PHC管樁在高水位粉質(zhì)粘土地基中的應(yīng)用

（邯鄲國際陸港有限公司，河北邯鄲 056001）

0.引言

PHC管樁具有施工速度快、現(xiàn)場無濕作業(yè)、樁身質(zhì)量有保證等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高層住宅的基礎(chǔ)工程中[1]。PHC管樁沉樁終壓值能在一定程度上定性判斷單樁承載力情況，設(shè)計(jì)單位一般采用以控制沉樁終壓值為主、樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為輔的沉樁控制標(biāo)準(zhǔn)。然而在高水位粉質(zhì)粘土地基中，PHC管樁易出現(xiàn)已達(dá)到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，而沉樁終壓值卻低于設(shè)計(jì)承載力的現(xiàn)象。本文以某高層住宅PHC管樁基礎(chǔ)施工為例，結(jié)合沉樁終壓值和單樁承載力試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)分析，簡要探究PHC管樁在高水位粉質(zhì)粘土地基中靜壓施工時(shí)，如何把控沉樁終壓值和樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高這兩種沉樁控制標(biāo)準(zhǔn)，從而確保樁基施工順利進(jìn)行[2]。

1.工程概況

該工程共5棟18層高層住宅，剪力墻結(jié)構(gòu)，其基礎(chǔ)工程樁均采用PHC管樁，有效樁長18m，空樁長度6m。每棟樓布置了3根試樁，試樁兼做工程樁。PHC管樁采用靜壓法施工，樁底不設(shè)樁尖。在3#樓管樁靜壓施工過程中，出現(xiàn)了已靜壓到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，但沉樁終壓值低于設(shè)計(jì)要求的情況。

1.1 地層結(jié)構(gòu)

本場地主要為第四紀(jì)沖洪積物及第三紀(jì)冰水沉積物，穩(wěn)定水位埋深為2.10m～2.30m。3#樓共布置了6個(gè)勘探點(diǎn)，勘探點(diǎn)布置及勘探深度見圖1。

圖1 3#樓勘探點(diǎn)布置圖

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，結(jié)合基坑開挖揭露的地層狀況，3#樓位置的地層結(jié)構(gòu)自上而下表現(xiàn)為：（1）粉土層。層厚4.60m～5.50m，壓縮模量Es0.1-0.2=6.33MPa，樁側(cè)阻力特征值qsk=20kPa。（2）粉質(zhì)粘土層。夾粉土，層厚4.80m～6.00m，Es0.1-0.2=4.99MPa，qsk=25kPa。（3）粉質(zhì)粘土層。局部夾粉砂薄層，層厚6.40m～7.40m，Es0.1-0.2=5.84MPa，qsk=35kPa，樁端阻力特征值qpk=400kPa。（4）粉質(zhì)粘土層。局部夾粉砂薄層，部分鉆孔未揭穿，層厚2.00m ～ 9.50m，Es0.1-0.2=7.11MPa，qsk=40kPa，qpk=600kPa。（5）粉質(zhì)粘土層。局部含少量礫石，夾粘土薄層，本層土分布全場區(qū)，部分鉆孔未揭穿，層厚2.80m～11.70m，Es0.1-0.2=5.59MPa，qsk=45kPa，qpk=700kPa。（6）粉質(zhì)粘土層。硬塑—堅(jiān)硬，夾粘土，見半膠結(jié)薄層，未揭穿，最大揭露層厚13.20m。

分析地層結(jié)構(gòu)土層性質(zhì)可知：3#樓樓座區(qū)域工程地質(zhì)條件整體良好，且樁身基本都處于可塑～硬塑的粉質(zhì)粘土層中。

1.2 PHC管樁基礎(chǔ)方案

勘察單位給出的PHC管樁設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表1 PHC管樁設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)單位根據(jù)勘察報(bào)告提供的管樁參數(shù)采用PHC500 AB 125-18，電梯基坑處樁長增加2m；要求樁端進(jìn)入第④持力層不少于1m，單樁承載力特征值1900kN。其中3#樓共布置111根工程樁（包含3根試樁），3根試樁在樓座位置均勻分布，樁號分別為76號、81號和86號，試樁施工至現(xiàn)場自然地面，3#樁基平面布置情況見圖2所示。

圖2 樁基平面布置圖

2.壓樁施工及沉樁終壓值

3#樓樁基施工時(shí)，先對3根試樁進(jìn)行了靜壓施工。3根試樁在靜壓到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，樁身沉降穩(wěn)定，并按施工規(guī)范要求進(jìn)行了復(fù)壓，沉樁終壓值均為4264kN，滿足設(shè)計(jì)要求。為減小樁間擠土效應(yīng)，工程樁采取了逐排靜壓的方式進(jìn)行施工[3]。工程樁自樓座西南角向東，按S型向北逐排進(jìn)行靜壓施工。在施工過程中，樓座內(nèi)南側(cè)的工程樁終壓值均滿足設(shè)計(jì)要求，但東北側(cè)的工程樁出現(xiàn)了終壓值不夠的情況。

3#樓PHC管樁靜壓施工完成后，對其沉樁終壓值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：111根工程樁中，沉樁終壓值不滿足設(shè)計(jì)要求的共57根樁，沉樁終壓值在2133kN～3660kN；其余54根樁沉樁終壓值均大于3900kN，滿足設(shè)計(jì)要求。

3.單樁承載力試驗(yàn)結(jié)果與分析

3#樓樁基靜壓施工完成15d后，先對76號樁、81號樁和86號樁3根試樁分別進(jìn)行了單樁承載力試驗(yàn)[3]。通過分析3根試樁的Q-S曲線和S-lgt曲線可知：承載力試驗(yàn)最大加載到4300kN，最大位移在15.24mm～15.83mm，沉降值均小于40mm；且加載過程中未出現(xiàn)位移突變情況。結(jié)果表明3根試樁的單樁承載力均滿足設(shè)計(jì)承載力要求。

在終壓值不滿足設(shè)計(jì)要求的57根工程樁中，抽取了3根沉樁終壓值最小的工程樁，進(jìn)行了單樁承載力試驗(yàn)，樁號分別為16號、19號和21號，對應(yīng)的沉樁終壓值分別為：2133kN、2890kN和3100kN。通過分析3根樁的Q-S曲線和S-lgt曲線可知：3根樁承載力試驗(yàn)時(shí)最大加載量均為4300kN，加載過程中樁身位移無突變現(xiàn)象；16號樁的最大位移量為15.24mm，19號樁的最大位移量為16.30mm，21號樁的最大位移量為11.04mm；3根樁的最大位移量均小于40mm，且與3根試樁的最大位移量很接近。

綜合上述6根樁的沉樁終壓值和單樁承載力試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析：3根試樁的沉樁終壓值均為4264kN，承載力試驗(yàn)表明其單樁承載力滿足設(shè)計(jì)要求；從而驗(yàn)證了沉樁終壓值可在一定程度上定性判斷單樁承載力是否滿足設(shè)計(jì)承載力要求。針對3根沉樁終壓值最小的樁，就單樁承載力與沉樁終壓值的比值來看，16號樁為2.016，19號樁為1.488，21號樁為1.387，可見PHC管樁的承載強(qiáng)度在后期有了大幅增長。由于PHC管樁在靜壓施工過程中，克服的是樁壁與土體間的動摩擦，待靜壓結(jié)束后，管樁側(cè)壁與土體間靜摩擦以及管樁之間綜合作用，會使管樁承載強(qiáng)度有所增長。

4.結(jié)論

本文結(jié)合PHC管樁在高水位粉質(zhì)粘土地基中靜壓施工實(shí)例，并對6根工程樁進(jìn)行了單樁承載力試驗(yàn)，結(jié)果表明：（1）驗(yàn)證了沉樁終壓值能在一定程度上定性判斷單樁承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求。（2）高水位粉質(zhì)粘土地基中，PHC管樁承載強(qiáng)度在后期會有較大幅度增長。（3）建議PHC管樁施工時(shí)，沉樁控制標(biāo)準(zhǔn)可以控制樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為主、沉樁終壓值為輔；如出現(xiàn)沉樁終壓值不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可先統(tǒng)一靜壓至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，后期根據(jù)單樁承載力試驗(yàn)結(jié)果，再決定是否需要補(bǔ)樁。