淺談靜力壓樁中基樁上浮的預(yù)防和處理

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　萬丈高樓拔地起，基礎(chǔ)安全是根本。對于一座高樓的建設(shè)，其結(jié)構(gòu)安全在很大程度上是取決于基礎(chǔ)的，而基礎(chǔ)設(shè)計則是依據(jù)地質(zhì)勘察參數(shù)，按設(shè)計規(guī)范進(jìn)行設(shè)計的，一般來講是不會有什么問題。而極易會出現(xiàn)問題的則是基礎(chǔ)的施工，預(yù)制砼壓樁分為兩大類，一類為預(yù)制砼實心樁，另一類為預(yù)制砼管樁。所采用壓樁機(jī)械為靜力壓樁機(jī)，容易產(chǎn)生的問題為單樁極限承載力不夠及沉降量過大。究其原因做以下分析。

　　一、產(chǎn)生單樁極限承載力不夠及沉降量過大的原因

　　預(yù)制砼靜壓樁的承載力有兩部分組成，第一個為樁側(cè)土層間形成的摩擦力稱為樁側(cè)摩力。第二個為樁頭座臥在持力層形成的端承力，概括來講也就是我們所講的摩擦端承樁，樁側(cè)摩力主要與土質(zhì)的含水率有關(guān)，在地下水位沒有過大變化時，其側(cè)摩系數(shù)基本上為不變值也就是說樁側(cè)摩力基本上為定數(shù)，而樁端承力則與樁頭是否按要求進(jìn)入持力層有關(guān)，當(dāng)樁頭沒有直接有效地進(jìn)入持力層而是上浮在持力層以上某個高度空間中，無法實現(xiàn)樁頭端承力，則單樁承載力必將下降，當(dāng)基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)荷載增大到一數(shù)值且大于樁側(cè)摩阻力時，樁體將會產(chǎn)生較大的沉降，其沉降量決定于樁頭的上浮空間，這樣必將給結(jié)構(gòu)安全帶來很大的危害，若沉降不均勻，極有可能造成在建筑樓房坍塌。

　　2009年6月凌晨5：30分，上海市閔行區(qū)蓮花南路羅陽路口一幢十三層框架結(jié)構(gòu)即將竣工的住宅樓倒塌，全國媒體先后詳細(xì)報道，闡述倒塌原因為，樓房此面堆土過高，樓房南面有地下車庫，受樓北面土堆側(cè)壓力導(dǎo)致樓房向南傾倒，這種說法從結(jié)構(gòu)力學(xué)角度上說是有一點道理的，但僅憑樓房北側(cè)那一堆土的側(cè)壓力，很難造成十三層框架結(jié)構(gòu)住宅樓的整體倒塌，其真正的倒塌原因則為該樓基礎(chǔ)產(chǎn)生南大北小的不均勻沉降致使該樓整體倒塌。為什么會產(chǎn)生南大北小的不均勻沉降呢·分析原因為：一是該樓設(shè)計為預(yù)制砼靜壓管樁，在壓樁過程中由于沒有認(rèn)真控制好樁頂標(biāo)高，致使預(yù)制砼管樁樁頭沒有有效地進(jìn)入持力層，而是上浮在持力層以上某個高度，給日后樁身沉降埋下隱患。二是該樓南側(cè)地下水位發(fā)生變化，致使南側(cè)預(yù)制砼管樁周圍土質(zhì)含水率增大，樁側(cè)摩力減小。三是該樓即將竣工，結(jié)構(gòu)荷載已趨近最大值且已大于減小后的樁側(cè)摩力，瞬間預(yù)制砼管樁發(fā)生較大量的南大北小不均勻沉降，最終導(dǎo)致十三層框架結(jié)構(gòu)住宅樓向南面整體倒塌。

　　綜合以上論述，預(yù)制砼靜壓樁上浮致使樁頭沒有座臥到持力層之間，問題一定要引起高度重視。

　　二、產(chǎn)生樁體上浮的原因

　　1.靜力壓樁，本身是一種擠密型樁，當(dāng)樁體壓入地層后，占據(jù)了地層內(nèi)樁體相同體積的空間，樁體本身強(qiáng)度大，不可能產(chǎn)生壓縮變形。只有對樁體周邊土層產(chǎn)生擠密，此時若地層為飽和軟弱土層，它含水量大，壓縮性小，在樁體的外界強(qiáng)力作用下，只有土體向各個方向擠壓移動，而土體本身壓縮性小，移動受到空間限制，故只有樁體上浮一條出路。

　　2.施工順序不當(dāng)。當(dāng)現(xiàn)場施工順序不當(dāng)，由周圍向中間施工時，施工到中間部位樁時，對于地層條件較好的土體，要么樁壓不進(jìn)去，需采取引孔壓樁，要么壓樁引起樁體上浮，造成該樁承載力下降，給工程結(jié)構(gòu)安全帶來隱患。

　　三、預(yù)防樁體上浮的措施

　　1.對于地層原因造成的樁體上浮，可采用下列方法預(yù)防：（1）采用開口型樁尖，盡量減少積壓。（2）采用預(yù)鉆孔埋樁，減少擠壓強(qiáng)度。（3）采用沙井或塑料插板，改善地層排水條件，降低地層含水量，增強(qiáng)其強(qiáng)度，提高其壓縮性。（4）限制壓樁速度和強(qiáng)度，使地層擠壓變形強(qiáng)度放慢，給其一個恢復(fù)的過程。

　　2.調(diào)整打樁順序，嚴(yán)格按照先深后淺、先大后小、先中間后周邊的順序施工。對于一邊有建筑物的場地，應(yīng)由建筑物附近向遠(yuǎn)離建筑物方向施工

　　3.采用樁頂標(biāo)高和壓樁終止壓力雙控制，以確保樁頭能有效進(jìn)入持力層及確保單樁承載力。

　　4.劃分壓樁區(qū)域，復(fù)核已壓樁頂標(biāo)高，產(chǎn)生上浮進(jìn)行復(fù)壓至設(shè)計樁頂標(biāo)高。

　　四、樁體上浮的處理

　　1.對于在具有樁體上浮的場地施工時，應(yīng)對沉樁后的樁頂標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)測做好標(biāo)記。

　　2.當(dāng)發(fā)現(xiàn)樁體上浮時，必須認(rèn)真做好記錄，進(jìn)行有效備案。

　　3.針對上浮樁體采用復(fù)壓，消除其上浮，以確保單樁承載力。

　　4.經(jīng)復(fù)壓無法消除上浮的樁體，以書面形式上報設(shè)計院，申請樁體補(bǔ)強(qiáng)方案。

　　五、對于單樁極限承載力測定，應(yīng)做靜荷載試驗，并同時應(yīng)做大小應(yīng)變的試驗，以確?；A(chǔ)樁基的承載力，從根本上保證建筑結(jié)構(gòu)的安全。