于1根，且检测桩数不少于总桩数的30%。
2、采用静载荷试验检测单桩竖向承载力特征值，每单位工程静载试验桩数不小于检验批总桩数的1%，且不小于3根,随机抽取。根据国标《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106—2014、J256-2014），桩基静载试验极限荷载量为单桩承载力特征值的2.0倍，考虑到检测时加力为持久力，而沉桩时为瞬间力，沉桩施压力应大于2.0倍，取2.2倍作为单桩承载力特征值较为合理。
五、沉降量超标原因分析
经过充分的压桩准备工作，开始对项目9A#、9B#两个单元主楼φ800桩进行压桩作业，整个机械压桩过程基本顺利。但是，在进行桩基检测时，发现φ800桩有不同程度的沉降量超标情况，所以暂停了压桩作业，召开勘察、设计、监理、施工、业主五方会议进行原因分析。具体检测结果如下表：
从上述试验结果数据，可以判定本次检测的54#和66#桩单桩竖向抗压极限承载力满足设计要求，72#和99#桩单桩竖向抗压极限承载力不能满足设计要求，合格率仅50%。沉降量超标原因分析如下：
1、经分析静载试验沉降量超标原因是，管桩底端部基本达到强风化泥质粉砂岩，由于现场没有对已完工的桩端和桩底封闭，造成地表水经管桩中空部分浸润到桩端，导致桩端持力层浸水后被扰动，其承载力和压缩量变化，进而在静载试验中出现沉降量超标现象。
2、Φ800管桩极限承载力值约为：9170KN，设计值为4500KN，静压时终压力值为9900KN。桩基检测压力值为9000KN，设计值过高，容易导致检测不合格。
六、处理措施
在总结了9A#、9B#桩基施工经验后，针对持力层泥质粉砂岩遇水会导致承载力降低，可能导至桩基检测沉降量超标的情况，在后面剩余的9A#、9B#桩基和2#、3#、6A#、6B#、7#、8#楼及幼儿园桩基施工时，采取了以下技术和施工措施：
1、在溶洞区所有桩基均采用预制钢桩尖进行提前封底。
2、通常情况下，设计值采用管桩承载力值80%左右，即9170*0.8/2=3668KN左右，所以将主楼Φ800单桩竖向承载力特征值由4500KN降低为3600KN使用，相应地增加了桩基数量。
3、要求施工单位严格按照施工方案进行施工，及时对成桩进行封底和灌芯处理，确保桩基施工质量。
4、监理单位应加强现场质量的监管和记录，及时纠正和汇报施工过程中存在的问题。
七、质量管理措施
1、桩在沉入过程中，桩身突然倾斜错位，或当桩尖处土质条件没有特殊变化，
而贯入度突然增大，或施压油缸的油压显示突然下降引起机台抖动或有响声，出现这些情况可能是发生桩身断裂的现象，应采取如下预防措施防止桩身断裂：
（1）、施工前应对桩位下的障碍物清理干净，必要时对每个桩位用钎探了解。
对桩身进行检查，发现桩身弯曲超过规定（<L／1000且≤20mm)或桩尖不在桩纵轴线上的严禁使用。
（2）、在稳桩过程中如发现桩垂直偏差较大时应及时纠正，桩入土深度超过1m后发生严重倾斜时，不宜采用移机方法来校正，而应拔出重新对桩。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作要求处理。
（3）、桩在堆放、吊运过程中，应严格按相关规定执行，发现桩开裂、破损面积等超过相关验收规定时严禁使用。
2、采取技术措施保证桩身不受损坏：
（1）、管桩进场时质检员、材料员应对桩构件进行检查，检查桩顶有无凹凸现象，桩顶面是否垂直于轴线，桩尖有否偏斜，桩身观感质量是否存在缺陷等，对不符合规范要求的桩严禁使用。
（2）、扶桩工人用压条目测检查送桩器与桩的接触面处是否平整，如不平整应进行衬垫细砂处理才能施工。夹桩时应将桩身漏浆合缝置于夹板间隙防止夹破桩面。
（3）、施工前机械员要检查调试好桩机的夹持、压桩等液压机构和电气系统(尤其是工地供电压是否正常)和合理放置配重，保证桩机能垂直压桩，尤其在满荷浮机时不产生振动和侧向移动，减少偏心受压对桩的损害。
（4）、遇到大块坚硬的障碍物时，要事先探明人工清除，或用送桩器挤偏一侧，再进行压桩施工。
（5）、接桩时上下节桩保证在同一轴线，不产生曲折，接口清理干净，接桩严格按操作规程进行。
（6）、沉桩必须保证垂直，在压桩、稳桩过程中发现不垂直应及时纠正。
八、结论和效果
在调整方案后，成桩检测结果全部合格。部分桩检测结果如下：
从上述试验结果数据，可以判定本次检测的74#、92#、97#、226#、260#桩单桩竖向抗压极限承载力满足设计要求，合格率100%。
经过对上述方案进行调整和实施，9A#、9B#和其他楼栋的后续压桩工作都比较顺利，此方案可以多投入压桩机械，加快施工进度，同时大大提高了压桩合格率，满足了项目的进度要求，达到了预期的效果，值得同类地质条件和较大桩径的预应力管桩施工进行借鉴。
参考文献
[1]《吉丽嘉逸项目BC地块详细勘察报告》.
[2]《建筑桩基技术规范》.JGJ94-2008.
[3]《预应力混凝土管桩》.10SG409.
[4]《建筑基桩检测技术规范》.JGJ106-2003.
[5]《预应力混凝土管桩静压施工规程》.DB45/T36-2002.
[6]《建筑地基基础施工质量验收规范》.GB50202-2002.
论文作者:潘如亮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/2
标签：承载力论文; 桩基论文; 静压论文; 特征值论文; 桩机论文; 预应力论文; 管桩论文; 《建筑学研究前沿》2018年第18期论文;