张 豪
（中国美术学院风景建筑设计研究院，浙江，杭州，310000）
【摘 要】某预应力混凝土管桩桩基工程，采用静压沉桩法施工。有些桩在施工数据和桩身混凝土缺陷检测均正常的情况下，静载荷试验结果却远小于设计要求。本文结合场地条件、检测数据、桩的变形等情况进行分析探讨，并提出处理方案，总结了在类似场地条件下预应力混凝土管桩的施工和检测需注意的问题。
【关键词】预应力混凝土管桩 ；软土 ；静载检测异常；侧弯倾斜；处理方案
一、桩基工程概况
某工程单体为地下一层地上17层的高层住宅楼，位于浙江绍兴袍江区，桩基为预应力混凝土管桩。桩基设计及施工采用浙江省建筑标准设计标准图集《先张法预应力混凝土管桩》图集号：2010浙G22，桩型为PC 600 B 130，工程桩以8-2层圆砾层作为桩基持力层，桩端进入持力层不小于一倍桩径，有效桩长约55 至60m，沉桩施工采用静压法。
根据地质勘探报告，各岩土层承载力指标及桩基参数建议值如下表:
注：上表中[ ]内为变形模量。
二、发现问题
该工程设计要求1#至4#楼区域需做6根静载试桩，但经检测只有三根桩的承载力满足设计要求，另有三根桩的承载力检测结果则远小于设计值，这就给工程桩单桩承载力的设计取值带来很大困难，如果按这个检测结果来重新确定工程桩的单桩承载力，那就意味着原设计布桩严重不足，需对地基基础进行补桩加固处理。但当我们查阅沉桩施工记录后发现，这三根静载检测不满足设计要求的桩，沉桩时静压送桩最终压桩力已大于设计承载力特征值的两倍，桩身质量经低应变法检测也正常，桩顶经过机架跑桩未发现有桩体上浮的情况，在此情况下静载检测结果承载力远未达到设计要求我们根据以往的工程经验觉得是不正常的，一定还有其他特殊的原因。这三根静载检测不满足设计要求的桩的具体施工和检测情况见下表：
三、原因分析
那么是什么原因会导致看似施工正常的桩，检测结果却不满足设计要求呢？我们经现场检查发现,有些露出地面的桩头仅凭肉眼观察就能看出桩头是倾斜的。所以大家决定让施工方先对这些露出地面的桩进行桩位中心平面复核。复核结果如下：高层1#楼28#桩往南偏位370mm，高层1#楼38#桩往南偏位380mm，高层4#楼103#桩往北偏位270mm。另三根静载检测满足设计要求的桩桩顶中心最大偏位尺寸分别为140mm、150mm、170mm。可见，经检测中心检测表明承载力满足设计要求的桩，其桩顶中心最大偏位尺寸均较小，而经检测中心检测表明沉降过大，承载力不满足设计要求的桩，其桩顶中心偏位尺寸均较大，最大偏位尺寸达380mm（如果加上施工放样误差实际偏位值可能更大）。我们知道当桩上部存在较大侧弯倾斜的情况下，在桩顶进行加载检测时必然会对桩身产生较大的附加弯距，而空心管桩本身抗弯能力较弱，而且从上述各岩土层承载力指标及桩基参数表中可知该工程桩周上部存在较深厚的软土层，其对桩身的约束能力较差，所以桩身在进行慢速加载检测过程中产生了较大的弯曲变形，沉降量除了桩端的沉降变形外还附加了由于桩身弯曲变形较大而产生的较大的竖向位移，这就导致其竖向承载力不能满足设计要求，甚至出现了承载力尚未达到摩阻力就出现较大沉降的“奇怪”现象。
那么为什么这些桩的上部会存在较大的侧弯倾斜呢？据施工单位反映，该桩基区域在实际施工中作临时场地，因浅层土质较差，塘渣层也较松散（新填），桩机也重，极易造成浅层土产生较大的变形，从而导致测试桩上部侧弯倾斜。
四、处理方案
1、经检测中心检测表明沉降过大不合格的桩，虽经动测检查表明桩身完整性合格，但因其上部存在过大侧弯倾斜，因而其承载力已不能代表桩身完整且桩形正常的工程桩的承载力。应重选不少于等数量的桩身完整且桩形正常的桩作为试桩进行静载测试。
2、考虑到现场除已有的试桩外，还有不少桩顶在地表附近，且桩身完整、桩形均正常的桩。故重选试桩可在这些桩中选取，而不必选取桩顶埋深大的桩进行静载测试，以避免软土中开挖接桩的施工风险，减少施工周期。
3、对桩身上部存在过大侧弯倾斜，承载力不能满足设计要求的桩，建议在基础开挖并按设计标高截桩后，重新进行桩身完整性及桩中心的偏位检测，根据检测结果另行处理，如偏斜值仍然不满足要求，则需对该桩采取纠偏扶正等措施。
五、经验总结
1、桩身的倾斜或弯曲对桩的承载能力将产生不利的影响，特别是对抗弯能力较差的空心管桩，和拟建场地上部有较深厚软土时，影响会更大一些。因此我们在判断工程桩的桩身质量是否满足要求时，光检测桩身混凝土有没有裂缝、断桩等缺陷还不够，往往还需看桩身的垂直度是否满足要求，有没有过大的倾斜或弯曲。
2、当场地浅层为软土时，预制桩的施工有条件采用锤击法的宜采用锤击法施工，因为锤击法桩架自重较轻，可减少施工中由于桩架自重较大而在桩架移动时对已施工的桩产生过大的侧向挤压。如因现场有控制噪音等要求没有采用锤击法的条件只能采用静压法施工时，则必须对场地浅层软土作必要的加固处理。
3、在软土地基中采用挤土桩或部分挤土桩，还存在施工时孔隙水压力不易消散和后施工的桩对已施工的桩会产生挤土效应等问题，如果布桩过密、施工速度过快、施工顺序不合理也将使某些桩发生过大的侧移。因此，在软土地基中采用挤土桩或部分挤土桩时，除在设计中桩距要严格控制在规范允许的范围内外，施工中还需采取打塑料排水板、应力释放孔、控制沉桩速率、合理按排施工顺序等消减孔隙水压力和挤土效应的技术措施。
参考文献：
[1]建筑桩基技术规范 （JGJ94-2008）
[2]建筑基桩检测技术规范 （JGJ106- 2014）
[3]建筑地基基础设计规范 （GB50007- 2011）
论文作者:张豪
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年11月供稿
论文发表时间:2016/1/28
标签：承载力论文; 桩基论文; 预应力论文; 混凝土论文; 工程论文; 过大论文; 较大论文; 《工程建设标准化》2015年11月供稿论文;