静压预应力管桩载荷试验异常沉降的原因分析及复压处理

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1、静压预应力管桩载荷试验异常沉降的原因分析及复压处理静压预应力管桩载荷试验异常沉降的原因分析及复压处理　摘要：静压预应力管桩施工方法因其有广泛的地质适应性及无噪音、无震动、无污染、速度快、质量容易控制等优点,已越来越多地得到建筑界人士的认同，得到了广泛的应用。但越取越高的单桩设计承载力和不合理的工期，给桩基施工带来了很大的挑战和问题，应引起各方的注意。本文根据工程实例，对一组预应力混凝土管桩竖向静载试验异常沉降进行原因分析，并据此总结了今后设计和施工中应注意的问题。　　　　汕头市某新校区工程为五层建筑面积14500m

2、2，基础采用预应力管桩基础，双桩承台，布桩平面系数为%。Φ400、Φ500的设计单桩竖向承载力极限标准值分别为3100KN、4300KN，而设计终压值只为2500KN、3500KN，约为设计单桩竖向承载力极限标准值的80%。按照管桩公司提供的数据，设计单桩竖向承载力极限标准值接近桩身容许承载力。　　根据地质勘察报告，场地岩土层分布从上到下分别为：　　首先，按照规范中对工程桩的抽检要求，对照地勘报告，工程桩施工完成并满足规范规定的时间间歇后，随机对两根桩进行竖向载荷试验自检。该新校区的1#楼桩基础按设计要求的终压力值

3、进行施工完成隔7天后进行复压抽查发现有些桩桩的承载值达不到设计要求，且出现桩身下沉情况，其中一根Φ500桩加载到六级时沉降突然加大，桩身开始滑行下沉，至沉降量达后压力值才达到设计要求的终压力值为4100KN；另一根径Φ400桩，加载到六级时沉降突然加大，桩身开始滑行下沉，至沉降量达后压力值才上升达到设计要求的终压值为2900KN，沉降量达达到。经查施工记录，以上两根桩自施打完成到竖向静载荷试验间歇时间(以下简称为间歇时间)均为7天，施工过程正常。因此决定对已施工完成的78根桩进行复压检查，结果11根桩出现压力值达不

4、到设计要求，其余67根桩压力值达到设计要求。根据地质资料判断为不下沉的67根桩，桩尖基本能进入中砂层界面或进入该层，选择复压会出现下沉的27#桩和不会下沉的47#桩两根桩进行静压试验，采用静压桩机作为静载荷试验工具，在第七级至第九级又稳定均匀沉降，最终27#桩沉降量为，残余。最终47#桩沉降量为，残余。经两根桩进行静压试验结果合格，复压检查后桩的承载值达到设计要求。　　试验时间　　根据《建筑地基基础设计规范》GB5007-XX附录Q单桩竖向静载荷试验要点条规定：开始试验时间：预制桩在砂土入土后7天后；粘性土不得少于

5、15天；对于饱和粘性土不得少于25天。本工程由于工期十分紧迫，竖向静载荷试验沉降异常的两根桩都在施打完成后7天进行试验的。由于桩侧阻力大部分由饱和粘性土承担，间歇时间太短，桩周土未充分固结，其抗剪强度不能得到充分恢复和发挥，导致桩的承载力达不到要求。　　地质条件相同，桩端持力层未存在粘土薄层、间歇时间为7天、静载荷试验合格的桩的试验曲线图。其Q-s曲线较陡，s-lgt曲线显示在加载到七级之后比前几级有较大的沉降，说明桩周土固结不充分，可以近似地认为桩侧阻力占桩极限承载力标准值的70%。与事故桩的情况相似。　　根据有

6、关文献，桩侧摩阻力主要由粘土层承担的工程桩，如桩的设计极限侧阻力qsik取值较规范表值高出不多，则间歇时间为14天时侧阻力可达qsik的90%以上，最终侧阻力可比规范表值高出40-50%。此次复压处理，沉降量大于20mm的桩从压桩到复压的间歇时间均小于15天；间歇时间大于20天的桩的的复压沉降量均小于10mm，属于正常沉降；间歇时间大于25天的桩的复压时都有不同程度的反弹。说明桩周土的充分固结可以大幅度地提高极限侧阻力。　　经过复压处理、间歇时间为33天、较有代表性的桩的静载荷试验曲线图。其Q-s曲线较平缓，可以说

7、明桩周土固结较充分，按地质考虑桩的承载力还有较大余地。s-lgt曲线在加载到九级之后比前几级有较大的沉降，从曲线分析桩侧摩阻力约占桩极限承载力标准值的90%。此时桩侧阻力比事故桩提高(90%-60%)/60%=50%，间歇时间11天的桩提高/70%=29%。这与文献描述的情况相似。　　部分桩持力层存在薄弱层　　通过查阅工程勘察报告，竖向静载荷试验异常沉降的两根桩及复压中沉降量大于20mm的三根桩附近的钻孔地质柱状土的地层描述“局部夹可塑性粘土，薄层”，计算出Φ500桩桩端在第八层细砂层的极限端阻力Qpk＝qpkAp

8、＝1256KN，而在第八层中的局部夹可塑性粘土薄层时Qpk＝490KN，可见相差悬殊。Qsk=μ∑qsikli＝2462KN，约等于静载荷试验加载到第六级时的压力值4300*＝2580KN，此时桩总极限侧阻力正好发挥完，若继续加载，其荷载增量将全部由桩端阻力承担。根据《地基与基础》：“充分发挥桩端极限承载力所需的桩端沉降量则大得多…这个极限沉降量，一般粘性土