浅析某项目PHC管桩浮桩的原因及解决对策

■施工技术2017 年

浅祈某项目P H C管粧浮粧的原因及解决对策

冯求全

(宁德市医院基建科，福建宁德352100)

摘要针对某项目P H C管桩施工中出现的浮桩现象，对浮桩的原因进行了深入的分析，根据浮桩的具体情况 对浮桩的处理方法进行了比较与确定，最后确定采用桩底后注浆法来处理浮桩，提出浮桩后注浆法的施工要求，加固后 静栽结果表明在深厚淤泥层持力层为⑤卵石层的浮桩采用桩底后注浆法进行处理是可靠有效的方法。

关键词P H C管桩;桩底后注浆法;承栽力；淤泥

PHC管桩具有单桩承载力高、施工简便、施工进度快、施 工质量较易控制、成本低和施工现场相对文明等优点，被广 泛地应用于沿海软土地基地区。但是在深厚淤泥土层中，由于PHC管桩的挤土效应，桩四周的土体往外水平移动和向 上隆起，使得相邻的管桩出现倾斜、上浮和偏位等现象，从而 影响桩基的承载力甚至出现工程质量问题。但是PHC管桩 的施工速度快和造价低等明显优势得到开发商的青睐，在软 土地基中依然采用PHC管桩作为基础形式。管桩的上浮问 题的解决对策一直以来都是困扰工程界的一大难题。结合某 项目PHC管桩浮桩工程实例，提出切实有效的解决管桩上 浮的措施，确保工程质量。

1工程概况

某项目位于宁德市闽东路与天山路、华庭路和尚德路交 叉的区域，由4栋楼和一层地下室组成，其中住院楼地上1层，地上建筑面积为65791m2,檐口高度为67.5m;医技楼为 地上4层，地上建筑面积为18876m2,檐口高度为18.75m;门诊楼地上5层，地上建筑面积为35452m2,檐口高度为23.4m;后勤楼地上4层，地上建筑面积为8364m2,檐口高度 为22.0m;地上总建筑面积为128483m2,地下室建筑面积为 28477m2,总建筑面积为156960m2。住院楼的结构形式为框剪 结构，其余3栋楼均为框架结构；基础采用PHC管桩，型号 为PHC500-125-AB，桩长37~45m，总桩数为1912根，持力 层为⑤卵石层，桩身进入持力层深度&1000mm，单桩抗压承 载力特征值为2600kN，抗拔承载力特征值为700kN，桩基施 工采用锤击沉桩方式。根据现场试打桩情况确定工程桩控制 标准:最后二阵贯入度控制在4cm/10击以内，管桩成桩以贯 入度为主，以桩长为辅，最小桩长不小于30m。

2工程地质情况

施工场地内的土层自上而下揭示如下所示：①素填土，呈松散状态，主要以风化砂土为主，层厚为0.8~2.3m;②淤 泥，呈流塑-软塑状态，层厚20.3~28.2m;③淤泥质粘土，呈 流塑状态，层厚7.3~10.2m;④粉质粘土，呈可塑状态，层厚 2.1~4.5m;⑤卵石层，呈稍密-中密状态，卵石含量60%，粒径为3~10cm，层厚3.5~15.7m;⑥全风化花岗岩，构造为砂土 状，属于极软岩，层厚0.8~3.6m;⑦碎块状强风化花岗岩，呈 砂土 ~碎块状，层厚2.3~13.8m。

3桩基施工情况

本工程桩基按照打桩控制标准进行施工，在施工过程中 做好已施打的PHC管桩的桩顶标高变化监测，按照每个承 台的桩数抽取20%且&1根对管桩的桩顶标高进行监测，施 工后总共复测了 405根，具体上浮情况见表1所示。

表1管桩上浮情况表

上浮量/mm<3030?3940?49 50?59 60?99

总桩数/根2727928 12 14管桩上浮量较大的桩主要集中在住院楼密集桩和电梯 井位置的桩，其他楼电梯井位置的桩的上浮量相对较小，基 本都是<50mm。根据复测的管桩上浮情况，对每栋楼及地下 室位置上浮量最大选定1根桩进行静载试验，即56#桩(上 浮 28mm)、232# 桩（上浮 42mm)、198# 桩（上浮 53mm)、702# 桩(上浮79mm)、1068#桩(上浮98mm)。试验结果显示，56# 桩、232#桩和18#桩满足设计及规范要求，702#桩和1068# 桩的极限承载力满足不了设计要求，在加载过程中发现桩端会 突然下沉，沉降量超过规范要求，桩的回弹率在20%左右，主 要原因就是桩端和持力层之间的空隙大，应对该类觀行处理。4浮桩的主要原因分析

浮桩是由于在桩基施工过程中由于挤土效应使得桩间 土和管桩向上推动，随着管桩的不断施打，土体结构发生较 大的变化，土中的水压力不断上升形成了超孔隙水压力，这 也会使得桩间土和管桩向上位移，那么桩端与持力层的土层 之间就会出现较大的空隙。从管桩上浮的情况结合管桩施工 的顺序、管桩布置的密度和桩的平面位置等情况可知:施工 的越早，那么桩的上浮数量较多，密集桩的上浮量较大。管桩 施工时基本都按照从中心向四周和由深往浅的施工顺序进 行，在中间的管桩的上浮量相对较大。住院楼比其他3栋楼 施工的早，布桩密度大，因此其浮桩相对较多，后勤楼是最后 施工的，因此其浮桩相对较少。由于本工程淤泥土层的厚度

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第12期（总第200期)施工技术_

较厚，土层的含水量较高，土层的渗透性较差，桩身进入土层 后周边土体受到扰动，使得土层中的自由水受到挤压变成了 超静孔隙水压力，这使得沉桩过程中土体在桩的四周产生一 定的隆起和侧向位移。由于群桩的不断叠加作用，使得挤土 效应更加明显，这就导致早施工的管桩出现大面积的上浮和 侧向位移。

出现浮桩的主要原因有:①布桩密度大，桩的间距小，群 桩的间距为3.5D;②土层为淤泥层，厚度深厚，土的含水量较 高，渗透性极差;③施工过程中减少挤土效应的措施不足，应 力释放孔的设置不足，使得超孔隙水压力形成;④沉桩速度 较快，每天的沉桩数量为30~35根。

5浮桩的处理措施

5.1浮桩处理方法的确定

对于浮桩的处理方法一般有锤击复打、筏板处理、补桩 和后注浆法等。根据周边工地的实际案例，采取锤击复打容 易造成桩身质量缺陷，不少I类桩经过锤击复打后变成m类 桩;另外锤击复打时会导致桩与土体的摩擦性能损失，使得 桩周的侧阻下降，从而使得桩间土的摩阻力下降。筏板处理 则由于第②为深厚的淤泥的承载力较低导致效果不明显。补 桩处理的话不仅会导致已施工的桩上浮，还会使得造价增 加。后注浆法相对于前面三种处理方法而言相对简单，造价 相对较低。因此本工程管桩的浮桩处理方法确定为桩底后注 浆法。在桩底注浆相当于是在桩底与持力层之间形成一个球 形的加固体，从而提高桩端的承载力；另外注浆液在卵石层 中渗透，一般桩端四周渗透能力比垂直方向要强，这就将桩 底持力层形成透镜体。

由设计单位选择3根不同区域的浮桩进行注浆处理，其 桩号和上浮量如下:705#桩（上浮77mm)、1063#桩（上浮 95mm)，171#桩（上浮51mm)。先在管桩的中心钻取孔径 100mm的孔洞，深度钻至桩端以下500mm，接着插入直径为 50mm的无缝注浆管，深度至桩端以下300mm，注浆管与桩 顶钢筋焊接牢固，并用塑料密封盖盖好管口，注浆15d后做 静载试验。静载试验结果显示，单桩承载力得到大幅提高，加 载到设计极限承载力时，桩还没达到极限状态，最大沉降均 <40mm，对于上浮量较大的1063#桩，累计沉降量为19.3mm，注浆效果良好。设计单位根据注浆试验结果确定本 工程浮桩处理采用桩底后注浆法，对于上浮量& 30mm的抗 压桩均采用压力注浆，注浆顺序由中间向两边进行。对于电 梯井位置的浮桩，采用跳桩注浆，注浆的桩位由设计单位根 据位移协调性进行确定与调整，注浆比例为50%。

5.2桩底后注浆法的施工要求

桩芯取孔孔径为100mm，钻孔至桩端以下500mm，注浆 管为无缝钢管，直径为50mm，注浆管插至桩端以下200~300mm;注浆管与桩顶钢筋或者桩帽之间采用3d>16螺纹钢筋焊接牢固，注浆液采用强度为42.5R的普通硅酸盐水 泥，膨胀剂的掺量为12%，水灰比为0.6,水泥浆液应充分搅 拌2min以上，然后米用3mm X3mm的滤网进行过滤。注浆 的初压力为1.0MPa，注浆速度为20~30L/min，单桩注浆量为 1.5t以上;注浆顺序为先中间后两边;注浆质量控制采用以注 浆量和注浆压力双控制的方法，最后注浆压力为1.5~2.0MPa，稳压注浆时间为180~300s注浆过程中时刻关 注注浆量与注浆压力的变化，以一般压力注浆较为容易的话 则应降低1级压力进行注浆;发现注浆量少的话那么应提高 1级注浆压力直至满足终压的压力值；如果注浆量少于设计 要求则进行第二次注浆，二次注浆量一般为第一次注浆量的 25%。在实际的现场注浆过程中，发现在注浆的管桩四周 4~6m的管桩的桩孔出现水泡的现象，这表明注浆液在桩端 持力层渗透扩散较为明显。

5.3浮桩处理效果

注浆完成后15d，根据规定随机选择25根桩进行静载试 验，试验结果显示单桩承载力均满足设计要求，最大沉降均 <40mm，浮桩经过桩底后注浆处理后均满足设计要求。在后 续的竣工沉降观测中，最大沉降为13mm，最小沉降为7mm,相邻沉降差最大为4mm，满足设计与规范的要求。

6结束语

在深厚淤泥层的软土地基，持力层为⑤卵石层的浮桩采 用桩底后注浆法进行处理是行之有效的方法。桩底注浆后能 够有效地提高桩端承载力，使得桩底形成透镜体状加固体，使得沉降量得到有效控制。桩底后注浆的质量控制采用注浆 量和注浆压力双控制的方法。本工程的后注浆施工直接分包 给有加固施工资质和施工经验的加固单位，使得注浆的质量 得到良好的控制。桩底后注浆法不仅有效地解决浮桩的技术 难题，还大大缩短了浮桩处理工期，节约了浮桩处理费用，取 得良好的经济效益和社会效益。本工程的浮桩处理方法为类 似地质情况的桩基事故处理提供了一点参考。

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