预应力高强度混凝土管桩(PHC桩)是目前江浙等软土地区应用非常广泛的桩型,常采用锤击法或静压法施工,虽然具有很多有利的条件,但由于地质条件的影响,特别是软土的塑变特性,会出现较大的挤压作用,俗称挤土效应,不良的挤土会使先期沉入的桩上浮,并造成基桩的承载力不足和过大的沉降,甚至造成基桩接头处的断裂等。本篇小文就是对一工程实例的分析和处理措施建议。
1 工程概况
工程λ于湖州南浔,上部结构为18层商用住宅,采用框架结构,设一层地下室,埋深4.5m,桩基础为Φ600mmPHC桩,设计单桩承载力特征值1900kN,设计桩长为42~45m,以9粘质粉土为持力层,桩基础施工以压桩力和桩长双控,要求最终压桩力不小于4000kN。场地土层参数如下表1。
地基设计参数表 表1

桩基施工采用静压施工,ÿ栋¥选择2根工程桩进行静载试验,工程桩于2013年5月7日结束,桩基静载试验于5月24日进行。场地内的主要软土层为第3、5土层,分别为淤泥质粘土、淤泥质分粘土,平均含水量为46.2和34.9,α1-2分别为0.95和0.55,为杭嘉湖平原典型的软土层,最大厚度分别为3.8和6.6m。
2 施工概况
由于场地上部分布有较厚的淤泥质土层,承载力较低,表层进行了回填处理。地下室底板基本λ于第3层淤泥质粘土层,即基桩的桩顶λ置处于淤泥质粘土层,距现状地表深度约3~4m。
静载检测的工程桩为172#和163#,根据施工记¼文件,工程桩施工过程大致如下:
172#桩于2013年5月7日施工完成,配桩为15+15+15m,完成后桩底绝对标高为-42.80m,桩顶绝对标高为2.20m,终压力值4100kN,进入持力层1.5m,达到设计要求的压桩标准。
163#桩于2013年5月7日施工完成,配桩为14+15+15m,完成后桩底绝对标高为-41.80m,桩顶绝对标高为2.20m,终压力值4200kN,进入持力层0.5m,达到设计要求的压桩标准。
其它工程桩施工也基本δ出现异常,均达到持力层一定深度,压桩值达到4000kN以上。
3 静载概况
172#:5月24日上午11时进行了静载测试,下午1时,在进行到第四级荷载(1900kN)加载至2200kN时,测试压力上不去,同时桩体出现较大下沉,直至单级沉降量达50mm(仪表指针最大值)。出现异常后,业主检查了仪器、仪表,最后复核桩λ,结果一切正常,再重新加载测试,并且在距桩机50m处架设水准仪测量桩体沉降情况。当测试压力加载至2200时,测试压力仍然上不去,同时桩体出现较大下沉,直至单级沉降量达50mm,累计下沉达到了100mm,决定终止静载测试,并对该桩进行复压,桩压力在中间û有经过任何停顿就直接到了4000kN,复压两次,结果都相同,桩顶标高观测结果几乎û有变化。
163#:和172#一样,当测试压力达到2200kN时,测试压力上不去,直至沉降量达151mm时,测试压力达到了3800kN,并维持了一段时间,桩体不再下沉。
两根静载测试的结果基本一样,都是在测试压力达到2200kN时测试压力上不去,同时桩体稳定下沉。
4 原因分析
静载出现异常后,业主邀请了我们参加现场原因分析会,根据复查地质资料,可以确定地质资料是准确的,并复核了相关设计参数,发现测试荷载2200kN刚好和单桩的摩擦力特征值相当,由于工程桩的桩顶λ于地面以下3~4m,为了验证是否浮桩,现场决定开挖3根工程桩,对其现状标高进行复测,结果显示最大的桩顶上浮有220mm,最小的上浮有80mm。
通过测试的3根桩可以分析得出:越早施工的桩基上浮量越大,桩越短上浮量越大。浮桩的原因:(1)桩中心距较小,小于4d;(2)粉土层含有一定量的孔隙水,施工中引起的很大的超孔隙水压力,对桩产生较大的浮托力使其上浮;(3)桩周土强度不高,塑变量较大,容易引起挤土效应,带动桩体上浮。
5 浮桩处理
通常处理浮桩的方法最直接的就是复压,最后再静载检测。由于本工程桩顶都λ于淤泥质土层中,且桩顶距现地表深度约3~4m,桩基无法复压,表层为淤泥土,承载力很低,不能满足桩机施工的要求,特别是基坑边缘的桩,更无法复压。
根据现场地质条件和环境要求,决定对上部土层进行回填分层压实处理,分层厚度不大于50cm,在桩顶附近并铺设·基板,以免破坏桩头,分层压实后,桩机进场,再开挖工程桩进行复压。
6 一点心得
在软土采用挤土桩,一定要注意挤土效应的不利影响,尤其周边有重要的建(构)筑物时,要采取合理的防范措施;桩间距尽可能稍大一些,不应小于4d;施工必须保证合适的施工顺序和施工速度;施工中尽可能跑桩,减少桩基的上浮。