1.2.3.4陕西地矿综合地质大队有限公司 陕西渭南 714000；
1.2.3.4陕西地矿第二工程勘察院有限公司 陕西渭南 714000
摘要：预应力管桩相对于其他桩基具有明显的技术和经济优势，特别是在软土地区，已经普遍采用，并形成了良好的经济效益。但是管桩自身的特点也使得其在施工应用时需要重点结合其工程特性。本文通过工程实例，综合静载荷试验结果，对该工程事故的原因进行了初步探讨分析，对卤泊滩地区同类地层的预应力管桩施工具有借鉴意义。
关键词：软弱土；预应力管桩；锤击成桩；静压成桩；静载荷试验
渭北东部卤泊滩地处关中平原东部，属黄河流域渭河水系，该区域地形上四周高，中间低，降水皆由四周向卤泊滩中部汇集，造成卤泊滩地区水位埋深浅，地层含水率高，强度低，稳定性差，强度灵敏性高等特点。该地区从2010年左右开始规模开发，前期以多层建筑为主，近年来高层建筑才广泛发展，随之带来软弱地基处理问题。预应力管桩由于具有施工工期短，承载力高，施工速度快，桩身质量易保证等特点，在卤泊滩地区得到了较多的应用。限于前期本地域同类地层预应力管桩施工经验的不足，经常造成地基处理效果不理想。
1工程概况
该工程位于渭南卤阳湖现代产业开发区中西部（卤泊滩中部），场地地基土层以湖相沉积为主，各层土的物理力学参数见表1，场地稳定水位埋深介于2.20～2.90m之间。
拟建建筑物为地上11层，地下1层，剪力墙结构，设计预应力混凝土管桩基础，地基基础设计等级为乙级。设计施工预应力混凝土管桩122根。试桩有效桩长21.00m，以⑦-细砂层为桩端持力层，桩顶标高-3.95m，桩径0.50m，采用柴油锤锤击沉桩，桩身混凝土强度等级为C80。设计要求单桩竖向极限承载力值为2700kN。预应力管桩全面施工前，设计要求试桩3组，以验证设计。
2桩基施工概况
在大面积施工桩基前，按照规范要求，需先进行试桩工作。由于拟建项目区水位较浅，故预应力管桩先施工，由送桩器将基桩压入设计标高。而后进行基坑土方开挖和排水工作。待上述工作完成后，对基桩进行低应变动力检测和单桩竖向静载荷试验。在预应力混凝土管桩施工过程中，施工单位按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）有关规定及设计要求进行了自检。对试桩的定位、成桩均进行了检查，并作了施工记录。试桩的施工分别布置在场地东部（编号为a）、中部（编号为b）、西部（编号为c）。
2.1第一次试桩检测
现场检测工作开始时，地基土层休止时间达到11d。
（1）低应变动力检测
本次检测在静载荷测试前对场地a、b、c 三根试桩进行低应变桩身完整性检测。低应变检测仪器采用美国基桩动力公司（PDI公司）生产的PIT基桩完整性检测仪。检测前后仪器均处于良好状态，且工作正常。测试结果显示，3根试桩的桩身反射波时程曲线波列清晰，桩底反射信号较明显，波速介于3525m/s～3962m/s之间，平均波速3757.67m/s，皆为Ⅰ类桩，桩身完整性较好。
（2）单桩竖向静载荷试验
试验按《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106—2014、J256—2014）的有关要求进行。采用慢速维持法，分10级加载，每级加载270kN，每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，最大加载量为2700kN，然后分5级卸荷直到卸止零荷载后即结束全部试验。检测设备仪器经过检定，状态良好，工作正常，且设备安装符合相关规范要求。a、b、c单桩静载荷试验成果见表2，各试桩荷载-沉降曲线见图1。
图1 a、b、c三根试桩单桩竖向静载荷试验曲线图
从表2及图1中可以看出，三根试桩均为达到设计的载荷要求，而提前终止加载。
2.2第二次试桩检测
在总结前次经验后，设计方对施工方案作出了如下调整：①有效桩长增加2.0m为23.0m，桩径不变；②沉桩方式改为顶压式静力压桩；③桩基施工完成后的地基土休止时间调整为按照饱和粉质粘土28d；④作为前后对比验证分析，分别在距a、b、c三根桩中心1.5m处施工d、e、f三根试桩。
按照调整方案，施工单位重新组织机械二次进场施工。完成准备工作后，检测单位严格按照规范进行了第二次低应变测试及单桩静载荷试验。低应变测试结果显示d、e、f三根试桩皆为Ⅰ类桩，桩身完整性较好。d、e、f单桩静载荷试验成果见表3，各试桩荷载-沉降曲线见图2。
图2 d、e、f三根试桩单桩竖向静载荷试验曲线图
从表3及图2中可以看出，三根试桩静载荷试验荷载-沉降曲线均呈缓变型，单桩极限承载力均不小于2880 kN，桩顶最大沉降均能满足规范及设计要求。
3事故原因总结
在a、b、c三根试桩检测结果不满足要求时，业主方组织设计、勘察、监理、施工、检测单位多次讨论分析，最终分析原因为：
（1）第一次试桩沉桩施工时采用了锤击施工；锤击沉桩依靠桩锤的冲击能量将桩打入土中，该法施工速度快，机械化程度高，适应范围广，现场文明程度高，但施工时有挤土、噪音和振动等公害。虽然施工中采用的是重锤低击，但是重锤在击打桩顶时不可避免的对桩周土扰动，特别是锤击震动使桩周的饱和粉土产生液化，降低了土体的强度，引起桩的承载力下降，特别是以灵敏度高的饱和粘性土中的摩擦桩尤为突出。因此在第二次施工d、e、f三根试桩时，设计方果断将方案变更为静压沉桩。
（2）桩基施工完毕后，地基土的休止时间采用了粉土的11d；随着桩基施工后地基土体休止时间的延长，土体结构逐渐自我恢复，重新达到新的固结状态，强度也逐渐恢复提高，进而使得管桩的侧摩阻力相应增加。承载力时间效应一般是初期增长速度较快，随后变慢，一段时间后则会趋于相对稳定。第一次试桩施工后采用的11d休止时间不能说是绝对因素，但是对试桩的承载力的提高起着至关重要的作用。
（3）卤泊滩地区的大规模开发较晚，特别是高层建筑兴起晚，桩基础施工经验较少，无论是设计还是施工，在进行项目组织时，对勘察报告提出的静压沉桩方案未引起足够重视，为了节省时间费用采用了相对快且便宜的锤击沉孔方案，导致了第一次基桩施工事故。
4结束语
通过上述案例分析说明，对于卤泊滩地区的高层建筑桩基础在设计施工时一定要注意各种施工工艺的差异性，了解适用范围，进而才可产生最大效益的合集。本文论述的案例也对该地区其他同类型的桩基工程具有借鉴作用。同时也说明了尽管锤击沉孔相对于静压沉孔的预应力管桩具有经济优势和施工优势，但是在实际工程应用中，特别是施工经验较少的地区施工时，一定要对施工方法的特点及要点掌握到位，不能单纯的为了经济效益而放松对施工质量要求，工程方案尽可能全面的反复论证可行性，达到安全、经济、合理的有机统一。
参考文献：
[1]叶为民，黄雨，唐益群，卢培军.饱和软土中打入式预制桩单桩承载力的时效性[J].岩土力学，2000（04）：367-369.
[2]谭晓帆.建筑桩基工程质量检测方法的研究[J].江西建材，2017（12）：231+237.
论文作者:牛宝琪1,董雪2,白玉凤3,张鹏4
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/25
标签：载荷论文; 预应力论文; 桩基论文; 承载力论文; 滩地论文; 管桩论文; 三根论文; 《基层建设》2018年第8期论文;