预应力混凝土管桩静载试验异常沉降原因分析
预应力混凝土管桩静载试验异常沉降原因
分析
技经济市场
预应力混凝土管桩静载试验异常沉降原因分析
江传良
(保利南方集团有限公司,广东广州51O405)
摘要: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
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了今后设计和施
工中应注意的问题.
关键词:预应力混凝土管桩:静载:沉降
1工程概况
昆明市某小区14层住宅楼工程(含2层地下室),上部采用
剪力墙结构,下部采用预应力混凝土管桩基础,双桩至十桩承
台,管桩型号为Pc—A一400(95),单桩设计长度l2米,单桩设计
承载力900KN,单桩允许最大承载力为2640KN,管桩
施工
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时采
用”双控”,即控制桩长及压桩力.本栋楼共设计工程桩343棵.
2静载试验异常沉降情况
首先,按照规范中对工程桩的抽检要求,对照地勘
报告
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,共
抽检5棵桩进行动测,确认桩身无损伤后,进行下阶段的静载试
验.
工程桩全面施工完成并满足规范规定的时间间歇后,对5
棵试桩进行竖向静载试验.每两小时加载一次,每次加载
l60KN.当加载236号桩时,发现异常,加载一至八级荷载时,总
沉降量为20.19mm,当加载到九级荷载(16O0KN)时,桩身突然
沉降,单级沉降量达到26.95mm,累计沉降量达到47.14mm,按
照规范,停止加载,以本次加载的上级荷载(即l440KN)作为该
桩的最终压力值.
此时,该桩压桩力迅速下降,为查清楚该桩具体情况,继续
对该桩施加压力,当压力维持在1600KN时,桩身继续沉降,如
此反复数次,压桩力终于稳定,此时桩身共沉降1.05米.
经查施工
记录
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,上述工程桩自施工完成到静载试验间歇时
间为18天,施工过程正常.工程桩压人深度为10米,工程桩最
终压桩力为2350KN.
3原因分析
3.1试验时间
根据《建筑地基基础设计规范》GB5007—2002附录O单桩
竖向静载荷试验要点O_0_4条规定:开始试验时间:预制桩在砂
土人土后7天后;粘性土不得少于15天;对于饱和粘性土不得
少于25天.本工程设计桩端土层为粘性土,工程桩静载间歇时
问为l8天,完全符合规范要求,视为桩端土,桩周土已经充分固
结,在间歇时间上不存在问题.
3I2回填土因素
本区域存在大面积回填土,回填土平均厚度约为2米,且距
项目l3米处修建l1米高挡土墙,工程桩压入后,因挡墙存在止
水作用,地下水透水途径发生改变,桩端空心管桩开始聚集地下
水,部分管桩积水严重.
3.3施工因素
经查阅施工记录,施工单位为方便压人桩身,对压桩点大面
积引孔,引孔直径为350mm(工程桩直径为400mm),引孔深度
一
般在8—10米.
3-3设计因素
通过查阅地勘报告,静载试验异常沉降的工程桩附近的钻
孔地质柱状土的地层局部夹有可塑性粘土薄层,且该薄层为不
均匀透镜体形状,桩端持力层位于该透镜体上方1—1.5米处.共
有16棵桩在此地质剖面上.
4处理意见
通过上面分析,此次事故主要原因为:
4.1挡墙的存在改变了地下水的透水途径,使得桩端积水,
软化了桩端土,降低单桩承载能力;
4-2施工时引孔过深及引孑L孔径过大,使得工程桩桩身摩擦
力减小,上部压力仅能靠桩端土体支撑,一旦桩端土体发生软
化,则单桩承载能力迅速降低;
43桩端持力层下方存在可塑性粘土薄弱层,设计时为减少
桩长,未将桩身有效穿透该区域,导致工程桩静载时,由于桩端
土的遇水软化,桩身迅速穿透透镜体粘土薄弱层,在下方的粘土
层得到支撑,此时,桩身沉降严重.
由此不难看出,该透镜体处所有的桩应该存在同样的问题.
桩身摩擦力较小,主要承载力集中于桩端,又因桩端地下水的存
在,软化了桩端可塑性粘土,使得桩端承载能力大大降低,经向
下压入1米左右穿透该透镜体后,沉降开始稳定,承载力回升.
根据上述分析,对地勘报告中相同位置的其他工程桩进行
静载试验,同样出现承载能力大大下降,沉降大大增加的现象,
印证了上述分析.
基于此,重新对照地勘报告,对该基础设计重新调整,补打
工程桩7棵,解决了上述工程桩承载力不够的问题,同时,鉴于
该区域回填土较深,又存在地下水,为谨慎起见,又对补桩区域
进行地基梁设计,将相邻承台连接起来,以调节该区域的不均匀
沉降,完全解决了上述问题.
5设计和施工中应注意的问题
5.1设计方面
由于土层的复杂性,特别是持力层为粘土层且局部夹有可
塑性粘土薄弱土层的情况下,进行桩长设计时尽量考虑将桩身
穿过该薄弱层,以薄弱层下方的粘土层作为持力层.
设计时还应充分考虑地下水对桩端的软化作用.
5.2施工方面
沉桩时速度不宜过快,尽量增加最终桩端压力,尽量达到桩
长及压桩力的”双控”要求.
引孔直径不宜过大,引孔深度不宜过深,在能够沉桩的情况
下尽量减少引孔深度,以增加桩身摩擦力.
作者简介:江传良(1979一),男,汉族,河南商丘人,土木工程专业工学硕士,主要从事房地产工
程的施工组织与管理工作.
2009年第5期
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