軟土地基處理第六章

1、第六章第一節(jié)樁基工程的加固病 樁 治 理 初 探 朱紀(jì)平 孔 超 孔紅斌（寧波市機(jī)電工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 315010）（寧波大學(xué)地基處理中心315000）（寧波城展建設(shè)公司 315010） 提要分析寧波地區(qū)常用的各類工程樁產(chǎn)生病樁的原因，歸納設(shè)計(jì)人員對(duì)各類病樁采取的相應(yīng)加固措施，總結(jié)出一套實(shí)用可行的病樁治理方法。使病樁經(jīng)加固處理后能滿足樁原承載能力和完整性要求，達(dá)到正常的使用條件，節(jié)約建筑工程造價(jià)。關(guān)鍵詞病樁折裂樁錯(cuò)位斷樁本文為寧波地區(qū)樁基礎(chǔ)工程中出現(xiàn)的病樁，經(jīng)有效治理后能正常使用的探討。文章中所指病樁為經(jīng)基樁檢測(cè)為、類的樁以及樁承載力檢測(cè)結(jié)果不能滿足設(shè)計(jì)要求的樁。此類病樁如治理措施不當(dāng)，不僅大幅

2、度增加工程費(fèi)用、貽誤工期，而且還危及工程安全。大部分樁基礎(chǔ)工程或多或少在施工中會(huì)產(chǎn)生病樁，要使病樁能滿足設(shè)計(jì)要求，仍能正常使用，須分析病樁產(chǎn)生的原因，方可采取相應(yīng)的有效治理措施，以達(dá)到最優(yōu)治理效果。 一. 病樁產(chǎn)生的主要原因與分析 寧波為深厚飽和軟土地層，工程樁的主要類型有：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、沉管灌注樁、鉆孔灌注樁，隨著城郊周邊建設(shè)和房地產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，山地建設(shè)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用隨之增多，采用人工挖孔灌注樁的工程也逐漸增多。其中預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是寧波地區(qū)最常用樁型，其占樁基礎(chǔ)工程70%左右。但預(yù)應(yīng)力混凝土管樁抵抗水平力的能力較差，而寧波深厚飽和軟土地層在設(shè)計(jì)中的布樁密度過(guò)大，施工中基坑或基槽開(kāi)挖易產(chǎn)生土

3、體位移，因此常造成預(yù)應(yīng)力混凝土管樁折裂或錯(cuò)位斷裂。故本文著重探討預(yù)應(yīng)力混凝土管樁病樁產(chǎn)生的原因及治理措施，同時(shí)涉及以上其它樁型病樁產(chǎn)生的原因及治理措施。1. 擠土型樁預(yù)應(yīng)力混凝土管樁與沉管灌注樁均為擠土型樁，產(chǎn)生病樁的主要因素：（1） 設(shè)計(jì)布樁密度過(guò)大，沉樁施工產(chǎn)生大面積土體擾動(dòng)，地面土體易產(chǎn)生隆起和水平位移，樁周土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)嚴(yán)重下降，對(duì)相鄰樁水平擠裂或剪斷。隨著土體隆起而上抬，產(chǎn)生斷樁而喪失承載力。（2）施工沉樁程序不妥使相鄰樁的擠土產(chǎn)生樁的斷裂。如沉管灌注樁在相鄰樁身砼強(qiáng)度尚未增長(zhǎng)時(shí)進(jìn)行沉樁施工，沉樁擠土產(chǎn)生相鄰樁斷裂。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在局部布樁密度較大時(shí)，工程沉樁程序不妥也會(huì)對(duì)鄰周樁

4、擠土產(chǎn)生斷裂。（3）基槽或基坑開(kāi)挖過(guò)程（槽或坑）土體位移產(chǎn)生樁的傾斜斷裂。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁抵抗土體側(cè)向位移的能力極低，管樁產(chǎn)生傾斜斷裂的現(xiàn)象較普遍。即使基槽土方開(kāi)挖深度不到1.5米，因槽周堆放開(kāi)挖出來(lái)的土方未能及時(shí)外遠(yuǎn)，也會(huì)因土方在自重作用下，槽壁土擠壓變形產(chǎn)生位移而使工程樁傾斜和斷裂?；娱_(kāi)挖過(guò)程中因支護(hù)體位移，坑中坑土方開(kāi)挖高差過(guò)大引起土體位移或挖土機(jī)械挖斗直接碰到工程樁等均易對(duì)工程樁產(chǎn)生傾斜斷裂，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)位斷樁。（4）基樁施工原因，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁接樁焊接質(zhì)量不好，因脫焊產(chǎn)生上段樁上浮斷樁。沉管灌注樁因混凝土坍落度過(guò)小，含砂率過(guò)低，拔管速度過(guò)快等因素產(chǎn)生縮頸或斷樁。2. 非擠土型樁鉆

5、孔灌注樁與人工挖孔灌注樁為非擠土型樁、產(chǎn)生病樁的主要因素如下：（1）鉆孔灌注樁產(chǎn)生病樁主要有二大因素： 鉆孔灌注樁孔底沉渣過(guò)厚，使樁的承載力嚴(yán)重下降。 樁孔內(nèi)為水下混凝土澆灌施工，在離地表小于15m范圍內(nèi)，由于高差的減小，導(dǎo)管內(nèi)混凝土自重壓力降低，不能有效置換導(dǎo)管插入處混凝土及混凝土面以上的泥漿，此時(shí)須不斷提拔導(dǎo)管，減少導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)的深度，導(dǎo)管內(nèi)混凝土方能下落。在導(dǎo)管不斷提拔過(guò)程中，導(dǎo)管有可能瞬間拔出混凝土面，此時(shí)混凝土受到泥漿水稀釋，使該斷面混凝土強(qiáng)度嚴(yán)重下降?，F(xiàn)場(chǎng)靜載試樁證實(shí)此時(shí)樁承載力不到設(shè)計(jì)承載力值的一半。因該斷面樁混凝土強(qiáng)度嚴(yán)重下降，可視為斷樁。采用商品混凝土澆灌后上述問(wèn)題基本消

6、失，偶爾也會(huì)出現(xiàn)上述斷樁情況。（2）人工挖孔灌注樁是質(zhì)量較可靠的樁型，但存在樁端土應(yīng)力釋放而使端阻值下降，或樁端積水清除不徹底，以及樁端土人工擾動(dòng)等因素，使樁的承載力值下降，達(dá)不到設(shè)計(jì)承載力的要求。 二. 病樁治理1. 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁病樁治理（1）核實(shí)斷裂深度，判斷折裂樁與錯(cuò)位斷樁根據(jù)建設(shè)單位或施工單位提供的低應(yīng)變動(dòng)測(cè)資料及樁施工平面偏位數(shù)據(jù)，作為治理病樁的依據(jù)和確定治理方案。假定樁位放樣和沉樁施工與設(shè)計(jì)樁位無(wú)誤差，由測(cè)定樁上口的傾斜度和樁頂偏位可估算斷裂深度，測(cè)量方法詳見(jiàn)圖。根據(jù)測(cè)得（度）值與樁頂偏位a（m）值、可計(jì)算出斷裂深度h（m）hatan （m）如測(cè)得3.2（度） a0.65（m）

7、 h11.63m 8.5（度） a0.65（m） h4.35m根據(jù)以上方法計(jì)算的斷裂深度h值與低應(yīng)變動(dòng)測(cè)結(jié)果斷裂深度值相比較，誤差較小為折裂樁，誤差過(guò)大為錯(cuò)位折斷樁。另因管樁截面剛度較大，上段樁為直線折裂或折斷，也可通過(guò)管內(nèi)照明觀察判斷折裂樁或錯(cuò)位折斷樁。（2）折裂樁扶正措施及實(shí)例因上述原因預(yù)應(yīng)力混凝土管樁產(chǎn)生折裂或折斷，在目前管樁基礎(chǔ)中較為常見(jiàn)。折裂樁的承載力大大降低，從而嚴(yán)重影響了建筑工程的安全。經(jīng)過(guò)病樁治理使其能恢復(fù)到樁的原承載能力具有現(xiàn)實(shí)意義和使用價(jià)值。寧波鎮(zhèn)海殘疾人綜合服務(wù)大樓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)，因基槽土方開(kāi)挖后堆放在槽周邊，造成基槽內(nèi)工程樁整體位移，最大樁頂位移達(dá)1.0米，從而產(chǎn)

8、生管樁折裂和折斷。其中折裂樁扶正加固過(guò)程詳見(jiàn)圖2。 首先在樁偏位的相反方向（外側(cè)）鉆孔取土，然后采用比樁內(nèi)徑小2厘米左右的扶正鋼管穿越至樁斷裂部位以下，在扶正鋼管上施力F扶正，在樁扶正過(guò)程中樁內(nèi)側(cè)出現(xiàn)土體孔隙應(yīng)及時(shí)回填中粗砂，直到樁上口的傾斜度為零，拔出扶正鋼管，然后往管樁孔內(nèi)灌筑混凝土。其折裂樁經(jīng)扶正加固處理后，再經(jīng)高應(yīng)變和低應(yīng)變檢測(cè)，樁承載力及完整性均能滿足設(shè)計(jì)要求。 （）錯(cuò)位斷樁扶正措施及實(shí)例錯(cuò)位斷樁由于完全喪失樁的承載能力，一般如及時(shí)發(fā)現(xiàn)可采取補(bǔ)樁處理。當(dāng)無(wú)條件補(bǔ)樁時(shí)，只能對(duì)錯(cuò)位樁補(bǔ)強(qiáng)加固。寧波青嶺彎一區(qū)三標(biāo)段工程的塔吊樁基，因土方坍塌造成作為塔吊樁基的管樁錯(cuò)位斷裂。其處理首

9、先為錯(cuò)位對(duì)接，錯(cuò)位對(duì)接步驟詳見(jiàn)圖：在扶正鋼管上向位移方向施力F，由于被動(dòng)土壓力Ep的作用，上節(jié)樁錯(cuò)位斷點(diǎn)A向下節(jié)樁斷點(diǎn)B處對(duì)接移動(dòng)，繼續(xù)在扶正鋼管上施力，可通過(guò)樁管內(nèi)照明觀察，直到錯(cuò)位點(diǎn)AB基本吻合，然后將扶正鋼管再反向插入穿越至樁斷裂部位以下，反向施力扶正上節(jié)樁體，其余扶正措施同折裂樁扶正措施。管樁扶正過(guò)程中樁內(nèi)側(cè)出現(xiàn)土體孔隙而采取回填中粗砂的方法僅適用于折裂樁，因其斷裂面扶正后較吻和。錯(cuò)位斷樁扶正過(guò)程中不宜填中粗砂，宜填碎石。如果回填中粗砂，因其扶正后斷口對(duì)接處間隙較大，當(dāng)在孔內(nèi)鉆孔清泥和抽排孔內(nèi)泥漿水時(shí)，樁周填砂會(huì)通過(guò)斷口進(jìn)入樁孔內(nèi)隨泥漿水排出至地面，造成樁周地面下陷。（）管樁扶正后孔內(nèi)

10、灌筑混凝土加固程序 折裂樁經(jīng)扶正后其裂面基本吻合，具有傳遞軸壓力能力。如斷裂面以下大于2米范圍樁孔內(nèi)未進(jìn)泥土，即可清洗樁孔，置入鋼筋籠，澆灌混凝土振搗密實(shí)。如樁孔內(nèi)進(jìn)泥土，則須鉆孔清泥，再清洗，置入鋼筋籠，澆灌混凝土振搗密實(shí)。加固后樁內(nèi)孔在斷裂面以下2米至樁頂范圍內(nèi)為實(shí)體鋼筋混凝土，管樁內(nèi)壁與鋼筋混凝土澆結(jié)成整體，且折裂樁扶正后裂面基本吻合，具有傳遞軸壓力能力，故加固后樁能較好地恢復(fù)原來(lái)的承載能力，并具有一定的抗水平力能力。 錯(cuò)位斷樁因錯(cuò)位使斷口復(fù)位不能完全吻合，扶正后即使采用孔內(nèi)鋼筋混凝土實(shí)體整澆，且加大斷裂面以下孔內(nèi)鋼筋混凝土的插入深度，但由于管樁外側(cè)土壓力大于內(nèi)壓，漿液不可能全截面進(jìn)入樁

11、斷裂口間隙，管壁斷口處仍存在較大間隙，喪失了管樁本身直接傳遞軸壓力功能，故不能有效傳遞軸壓力。為此宜采用樹(shù)根樁的工藝澆筑樁孔內(nèi)混凝土，即先清洗樁孔內(nèi)壁，抽干孔內(nèi)泥漿水，置入鋼筋籠，然后預(yù)埋注漿管，再在孔內(nèi)填滿碎石，進(jìn)行注漿施工。由于注漿壓力大于外壓力，漿液不僅填充碎石空隙，而且還在樁斷口處不斷滲透，隨著注漿量增大，滲透漿液還能加固樁扶正過(guò)程中被擾動(dòng)的土，不僅斷囗空隙被漿液充填，使斷樁上下節(jié)管壁充分連接，而且還加固被擾動(dòng)土，使樁的承載力得到恢復(fù)，滿足正常的使用條件。2. 其余病樁治理（）沉管灌注樁病樁處理沉管灌注樁由于上述因素產(chǎn)生平面偏位與管樁偏位有質(zhì)的不同，在側(cè)向水平力作用下，沉管灌注樁樁身呈

12、弧形彎曲偏位。當(dāng)出現(xiàn)第一道裂縫裂深到主筋后，隨著側(cè)向水平力繼續(xù)加大，在第一道裂縫上下相當(dāng)于箍筋間距將出現(xiàn)第二道、第三道裂縫，第四、五道裂縫。裂縫細(xì)而密，未向樁心發(fā)展。而管樁僅在出現(xiàn)第一道裂縫后在水平力作用下迅速向樁心發(fā)展，呈直線折裂（斷）偏位。所以此時(shí)沉管灌注樁還具有一定承載力，平面偏位一般不宜扶正。如低應(yīng)變檢測(cè)淺部斷裂，宜用鋼護(hù)套筒扶壁，人工挖土至斷裂處，鑿去斷裂部位混凝土，再用提高一級(jí)細(xì)石混凝土澆筑至樁頂。深部斷裂一般采用靜壓錨桿樁補(bǔ)強(qiáng)。（）鉆孔灌注樁病樁處理鉆孔灌注樁病樁主要由于水下混凝土澆筑過(guò)程離地表15m左右處因?qū)Ч苊撾x，混凝土受泥漿水浸入，使局部混凝土強(qiáng)度過(guò)低，及孔底沉渣因素使樁的

13、承載力值降低，有效的處理方法為采用注漿加固。 樁身混凝土強(qiáng)度過(guò)低或頸縮補(bǔ)強(qiáng)在樁平面盡可能靠近二測(cè)（對(duì)稱）鉆孔埋設(shè)注漿管，深度超越加固截面2m以上，對(duì)稱注漿，使加固截面上下2m范圍內(nèi)土體得到加固，與加固樁膠結(jié)成整體，由于大幅度增大低強(qiáng)度的截面面積，可達(dá)到正常樁的等效強(qiáng)度。 樁底沉渣因素承載力值降低補(bǔ)強(qiáng)：可采用樁底后注漿加固，在樁平面二側(cè)（盡可能近樁邊）鉆孔埋設(shè)注漿管，最佳方法可采用樁心鉆孔取芯埋設(shè)注漿管，埋設(shè)深度至樁底0.5m，注漿加固。根據(jù)坤和集團(tuán)寧波嘉和中心1000鉆孔灌注樁試樁報(bào)告21樁試樁結(jié)果，極限承載力值Ru4600kN，因樁身預(yù)埋了注漿管，孔底注漿加固后再進(jìn)行靜載荷試樁，樁的極限承載

14、力值Ru15400KN，樁頂位移不到18mm。樁底注漿加固后樁的承載力值成倍數(shù)提高。對(duì)比-曲線見(jiàn)圖。（）人工挖孔灌注樁病樁處理人工挖孔灌注樁主要是由于樁端土強(qiáng)度不足或孔底積水使樁端混凝土強(qiáng)度下降等因素產(chǎn)生樁承載力不足，可采用與鉆孔灌注樁相同的注漿加固。三. 結(jié)語(yǔ)：1. 工程中采取可靠的施工手段，優(yōu)良的設(shè)備及精心管理，可減少出現(xiàn)病樁的數(shù)量。但病樁還是不可避免，猶如衛(wèi)生條件極好還是有人生病一樣。如何加固病樁，達(dá)到正常樁的工作性能仍值得我們探討。應(yīng)認(rèn)真分析產(chǎn)生病樁的原因，根據(jù)不同樁型、地質(zhì)條件、病樁診斷、采取相應(yīng)有效的加固措施，以達(dá)到正常樁的承載力值。2. 上述加固病樁的方法均經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐的檢驗(yàn)，是

15、行之有效的。本文是根據(jù)實(shí)踐返回的總結(jié)。還有很多方法在探索，從發(fā)展和創(chuàng)新來(lái)理解，還有更好的手段，留給巖土工程界同仁探索。3. 病樁治理須由專業(yè)隊(duì)伍去完成，因?qū)I(yè)隊(duì)伍有大量工程經(jīng)驗(yàn)積累，其治理手段成熟和裝備齊全，具有熟練治理病樁的施工人員與技術(shù)力量，使治理的病樁能達(dá)到正常樁的效果。本文初步探討對(duì)病樁的治理，請(qǐng)指正。參考文獻(xiàn) 建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（JGJ106-2003） 浙江大學(xué)土木工程測(cè)試中心寧波嘉和中心鉆孔樁靜載試驗(yàn)分析檢測(cè)報(bào)告預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)質(zhì)量的分析及防治對(duì)策 孔清華（寧波市機(jī)電工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 浙江寧波315012）摘要：近年來(lái)工程實(shí)踐中，隨著預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)的廣泛使用，出現(xiàn)了常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，

16、本文在對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁實(shí)際使用中所出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)質(zhì)量事故產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析及相應(yīng)的防治對(duì)策。關(guān)鍵詞：折裂 布樁密度1、前言在沿海深厚軟土地區(qū)，深基礎(chǔ)是工程實(shí)施的主要類型。預(yù)應(yīng)力管樁構(gòu)件通過(guò)現(xiàn)代化工廠生產(chǎn)，工藝先進(jìn)、產(chǎn)量有保證、品種多，成為樁基礎(chǔ)工程中的主要樁型。一般多層、小高層和高層建筑及工業(yè)廠房樁基礎(chǔ)工程的樁型，首選預(yù)應(yīng)力管樁，由于市場(chǎng)因素工廠化生產(chǎn)的商品樁質(zhì)量應(yīng)由生產(chǎn)廠保證。本文主要是應(yīng)用過(guò)程包括沉樁工藝和沉樁程序、設(shè)計(jì)布樁密度、基礎(chǔ)土方開(kāi)挖、樁穿越土層地質(zhì)條件和土性等；構(gòu)成影響樁土工作的承載力性狀和樁體自身的質(zhì)量問(wèn)題。討論工程防治對(duì)策。2、常見(jiàn)預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)的質(zhì)量問(wèn)題與分析2.1預(yù)應(yīng)力管樁

17、細(xì)裂縫 圖12.1.1裂縫原因量大面廣的多層框架住宅首選小直徑管樁，如預(yù)應(yīng)力管樁為400，壁厚55的薄壁管樁，采用靜壓沉樁施工，沉樁后隔23天觀察工程樁的內(nèi)壁，可見(jiàn)到細(xì)裂縫滲出的斷續(xù)水印痕跡，沿螺旋箍位置重合，一般沉樁施工質(zhì)量檢驗(yàn)過(guò)程易忽略，不易被發(fā)現(xiàn)。三年前舟山市質(zhì)監(jiān)站對(duì)沉樁后400薄壁管樁檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁裂縫，而且普遍存在，在寧波已完成沉樁施工工地仔細(xì)觀察管樁內(nèi)壁裂縫，也有發(fā)現(xiàn)，但并不普遍。當(dāng)樁穿越較硬的土層須很大的壓樁力，由于壁薄易出現(xiàn)管樁內(nèi)壁裂縫。說(shuō)明沉樁壓力大小與管樁內(nèi)壁裂縫有關(guān)，舟山地質(zhì)條件樁穿越土層時(shí)的沉樁力，一般均接近或超出管樁的截面極限抗壓強(qiáng)度，所以出現(xiàn)管內(nèi)裂縫較普遍。2.2承

18、臺(tái)樁中的預(yù)應(yīng)力管樁的偏位與折裂預(yù)應(yīng)力管樁抗水平力的性能很弱，設(shè)計(jì)布樁密度過(guò)大，施工沉樁程序不妥，日沉樁數(shù)量過(guò)多等。在飽和軟粘土地層中均會(huì)產(chǎn)生大的超靜孔隙水壓力，由于土層的滲透性極差，超靜孔隙水壓力累積過(guò)快，使土體產(chǎn)生大的水平位移和過(guò)快的地基土隆起，對(duì)管樁產(chǎn)生大的位移推力造成預(yù)應(yīng)力管樁的折裂；在管樁基礎(chǔ)的承臺(tái)施工時(shí)的土方開(kāi)挖或深基坑土方施工，最容易造成管樁位移和折裂；擬建場(chǎng)地一側(cè)臨河，或防止沉樁擠土影響采用間隔排列的清水護(hù)壁鉆孔的保護(hù)措施，均會(huì)產(chǎn)生場(chǎng)地土的應(yīng)力場(chǎng)變化，沉入土中的預(yù)應(yīng)力管樁向薄弱應(yīng)力場(chǎng)方向位移，從而造成預(yù)應(yīng)力管樁的折裂等。2.2.1預(yù)應(yīng)力管樁的折裂承載性狀分析根據(jù)圖2a， 預(yù)應(yīng)力管

19、樁在側(cè)向水平力作用下在樁的一定部位產(chǎn)生的裂縫，隨著水平力的增大，裂縫寬度逐漸加大，并向樁心延伸，一般不會(huì)在樁身其他部位產(chǎn)生第二條裂縫，因而呈折線型開(kāi)裂。如圖2b，一般砼樁（包括預(yù)制樁、沉管樁、鉆孔樁）在側(cè)向水平力作用下，在樁的某一部位出現(xiàn)裂縫，樁的主筋受拉屈服，鋼筋的抗拉強(qiáng)度提高，裂縫不再向樁身發(fā)展，在相近截面位置出現(xiàn)第二道裂縫、第三道裂縫在側(cè)向水平力持續(xù)作用下，裂縫按一定間距逐漸增多，但裂縫寬度不大，樁身呈弧形微彎，在弓背有多道細(xì)裂縫。從承載性狀分析，預(yù)應(yīng)力管樁體呈折線狀折裂，基樁的承載力大幅度削弱，尤其是向一側(cè)有規(guī)律折裂，預(yù)應(yīng)力筋因低延伸率而拉斷，裂縫寬度向樁心發(fā)展。樁的承載性狀大幅度降低

20、，會(huì)危及工程的安全。尤其是均向一側(cè)偏位對(duì)工程危害更為嚴(yán)重。2.2.2預(yù)應(yīng)力管樁產(chǎn)生折裂的原因沉樁程序引起的樁偏位折裂 平面見(jiàn)圖3某工程采用500預(yù)應(yīng)力管樁獨(dú)立承臺(tái)基礎(chǔ)，在北側(cè)采用排列清水護(hù)壁減壓，防止沉樁擠土對(duì)需要保護(hù)一側(cè)建筑物的影響，由于排列鉆孔對(duì)地基土產(chǎn)生削弱條帶，阻止沉樁擠土對(duì)要求保護(hù)建筑物侵害，場(chǎng)地內(nèi)土體的初始應(yīng)力場(chǎng)平衡被破壞。沉樁程序由建筑物平面西端（短邊）開(kāi)始，連續(xù)向東推進(jìn)，土的孔隙水壓力累積過(guò)快，土體除局部隆起過(guò)快之外，樁頂幾乎全部向北推移，產(chǎn)生樁體折裂，沉樁完成后抽檢32根樁進(jìn)行低應(yīng)變動(dòng)測(cè)，其中6根樁為四類樁，13根為三類樁，16根為二類樁，無(wú)完整的一類樁。2.2.3管樁折裂嚴(yán)

21、重影響單樁承載力值。北侖區(qū)外商某工程，平面見(jiàn)圖4 設(shè)計(jì)采用500預(yù)應(yīng)力管樁I 區(qū)布樁密度 2.04% II 區(qū)布樁密度 3.79%III區(qū)布樁密度1.88%圖 四施工沉樁程序先由III區(qū)開(kāi)始，即將完成時(shí)1、II區(qū)同時(shí)沉樁施工，而且按承臺(tái)為沉樁程序單元，完成一個(gè)承臺(tái)的樁數(shù)后轉(zhuǎn)向下一個(gè)承臺(tái)樁，一個(gè)承臺(tái)最多達(dá)9根樁，也按連續(xù)完成一個(gè)承臺(tái)的沉樁施工后轉(zhuǎn)位。可見(jiàn)該承臺(tái)范圍的土體超孔隙水壓瞬間加大，并累積過(guò)快，且日沉樁數(shù)量最多達(dá)24根，日夜連續(xù)施工，土體沒(méi)有泄壓的間隔時(shí)間。如III區(qū)作了7根樁的靜載荷試樁，在中心部位除96號(hào)樁達(dá)到設(shè)計(jì)極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的要求外，其余6根樁均達(dá)不到設(shè)計(jì)極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，且主要

22、集中在III區(qū)的東端。見(jiàn)表1500預(yù)應(yīng)力管樁單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比表樁號(hào)樁長(zhǎng)（M）持力層編 號(hào)樁端土進(jìn)入持力層深度(M)樁的極限端阻力qpk(Kpa)估算單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk(KN)靜載荷試樁確定極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk(KN)59#315-25.5822001530900137#315-26.0422001550900201#34.85-312.123000236060058#315-25.5822001530135041#34.85-3300015001050149#34.85-3300015001200在III區(qū)東端（1618）軸的布樁密度達(dá)3.4%，不合格樁集中（58、59、13

23、7、201號(hào)樁）。在II區(qū)有4根樁作靜載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果700號(hào)樁Quk=292KN，第二次再作靜載荷試驗(yàn)，承載力值有所提高，但仍然極小。另一根為598號(hào)樁，靜載荷試驗(yàn)結(jié)果Quk=960KN。從以上靜載試驗(yàn)結(jié)果，出現(xiàn)單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值嚴(yán)重過(guò)低的情況，實(shí)屬罕見(jiàn)，分析其原因有： 經(jīng)分析對(duì)于試樁結(jié)果差12級(jí)荷載的樁主要是地質(zhì)條件復(fù)雜之故，其他試樁并經(jīng)附近補(bǔ)充鉆孔，結(jié)果地質(zhì)條件未見(jiàn)異常，關(guān)于提供的計(jì)算參數(shù)也在范圍之內(nèi)，即使計(jì)算參數(shù)過(guò)高，僅影響12級(jí)試樁荷載的可能，而不會(huì)出現(xiàn)承載力嚴(yán)重偏低情況。 根據(jù)布樁密度和沉樁程序分析，承載力嚴(yán)重偏低的樁主要集中在設(shè)計(jì)布樁密度較高的范圍，施工上未采取有效措施，而且

24、施工速度過(guò)快，日沉樁達(dá)24根，日夜施工，孔隙水壓累積過(guò)快。 受到擠土影響產(chǎn)生樁的折裂，裂縫向樁心發(fā)展，造成樁的截面削弱產(chǎn)生構(gòu)件承壓破壞，因有效截面減小，使樁承載力嚴(yán)重降低。個(gè)別樁經(jīng)低應(yīng)變動(dòng)測(cè)為完整的樁，由于擠土產(chǎn)生孔隙水壓使地面隆起使樁產(chǎn)生上浮，試樁荷載達(dá)到樁的側(cè)摩阻力時(shí)，樁產(chǎn)生刺入破壞。 沉樁過(guò)程樁的垂直度超過(guò)規(guī)范要求時(shí)，在沉樁過(guò)程過(guò)程中隨意進(jìn)行校正，使管樁在施工中產(chǎn)生裂縫。2.2.4基礎(chǔ)土方開(kāi)挖施工產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力管樁折裂由于管樁的預(yù)應(yīng)力筋滿足起吊運(yùn)輸為基礎(chǔ)，尤其是PTC樁，含鋼率僅0.18%左右，與建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-94）第4.1.7條預(yù)制樁最小含鋼率0.8%（錘擊）和0.4%（靜

25、壓）要求相差甚遠(yuǎn)，再加上光滑圓形截面，被動(dòng)區(qū)的機(jī)床系數(shù)難以發(fā)揮，基坑位移產(chǎn)生管樁折裂，在機(jī)械挖土?xí)r觸及樁頂，直接致管樁折裂，以及淺基承臺(tái)挖土未及時(shí)清運(yùn)堆放在一側(cè)，均會(huì)產(chǎn)生樁的折裂，如江東某房產(chǎn)公司四期工程，承臺(tái)基礎(chǔ)僅開(kāi)挖1.5米深，由于土堆在一側(cè)，產(chǎn)生大的土體位移造成工程樁的嚴(yán)重位移折裂。3、樁身上浮樁身上浮不僅僅是預(yù)應(yīng)力管樁，凡是擠土樁均會(huì)產(chǎn)生樁身上浮，上浮量的大小與布樁密度、沉樁程序、日沉樁根數(shù)等因素有關(guān)，而且也與樁表面與樁周土的親附性有關(guān)，如樁土之間親附性較好，即使樁身隨著土體隆起而上浮，但樁的下部由于樁土親附性好，可阻止部分上浮量。如科技園區(qū)某大廈布樁密度達(dá)到4.2%，368號(hào)樁沉樁時(shí)

26、測(cè)得樁頂標(biāo)高-1.880米，共計(jì)412根工程樁的沉樁施工全部完成后，重新測(cè)368號(hào)樁頂標(biāo)高為-1.605米，標(biāo)高相差達(dá)0.275米，考慮沉樁壓力松弛，樁頂反彈量0.1米，368號(hào)實(shí)際樁頂上浮量為0.175米，當(dāng)用高應(yīng)變對(duì)174號(hào)樁高應(yīng)變檢測(cè)，測(cè)得單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk=1577KN，達(dá)到估算承載力值，并繼續(xù)對(duì)174號(hào)樁進(jìn)行靜載荷試樁檢測(cè)。測(cè)得單極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk=980KN，出現(xiàn)如此大的承載力差，使工程難以繼續(xù)，為慎重起見(jiàn)對(duì)174號(hào)樁進(jìn)行第二次靜載荷試樁，仍然測(cè)得Quk=960KN，經(jīng)低應(yīng)變動(dòng)測(cè)樁身質(zhì)量完整，靜載荷試樁測(cè)得Quk相當(dāng)于該樁的側(cè)摩阻力，說(shuō)明樁端阻力沒(méi)有發(fā)揮，這與樁頂上抬，

27、樁端持力層處脫空有關(guān)。4、樁土親附性對(duì)樁承載力影響預(yù)應(yīng)力管樁靜載荷試樁結(jié)果出現(xiàn)達(dá)不到估算承載力值問(wèn)題，工程上婁有發(fā)生，而且較普遍，出席過(guò)幾次專家論證，如勘察報(bào)告提供計(jì)算參數(shù)合理的情況主要有以下分析：4.1工程中出現(xiàn)的現(xiàn)象 樁端持力層為堅(jiān)硬性土（如老粘土、硬塑粘性土、砂土、礫砂等），樁穿越土層為飽和軟土的預(yù)應(yīng)力管樁，如沉樁壓力或錘擊貫入度滿足，經(jīng)靜載荷單樁承載力檢測(cè)，一般都能滿足估算承載力值要求。 樁穿越土層主要是飽和軟土土層，最大沉樁阻力一般為0.50.75Quk，按規(guī)范靜載荷試樁結(jié)果達(dá)不到估算極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk，的比例占統(tǒng)計(jì)試樁的20%左右，其中差一級(jí)試樁荷載占70%，差二級(jí)試樁荷載占3

28、0%。 樁穿越土層主要土層為飽和軟土，樁端持力層為軟可塑性土層的預(yù)應(yīng)力管樁，最大沉樁阻力為0.40.6 Quk，靜載荷試樁結(jié)果達(dá)不到估算單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk，的比例大幅度增加，占統(tǒng)計(jì)試樁的60%，而且差二級(jí)試樁荷載的比例上升到50%。上述情況對(duì)工程設(shè)計(jì)帶來(lái)困惑。4.2 原因分析工程中應(yīng)用歷史悠久的鋼筋砼預(yù)制樁，最理想的持力層為粘性土，沉樁阻力不大，但樁的承載性能很好，而且穩(wěn)定。沉樁阻力與樁的承載力值沒(méi)有必然關(guān)系，根據(jù)上海地質(zhì)條件，樁端持力層為暗綠色粘土層。根據(jù)上海基礎(chǔ)公司統(tǒng)計(jì)，沉樁力：樁的極限承載力=1:3的關(guān)系，寧波地質(zhì)條件，持力層為粘性土，樁穿越土層無(wú)砂層的比值為1:22.5關(guān)系。單

29、樁承載力值，經(jīng)13根試樁統(tǒng)計(jì)，預(yù)制方樁與管樁同屬預(yù)制型樁，采用相同的計(jì)算參數(shù)，承載力值完全不同。追其原因，預(yù)應(yīng)力管樁采用壓力離心澆筑，樁體密實(shí)度可達(dá)100%，作為構(gòu)件是優(yōu)秀的，作為基樁須沉入土中，樁的側(cè)表面與土之間關(guān)系附著性差，如將預(yù)應(yīng)力管樁沉入土中一周時(shí)間，再將樁體撥出，樁的表面附著土幾乎沒(méi)有，尤其是飽和軟粘土，不存在擠密效應(yīng)，相反對(duì)樁周土的擾動(dòng)，土的抗剪強(qiáng)度大幅度下降。由此可知樁的側(cè)摩阻力就很低。預(yù)制方樁就不一樣，用傳統(tǒng)振搗法澆筑樁體砼，砼的密實(shí)度達(dá)不到100%，樁體存在肉眼看不到的微細(xì)孔，當(dāng)樁沉入土中，樁側(cè)周土隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，土中的孔隙水被砼微細(xì)孔吸收，土緊密附著在樁側(cè)，當(dāng)樁沉入土中只要

30、1天時(shí)間如將樁拔出土層，見(jiàn)到的是樁側(cè)附著一定厚度的土體，說(shuō)明樁與土之間由于樁側(cè)表面存在強(qiáng)的附著力，樁的側(cè)摩阻力大幅度提高，采用相同的計(jì)算參數(shù)，靜載試樁結(jié)果：當(dāng)樁穿越土層為軟土，樁端持力層為軟可塑粘性土，承載力值差達(dá)50%，當(dāng)樁穿越土層為粉土，因有沉樁擠土的擠密作用，承載力值基本相同。5、工程防治與對(duì)策5.1管樁內(nèi)壁螺旋細(xì)裂縫的防治管樁內(nèi)壁細(xì)裂縫一般出現(xiàn)在薄壁型管樁，該裂縫一般與沉樁壓力有關(guān)。當(dāng)沉樁壓力超過(guò)管樁截面極限抗壓強(qiáng)度的90%以上。管樁內(nèi)壁裂縫出現(xiàn)的機(jī)率較高，所以薄壁管樁一般應(yīng)用于樁的穿越土層沉樁阻值較小的地層。當(dāng)樁穿越土層沉樁阻值較高的如砂土層、砂質(zhì)粉土、礫砂層或厚層粉質(zhì)粘土、粉土等，

31、沉樁阻力很大，宜避免采用薄壁管樁，改用厚壁管樁。對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)管內(nèi)壁細(xì)裂縫，對(duì)豎向承載力影響不大，在非地震區(qū)可以不作處理，在地震區(qū)，須承受地震力的作用，由于細(xì)裂縫的存在預(yù)應(yīng)力主筋銹蝕，嚴(yán)重影響承受水平力的能力，因此須將在管內(nèi)壁裂縫范圍，采用C40細(xì)石砼澆灌，并摻10%UEA微膨脹進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。5.2管樁折裂的預(yù)防預(yù)應(yīng)力管樁折裂現(xiàn)象很普遍，一旦管樁折裂，嚴(yán)重的達(dá)III、IV類樁，輕微的為II類樁，嚴(yán)重影響樁的承載性能，即使補(bǔ)強(qiáng)也難以達(dá)到完整樁的作用。因此管樁施工與設(shè)計(jì)以防為主，以補(bǔ)為副。根據(jù)管樁折裂原因分析可知，大部分折裂是可以預(yù)防的。5.2.1合理的設(shè)計(jì)布樁密度在飽和軟土中施工擠土樁，土的超靜孔

32、隙水壓力累積很快，消失極慢，引起大面積土體擾動(dòng)，土體位移和隆起，布樁密度過(guò)大會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)的泥流使管樁折裂，嚴(yán)重的產(chǎn)生折斷。設(shè)計(jì)人員往往忽視預(yù)應(yīng)力管樁設(shè)計(jì)布樁密度的控制，所以出現(xiàn)眾多的管樁折裂，一般設(shè)計(jì)布樁密度超過(guò)3%時(shí)如對(duì)沉樁程序未作明顯要求，管樁折裂的比例很高。為此，設(shè)計(jì)布樁密度須進(jìn)行控制。如果出現(xiàn)布樁密度過(guò)高，結(jié)合地質(zhì)資料選用第二持力層，提高單樁承載力而減少樁數(shù)，或改變樁徑或樁型，使單樁承載力值與導(dǎo)荷的荷載近似成倍數(shù)關(guān)系，使各樁基承載水平接近，樁的承載性能得到充分發(fā)揮，有效使樁的數(shù)量減少，達(dá)到布樁面密度降低。5.2.2沉樁施工防止管樁折裂 合理的沉樁施工程序飽和軟土地層施工擠土樁須防止沉樁擠土

33、產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力增加過(guò)快，使短時(shí)間內(nèi)局部土體位移和隆起過(guò)大，并不斷擴(kuò)大到整個(gè)場(chǎng)地造成管樁折裂。其措施：沉樁施工時(shí)須周密考慮沉樁施工程序，尤其是設(shè)計(jì)布樁密度較大的工程，施工程序應(yīng)避免按承臺(tái)集中沉樁流水程序，采用按縱軸單樁流水，相鄰樁沉樁有一定時(shí)間間隔，使土的孔隙水有一定量的泄壓，再就是加大樁架移動(dòng)距離，擴(kuò)大沉樁區(qū)場(chǎng)地的泄壓面積，可有效降低孔隙水壓的累增，施工者應(yīng)類同沉管灌注樁施工程序相似的原則和要求進(jìn)行施工。 控制日沉樁的樁數(shù)當(dāng)設(shè)計(jì)布樁密度較大的工程進(jìn)行施工沉樁時(shí)宜控制日沉樁數(shù)量。理論上在飽和軟粘土地層施工擠土樁，有防止沉樁擠土產(chǎn)生超靜孔隙水壓力劇增的方法，將孔隙水壓力控制在對(duì)管樁輕微影響的

34、范圍，如沉樁施工時(shí)采用盡可能較短的時(shí)間內(nèi)將施工范圍覆蓋整個(gè)場(chǎng)地，也就是整個(gè)場(chǎng)地均參與泄壓的作用。當(dāng)沉樁施工產(chǎn)生的孔隙水壓與泄壓平衡，就可求得日沉樁的數(shù)量，但目前還沒(méi)有類似的計(jì)算公式。常用的方法是根據(jù)場(chǎng)地內(nèi)預(yù)設(shè)的孔隙水壓力檢測(cè)和土的位移及隆起量的檢測(cè)結(jié)果，來(lái)確定日沉樁根數(shù)，也就是我們常說(shuō)的信息化施工，可有效防止管樁施工的折裂及已成樁的上抬懸腳影響樁的承載力。 靜壓沉樁，以抬架控制對(duì)樁折裂影響靜壓沉樁在市區(qū)施工符合無(wú)噪音環(huán)保要求而應(yīng)用普遍，但由于沉樁壓重反力不足，而產(chǎn)生抬架，因荷重的不平衡易產(chǎn)生大的水平力，造成管樁的折裂，所以預(yù)應(yīng)管樁宜按最大估算沉樁力乘1.2倍的配重，避免抬架。一般估算最大沉樁力

35、公式為：N=0.4Uqsi·hi+4A·qp qs、qp標(biāo)準(zhǔn)值（暫估值）。 沉樁過(guò)程發(fā)現(xiàn)樁的垂直度超過(guò)規(guī)范要求時(shí)，不能在沉樁過(guò)程中校正，待沉入指定標(biāo)高在接樁時(shí)較正垂直度，可減少管樁的折裂。5.2.3土方施工中預(yù)防管樁偏位而折裂因預(yù)應(yīng)力客樁在側(cè)向土壓力作用下，非常容易產(chǎn)生偏位而使管樁折裂，所以在基槽或基坑土方施工中特別須謹(jǐn)慎，須采取有效防止管樁偏位的措施。 采用機(jī)械挖土，須留出一定的距離，防止直接挖到樁身而使樁偏位折裂。 開(kāi)挖獨(dú)立基槽或槽杭時(shí)，避免在一側(cè)挖方過(guò)深，確保樁的兩側(cè)挖土高差不超過(guò)1米。 有地下室的樁基工程，不宜露出開(kāi)挖深度以上，如因沉樁因素高出開(kāi)挖深度1米以上的樁須

36、作好紀(jì)錄，待基坑土方開(kāi)挖時(shí)，對(duì)高出開(kāi)挖深度的樁，須小心挖土，避免碰擊樁身，并宜在樁四周挖土，避免過(guò)大的土壓力差將樁推斷或折裂。5.3傾斜折裂預(yù)應(yīng)力管樁的處理對(duì)于折裂傾斜樁一般不宜扶正，如果采用強(qiáng)行頂拉扶正，會(huì)使樁全部折斷，如果采用在折裂向挖土，在反向施以小力，使樁的傾斜減少，這對(duì)工程樁是有利的，關(guān)鍵是須知道樁的折裂位置，除低應(yīng)變動(dòng)測(cè)告知外，尚可用燈吊入直接檢測(cè)，一般的加固原則和方法有： 對(duì)于II類樁原則上不作處理。 對(duì)于III類、IV類樁，利用管樁空心，用微膨脹鋼筋砼在裂縫上下各不小于2米處，澆灌密實(shí)，主筋不小于612。 如果同一承臺(tái)工程樁均向一側(cè)折裂，則須另外加錨桿樁補(bǔ)強(qiáng)，注意樁的形心與柱的

37、重心重合。管樁內(nèi)灌砼也不是最有效的上策，因預(yù)應(yīng)力管樁采用離心澆筑，內(nèi)壁存在低強(qiáng)度的浮漿，很難與新澆的砼形成整體。如果微膨脹未發(fā)揮作用效果更差，所以只能將管樁空心全部用砼灌密是上策。6、評(píng)述與建議1、預(yù)應(yīng)力管樁在工程應(yīng)用中即使出現(xiàn)眾多問(wèn)題，但由于建筑業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)的方向功不可抹。應(yīng)用時(shí)須因地制宜。2、如果預(yù)應(yīng)力管樁除了高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋以外，另加非預(yù)應(yīng)力鋼筋可以防止管樁的折裂，而且在地震區(qū)尤為重要。3、正確了解管樁的折裂原因，采用相應(yīng)的預(yù)防對(duì)策，可以降低管樁的折裂。4、管樁的工程應(yīng)用，須結(jié)合上部荷載的地質(zhì)條件，提高單樁承載力，減少樁數(shù)，從而降低布樁密度，而且可降低造價(jià)，這方面尚須精心設(shè)計(jì)及樁的優(yōu)化分析

38、方能達(dá)到。參考文獻(xiàn)：孔清華 鋼筋砼空心方樁研究報(bào)告 甬建科鑒字2000006號(hào)甬建科鑒字2000003號(hào)樁心注漿靜壓錨桿樁本實(shí)用新型涉及土木建筑工程中建（構(gòu)）物的樁心注漿靜壓錨桿樁基礎(chǔ)，主要用于既有建筑基礎(chǔ)托換、房屋增層、房屋傾斜、糾偏、止沉等的基礎(chǔ)加固工程、也常用于樁基工程補(bǔ)樁、及逆作法施工的復(fù)合樁基設(shè)計(jì)與施工的靜壓錨桿樁基礎(chǔ)，通過(guò)錨桿樁心后注漿、使樁的承載力值大幅度提高。土木建筑工程中靜壓錨桿樁基礎(chǔ)是質(zhì)量可靠的一種常用的樁型，有國(guó)家專業(yè)技術(shù)規(guī)程（錨桿靜壓樁技術(shù)規(guī)程）YBJ227-91，用于基礎(chǔ)加固工程和工程補(bǔ)樁的靜壓錨桿樁的工程因樁的承載力值未得到有效發(fā)揮使工程造價(jià)昂貴；承載力值未得到有效

39、發(fā)揮使設(shè)計(jì)布樁密度過(guò)大、樁穿越土層為飽和軟土地層擠土對(duì)鄰周建（構(gòu)）筑物與地下管線影響加大、鋼筋砼預(yù)制樁的工程應(yīng)用受到制約。為充分挖掘預(yù)制樁承載力性能和潛力、在預(yù)制樁心注漿提高樁的承載力值、減少樁數(shù)、降低布樁密度、減小擠土對(duì)鄰周影響、使工程造價(jià)降低、提高樁基工程質(zhì)量。根據(jù)樁心注水泥漿的工程實(shí)測(cè)：樁端持力層為砂性土、承載力值可提高40-50，持力層為粉土可提高25-35、持力層為粘性土可提高15-25。用于靜壓錨桿樁可同時(shí)根據(jù)土層性質(zhì)選擇加固樁周土層、使錨桿樁的承載力值提高35-50。本實(shí)用新型的目的樁心注漿靜壓錨桿樁在樁心預(yù)埋注漿管采用后注漿技術(shù)提高樁的側(cè)阻力和樁端阻力，使樁的承載力值提高35-50，使每KN承載力工程造價(jià)降低、因樁的承載力值大幅度提高、可用于高層建筑樁基礎(chǔ)、可減少數(shù)量，縮短施工周期、初估可降低成本20-35。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)土層性質(zhì)選擇最有利于注漿加固土層進(jìn)行樁端持力層和樁周土層的加固、使承載力值得到最有效的提高，減