靜壓管樁基礎(chǔ)施工常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策

1、靜壓管樁基礎(chǔ)施工常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策作 者：白 華 民（河南華興地質(zhì)工程有限公司，河南 南陽(yáng)473000）摘要：簡(jiǎn)述靜壓管樁的沉樁機(jī)理，介紹適用于靜壓管樁基礎(chǔ)場(chǎng)地的勘察要求，并提出靜壓管樁施工過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策。1、引言靜壓管樁的沉樁是采用靜力壓樁機(jī)自重和機(jī)架上的配重提供反力，而將管樁壓入土中的施工工藝。由于其具有無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)、無(wú)污染，符合綠色巖土工程治理的要求，同時(shí)選用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁作為基礎(chǔ)，具有工藝簡(jiǎn)單、單樁承載力高、質(zhì)量直觀可靠、工期較短、造價(jià)適宜、檢測(cè)方便等優(yōu)點(diǎn)，得到全國(guó)各地的廣泛應(yīng)用。2、靜壓管樁沉樁機(jī)理靜壓管樁沉樁施工時(shí)，將樁端壓入土體中，原狀土的初應(yīng)力狀態(tài)受到破壞，造成樁端下土體的

2、壓縮變形，隨著樁沉入深度及壓力的增大，土體對(duì)樁端產(chǎn)生相應(yīng)阻力也隨之增大。當(dāng)樁端處土體所受應(yīng)力超過(guò)其抗剪強(qiáng)度時(shí)，土體發(fā)生急劇變形而破壞，粘性土體會(huì)產(chǎn)生塑性流動(dòng)或擠密側(cè)移，而砂性土體則產(chǎn)生下拖。在地表處，粘性土體會(huì)向上隆起，砂性土體則會(huì)被拖帶下沉；在地下深處由于上覆土層的壓力，土體主要向樁周水平方向擠密，使貼近樁周處土體結(jié)構(gòu)破壞。由于較大的輻射向壓力作用，也使鄰近樁周處土體受到較大的擾動(dòng)影響。此時(shí)，樁身受到土體強(qiáng)大法向抗力所引起的樁身摩阻力和樁端阻力的抵抗，當(dāng)抱樁器給予的壓力大于沉樁時(shí)的這些抵抗阻力時(shí)，樁則繼續(xù)下沉，反之，則停止下沉。壓樁時(shí)，地基土體受到擾動(dòng)，樁周土體的實(shí)際抗剪強(qiáng)度與地基的靜態(tài)抗剪

3、強(qiáng)度有很大差異。隨著樁的沉入深度，樁與樁周土之間將出現(xiàn)相對(duì)剪切位移，由于土體的抗剪強(qiáng)度和樁土之間的粘聚力作用，土體對(duì)樁周表面產(chǎn)生摩阻力。當(dāng)樁周土質(zhì)較硬時(shí)，剪切面發(fā)生在樁與土的接觸面上，當(dāng)樁周土較軟時(shí)，剪切面一般發(fā)生在鄰近于樁表面處的土體內(nèi)。在粘性土中，隨著樁的沉入深度，樁周土體的抗剪強(qiáng)度逐漸下降。在砂性土中，除松散砂層外，抗剪強(qiáng)度變化不大，各土層作用于樁側(cè)的摩阻力并不是一個(gè)常值，而是隨著樁的繼續(xù)下沉而顯著增加，其值可占沉樁阻力的50%-70%，它與樁周處土體強(qiáng)度成正比。在粘性土中，樁端處土體，在沉樁壓力擾動(dòng)重塑下，土體的抗壓強(qiáng)度明顯下降。在砂性土中，密砂受松馳效應(yīng)影響，土體抗壓強(qiáng)度降低，松砂受

4、擠密效應(yīng)影響，土體抗壓強(qiáng)度增大。在成層土地基中，硬土中的樁端阻力還將受到分界處粘土層的影響，上覆蓋層為軟土?xí)r，在臨界厚度以內(nèi)，樁端阻力將隨壓入硬土內(nèi)深度增加而增大。下臥層為軟土?xí)r，在臨界厚度以內(nèi)，樁端阻力將隨壓入硬土內(nèi)深度增加而減少。在靜壓管樁施工中，因接樁或其它因素影響，而暫停壓樁。間歇時(shí)間的長(zhǎng)短，雖對(duì)繼續(xù)下沉的樁端阻力無(wú)明顯影響，但對(duì)樁側(cè)摩阻力的增加影響較大，樁側(cè)摩阻力的增大值與間歇時(shí)間成正比，在粘性土中表現(xiàn)尤為突出。因此，在靜壓法沉樁中，應(yīng)合理安排接樁的結(jié)構(gòu)和位置，縮短接樁時(shí)間，避免將樁端停留在硬土層中進(jìn)行接樁施工。3、靜壓管樁基礎(chǔ)對(duì)勘察工作的要求靜壓管樁雖有不少優(yōu)點(diǎn)，如不能按照靜壓管樁

5、基礎(chǔ)的技術(shù)要求進(jìn)行勘察，其優(yōu)點(diǎn)不但不能得到發(fā)揮，反而還會(huì)對(duì)工程造成危害，現(xiàn)根據(jù)南陽(yáng)市區(qū)地基土的工程地質(zhì)特征，闡述一下勘察工作應(yīng)做的如下幾點(diǎn)：（1）、應(yīng)查明樁端持力層的起伏變化情況。在南陽(yáng)市區(qū)西部10米以上土層多為粉質(zhì)粘土并具中弱膨脹性，承載力特征值在180KPa左右。自地表往下10米至20米有中粗砂層，厚薄不一，較薄層只有0.5米左右，較厚層有2-5米，承載力特征值在200KPa左右。粉質(zhì)粘土與砂層交替出現(xiàn)，起伏不平，把樁端放到砂層上是最好的樁端持力層。在南陽(yáng)市區(qū)東、南及北部，其工程地質(zhì)特征是，上部10米多為粉質(zhì)粘土及中粗砂，承載力特征值在150KPa左右，10-30米地層為含卵礫中粗砂及粉質(zhì)

6、粘土，樁端以進(jìn)入10-30米地層中的含卵礫中粗砂為宜。在一般的巖土工程勘察中，孔距在15-30米左右，大多數(shù)的勘察孔距是30米左右，顯然是不能滿足靜壓管樁基礎(chǔ)的勘察要求。為了查明樁端持力層的起伏情況，這就要求勘察工作應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)加密鉆孔，查明持力層的起伏變化規(guī)律?？碧讲键c(diǎn)間距一般宜取12-24米，最好為15米左右，且每項(xiàng)工程或大型項(xiàng)目的每個(gè)單位工程的勘探布點(diǎn)不宜少于5個(gè)；勘探孔深度應(yīng)進(jìn)入預(yù)計(jì)樁端平面以下3-5米，必要時(shí)還可在鉆孔間布置靜力觸探孔以更準(zhǔn)確的探明持力層的變化規(guī)律，以此準(zhǔn)確靈活調(diào)整管樁長(zhǎng)度，使設(shè)計(jì)和施工做到合理完善，從而降低工程造價(jià)。（2）、各主要土層應(yīng)增加N值測(cè)試次數(shù)。在勘探

7、深度范圍內(nèi)的每一土層，均應(yīng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)或室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，但在主要土層中應(yīng)適當(dāng)增加N值的測(cè)試次數(shù)，其中遇中密密實(shí)砂層、硬塑堅(jiān)硬粘性土層、殘積土層及全風(fēng)化巖層時(shí)約每2米測(cè)試一次；預(yù)計(jì)作樁端持力層的土（巖）層約每1米測(cè)試一次。管樁工程要求巖土工程勘察報(bào)告中多提供有用的N值，在以粘性土為主的地層中遇到砂層、含卵礫砂層；在以砂性土為主的地層中遇到下臥軟弱層要多一些標(biāo)貫測(cè)試，這樣才有利于合理配樁及確定終壓。（3）、對(duì)靜壓管樁沉樁可行性進(jìn)行評(píng)價(jià)。在南陽(yáng)市區(qū)的東、南及北部，樁端持力層宜進(jìn)入含卵礫粗砂中，但在局部地區(qū)含卵礫粗砂層與粉質(zhì)粘土交替出現(xiàn)。若樁端在10米以上就遇到含卵礫粗砂層，其下部還有較軟的粉質(zhì)粘土，壓

8、樁時(shí)雖滿足終壓力，但樁長(zhǎng)較短，而靜載實(shí)驗(yàn)時(shí)卻不滿足設(shè)計(jì)要求。若壓樁時(shí)穿透上部的含卵礫粗砂層，壓樁力會(huì)過(guò)大，會(huì)產(chǎn)生爆樁或者斷樁，只有采取引孔壓樁法才能完成，使樁端進(jìn)入合適的持力層中，消除下臥軟弱層對(duì)工程隱患。在南陽(yáng)市區(qū)西部，屬壟崗地貌單元，以粉質(zhì)粘土為主，局部有硬夾層（砂層），尤其硬夾層不厚的情況下施工時(shí)樁端達(dá)到硬夾層，瞬間終壓力也能滿足設(shè)計(jì)要求，但在做靜載實(shí)驗(yàn)時(shí)樁端土要承受更大的壓力，其壓力傳遞到軟弱下臥層后，引起該層土壓縮增大，進(jìn)而樁體下沉增加，沉降量不能滿足設(shè)計(jì)要求。若遇此類工程只有加大樁長(zhǎng)，增加樁周摩阻力，以滿足終壓。所以，要根據(jù)不同土類性質(zhì)的差異進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)范圍應(yīng)包括建議采用的壓樁力

9、，樁在粉質(zhì)粘土和砂土中的擠密效應(yīng)以及建議采用的樁距。4、存在問(wèn)題及對(duì)策靜壓管樁以單樁承載力特征值高，質(zhì)量直觀可靠且經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)在全國(guó)大部分地區(qū)廣泛應(yīng)用。但在南陽(yáng)市區(qū)，人們認(rèn)為地質(zhì)條件比較復(fù)雜，存在較厚的砂卵石層，不宜采用靜壓管樁基礎(chǔ)，直接影響了靜壓管樁在南陽(yáng)市區(qū)的使用和發(fā)展。自二00八年以來(lái)，靜壓管樁在南陽(yáng)市區(qū)也逐漸興起，南陽(yáng)三杰房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司開(kāi)發(fā)的家和萬(wàn)世綜合大廈；南陽(yáng)春秋房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司開(kāi)發(fā)的祥和嘉苑1#、2#、4#樓；河南天工建設(shè)集團(tuán)有限公司開(kāi)發(fā)的麗水源A、B、C樓；南陽(yáng)市隆基房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司開(kāi)發(fā)的上城·水岸均采用了靜壓管樁基礎(chǔ)。根據(jù)南陽(yáng)市區(qū)的靜壓管樁應(yīng)用情況也發(fā)現(xiàn)存

10、在一些問(wèn)題。（1）、截樁問(wèn)題及對(duì)策由于南陽(yáng)市區(qū)工程地質(zhì)條件比較復(fù)雜，樁端持力層頂板埋深起伏較大，而現(xiàn)行勘察規(guī)范規(guī)定在詳勘階段勘探點(diǎn)間距一般在15-30米，勘探點(diǎn)之間的持力層頂板埋深多為推測(cè)的結(jié)果。在施工過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)與巖土工程勘察報(bào)告不符，導(dǎo)致不能科學(xué)合理配樁，造成大量截樁，材料浪費(fèi)。對(duì)策：施工前應(yīng)仔細(xì)研究巖土工程勘察報(bào)告，最好請(qǐng)?jiān)辈靻挝谎亟ㄖ镙S線或承臺(tái)分布部分進(jìn)行補(bǔ)探，以準(zhǔn)確確定持力層頂板埋深并繪制持力層頂板埋深等值線圖以指導(dǎo)施工，然后科學(xué)合理地確定管樁尺寸；合理安排壓樁順序，盡量避免“樁塞”效應(yīng)，最大限度的減少截樁。（2）、擠土效應(yīng)及對(duì)策靜壓管樁屬于擠土樁，有明顯的擠土效應(yīng)，特別是在

11、粘性土場(chǎng)區(qū)，壓樁產(chǎn)生的擠土效應(yīng)的影響距離可達(dá)10米左右，在壓樁施工時(shí)擠土效應(yīng)會(huì)造成10米之內(nèi)的建筑物受損，會(huì)使10米之內(nèi)的管線、道路等遭到破壞。所以，應(yīng)引起高度重視。對(duì)策：進(jìn)行管樁施工前及施工中應(yīng)對(duì)周邊臨近建筑物或道路、管線布設(shè)變形觀測(cè)點(diǎn)并進(jìn)行觀測(cè)，制訂預(yù)案，防止糾紛發(fā)生；施工前應(yīng)挖防擠溝，可有效的釋放擠土效應(yīng)，減小擠土壓力，以減少對(duì)周邊環(huán)境的不利影響。（3）、陷機(jī)問(wèn)題及對(duì)策目前，市場(chǎng)上靜力壓樁機(jī)短船著地壓力都比較大，如天津泰重型機(jī)械有限責(zé)任公司生產(chǎn)的TYY800型液壓式壓樁機(jī)，短船著地壓力約180KPa，而南陽(yáng)市區(qū)的表層土層承載力特征值一般小于150KPa，施工時(shí)很容易陷機(jī)；還有一些施工場(chǎng)地

12、，由于老基礎(chǔ)的存在而不能壓樁，必須開(kāi)挖清除，開(kāi)挖后回填的土層承載力特征值更低，一般在80KPa左右，若遇雨季陷機(jī)就在所難免；送樁留下的孔洞也會(huì)引起陷機(jī)。陷機(jī)會(huì)損壞已壓好的管樁，當(dāng)壓樁機(jī)到已壓好的管樁位置時(shí)，由于陷機(jī)樁身除受堅(jiān)向壓力外，還受到巨大的偏心力矩作用，導(dǎo)致樁身彎折斷裂；另外，土體產(chǎn)生的水平位移也會(huì)把已壓好的管樁推斷。對(duì)策：施工前要詳細(xì)了解場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，特別是5m深度內(nèi)各層土的承載力及相關(guān)力學(xué)數(shù)據(jù)。當(dāng)表層土承載力不足或開(kāi)挖換填的新土及雨季施工時(shí)應(yīng)在場(chǎng)地上部鋪墊一層碎石或磚渣，增大地面抗壓能力，使之達(dá)到或超過(guò)樁機(jī)著地壓力，避免陷機(jī)帶來(lái)的危害。另外，要及時(shí)回填送樁時(shí)留下的孔洞。靜壓管樁的沉樁施工中出現(xiàn)的問(wèn)題各