李皓暉，岑成漢，黃 涵，李日迎

(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，廣西 南寧 530029)

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PHC靜壓管樁靜載試驗(yàn)異常情況分析

李皓暉，岑成漢，黃 涵，李日迎

(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，廣西 南寧 530029)

文章以百色市某黏土建筑場地PHC靜壓管樁為研究對(duì)象，針對(duì)該場地基樁單樁豎向抗壓靜載結(jié)果異常現(xiàn)象，結(jié)合現(xiàn)場施工、勘察資料和低應(yīng)變檢測結(jié)果等，分析導(dǎo)致Q-s曲線陡降這一異常表現(xiàn)的原因，并提出了針對(duì)性的處理措施，可為今后類似條件下的PHC管樁靜壓施工提供參考依據(jù)。

PHC管樁；靜載試驗(yàn)；異?，F(xiàn)象；原因分析；處理措施

0 引言

靜壓PHC預(yù)應(yīng)力管樁因具有耐壓、穿透能力強(qiáng)、造價(jià)適宜、施工工效高、成樁質(zhì)量可靠、監(jiān)控檢測方便、現(xiàn)場整潔與文明施工等眾多優(yōu)點(diǎn)，已為越來越多的工程所選用，也取得了較好的應(yīng)用效果。但PHC管樁為擠土樁，靜壓施工過程中會(huì)對(duì)周圍土體產(chǎn)生擾動(dòng)，在飽和軟黏土中施工現(xiàn)象更為明顯。因此，在具體的工程實(shí)踐中，有諸多靜壓PHC管樁單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)結(jié)果異常的先例，前人們也對(duì)此進(jìn)行了大量的研究[1-6]。

本文針對(duì)百色市某黏土建筑場地PHC靜壓管樁單樁豎向抗壓靜載異常結(jié)果這一現(xiàn)象，結(jié)合場地巖土性質(zhì)的特點(diǎn)和低應(yīng)變?cè)囼?yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，分析靜壓PHC管樁在該工程條件下單樁豎向抗壓靜載結(jié)果異常的原因及影響，并提出相應(yīng)的預(yù)防處理措施，以期為今后類似工程條件下PHC管樁的設(shè)計(jì)與施工提供參考。

1 工程概況

本項(xiàng)目場地位于百色市，擬建3棟高34 F住宅樓及2 F裙樓商鋪、2棟高3 F獨(dú)立商鋪、1棟高4 F獨(dú)立商鋪，設(shè)1-2層整體地下室，總占地面積約28 000.00 m2，地下室設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC)，樁身混凝土為C80，樁尖采用十字形鋼樁尖，樁徑為500 mm，壁厚125 mm，單樁豎向設(shè)計(jì)承載力特征值為1 850 kN，樁端持力層為圓礫層，樁端入持力層深度≥1 000 mm，管樁的承載類型為端承摩擦樁(抗壓樁)。設(shè)計(jì)對(duì)靜壓PHC管樁的單樁豎向抗壓極限承載力和樁身完整性進(jìn)行檢測，單樁豎向抗壓極限承載力檢測采用堆重靜載試驗(yàn)，樁身完整性檢測采用低應(yīng)變動(dòng)測法。場地樁身所處地層主要為粉質(zhì)黏土，褐黃色，以堅(jiān)硬狀為主，局部呈硬塑狀，干強(qiáng)度及韌性中等，無搖振反應(yīng)，切面粗糙，遇水軟化、泥化。

2 現(xiàn)場試驗(yàn)檢測結(jié)果分析

2.1 靜載試驗(yàn)檢測異常結(jié)果

對(duì)百色某建筑場地3號(hào)住宅樓1 282#和1 161#基樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)檢測時(shí)，試驗(yàn)檢測結(jié)果異常，具體結(jié)果如下：

1 282#試樁加載過程中前4級(jí)時(shí)沉降量較小，前4級(jí)累計(jì)沉降量為2.63 mm，在加載第5級(jí)時(shí)，沉降量劇增，單級(jí)沉降量達(dá)到15.25 mm，Q-s曲線出現(xiàn)陡降；5級(jí)以后每級(jí)沉降量為3 mm左右，且很快達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)最大沉降量為33.68 mm；卸載后最大回彈量為4.65 mm，回彈率為13.8%，見圖1。

圖1 1 282#基樁單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)Q-s、s-lgt曲線圖

1 161#試樁在加載過程中前3級(jí)沉降量較小，沉降量為1.68 mm，加載至第4級(jí)沉降量開始增大，單級(jí)沉降量為5.87 mm，加載至第5級(jí)時(shí)單級(jí)沉降量劇增，達(dá)到19.72 mm，Q-s曲線出現(xiàn)明顯陡降，6級(jí)以后每級(jí)的沉降量為2.5 mm左右，且能較快達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)加至第10級(jí)荷載，壓力為3 700 kN時(shí)，最大沉降量為40.93 mm，最大回彈量為4.35 mm，回彈率10.6%，見圖2。

圖2 1 161#基樁單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)Q-s、s-lgt曲線圖

1 282#和1 161#試樁都是在加載至第5級(jí)荷載1 480 kN時(shí)出現(xiàn)沉降量劇增現(xiàn)象，5級(jí)荷載以后各級(jí)沉降量并不大，只有2～3 mm，且很快就能達(dá)到《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范JTJ106-2014》中規(guī)定的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。Q-s、s-lgt曲線都表現(xiàn)為異常。

2.2 靜載試驗(yàn)檢測結(jié)果異常原因分析

通過對(duì)靜載檢測異常結(jié)果的分析，沉降可以分為3個(gè)階段，各階段的具體情況如下：

(1)階段一：第1～4級(jí)加載期間。該段單級(jí)沉降量小，單樁豎向承載力主要由樁周側(cè)摩阻力提供，樁端阻力基本不承擔(dān)或者承擔(dān)很少部分荷載，具體表現(xiàn)為試驗(yàn)過程中沉降量小，穩(wěn)定快。

(2)階段二：第5級(jí)加載期間。所加荷載超過樁周極限側(cè)摩阻力，超出極限側(cè)摩阻力的荷載由樁端阻力承擔(dān)，但樁端阻力表現(xiàn)為無法立即發(fā)揮承載能力用，需產(chǎn)生一定沉降量后才能體現(xiàn)其承載作用，具體表現(xiàn)為Q-s曲線出現(xiàn)陡降段。

(3)階段三：第6級(jí)加載直至試驗(yàn)檢測結(jié)束。該階段超出極限側(cè)摩阻力的荷載由樁端阻力承擔(dān)，通過樁端土的適當(dāng)壓縮沉降，樁端阻力逐漸增大，能夠較好地發(fā)揮作用。具體變現(xiàn)為沉降量較小，穩(wěn)定較快。

通過上述3個(gè)階段的分析，對(duì)比Q-s和s-lgt曲線，異?，F(xiàn)象出現(xiàn)在第5級(jí)加載過程中。在靜載結(jié)束后，對(duì)基樁又進(jìn)行了低應(yīng)變動(dòng)力檢測，低應(yīng)變檢測結(jié)果顯示試樁樁身完整，為Ⅰ類樁(如圖3所示)，從而排除樁身破壞的情況?，F(xiàn)場顯示，PHC管樁靜壓施工過程中，樁周地表土有隆起現(xiàn)象，樁間距為1.5～2 m，(場地土層主要為黏性土)，綜合以上特點(diǎn)推測：第5級(jí)沉降量劇增是由于群樁擠土效應(yīng)導(dǎo)致樁身出現(xiàn)一定上浮，出現(xiàn)懸吊樁現(xiàn)象，當(dāng)施加的荷載超過極限側(cè)摩阻力時(shí)，因樁身懸吊，樁端阻力無法發(fā)揮，導(dǎo)致樁體迅速下沉，當(dāng)樁體下沉至接觸土層后，樁端承載力得以發(fā)揮，沉降速率迅速減少到穩(wěn)定狀態(tài)，Q-s曲線恢復(fù)正常。

圖3 1 161#基樁低應(yīng)變動(dòng)測曲線圖

3 處理措施及效果

3.1 處理措施及效果

針對(duì)場地因PHC管樁靜壓施工擠土效應(yīng)引起的樁身上浮問題，現(xiàn)場采取對(duì)全體基樁進(jìn)行復(fù)壓的措施。復(fù)壓后在1 161#基樁附近選取復(fù)壓后1 164#試樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)，驗(yàn)證處理效果。試驗(yàn)結(jié)果顯示(見圖4)：整個(gè)試驗(yàn)過程中，1 164#試樁單級(jí)沉降量小，穩(wěn)定快，加至第10級(jí)荷載結(jié)束時(shí)，壓力為3 700 kN時(shí)，最大沉降量為3.48 mm，最大回彈量為2.98 mm，回彈率達(dá)到85.6%，該試樁已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載值且樁頂沉降達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ 106-2014)中的4.4.2和4.4.4要求，判定單樁豎向抗壓承載力特征值能夠達(dá)到要求。

復(fù)壓后的靜載試驗(yàn)檢測結(jié)果顯示處理結(jié)果良好，也間接說明靜載結(jié)果異常原因分析的正確性。然而，在類似情況的施工中，應(yīng)當(dāng)提前采取措施，預(yù)防擠土效應(yīng)導(dǎo)致的樁身上浮問題，以節(jié)省人力物力，保障工期。

圖4 1 164#基樁單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)

4 結(jié)語

通過對(duì)百色某建筑場地PHC管樁靜載試驗(yàn)異常結(jié)果的原因分析，得到以下結(jié)論：

(1)在黏性土中場地中進(jìn)行PHC管樁靜壓施工可能會(huì)導(dǎo)致樁身出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。

(2)產(chǎn)生上浮現(xiàn)象的基樁在單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)過程中會(huì)出現(xiàn)Q-s曲線陡降等異常情況，其根本原因是群樁擠土效應(yīng)使樁身懸吊，加載過程中，當(dāng)荷載超過樁周極限承載力后，樁端阻力需在樁體下沉至接觸下浮土層才能發(fā)揮。

(3)針對(duì)樁身上浮問題，采用復(fù)壓的處理措施能夠取得很好的效果，但是，針對(duì)具體的工程，應(yīng)當(dāng)提前采取措施，預(yù)防樁體上浮問題的出現(xiàn)。

[1]許永有，曾寶祥.PHC管樁靜載抗壓試驗(yàn)異常沉降原因分析及處理[J].福建建筑，2010(2)：82-84.

[2]張旭輝，王耀禧.PHC管樁上浮現(xiàn)象以及處理預(yù)防[J].工程地球物理學(xué)報(bào)，2006，3(4)：315-319.

[3]夏林兵.PHC管樁沉樁擠土效應(yīng)及預(yù)防措施[J].廣東建材，2009(11)：52-54.

[4]張石友，汪保明，陳艷國.PHC樁在粘性土中沉樁上浮問題探討[J].電力勘測設(shè)計(jì)，2009(4)：19-21.

[5]唐朝樂.某軟土地區(qū)PHC樁樁身上浮事故的處理[J].巖土工程界，2009，12(10)：84-86.

[6]王哲英，史同賓，姚明娟，等.某鋼廠軋機(jī)區(qū)PHC管樁基礎(chǔ)單樁靜載抽檢不合格原因分析[J].勘察科學(xué)與技術(shù)，2009(6)：44-46.

Analysis on Static Load Test Abnormalities of PHC Static-pressure Pipe Piles

LI Hao-hui，CEN Cheng-han，HUANG Han，LI Ri-ying

(Guangxi Communications Planning Surveying and Designing Institute，Nanning，Guangxi，530029)

With a clay construction site PHC static-pressure pipe piles in Baise City as the study object，aiming at the single-pile vertical anti-pressure static load result anomalies of foundation pile in this site，and combined with on-site construction，survey data and low strain test results，this article analyzed the causes for the abnormal performance of steep Qs curve drop，and proposed specific treatment measures，thereby providing the reference basis for PHC pipe pile static-pressure construction under similar conditions in the future.

PHC pipe pile；Static load test；Abnormality；Cause analysis；Treatment measures

U415.6

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.09.011

1673-4874(2016)09-0042-03

2016-04-23

李皓暉(1987—)，碩士研究生，研究方向：基樁檢測；

岑成漢(1980—)，碩士，高級(jí)工程師，主要從事試驗(yàn)檢測工作；

黃 涵(1989—)，碩士，助理工程師，從事試驗(yàn)檢測工作；

李日迎(1990—)，從事試驗(yàn)檢測工作。