软弱夹层对预应力管桩承载力影响的研究

2012-10-27童伟伟李彩霞

四川建筑 2012年1期

关键词：探孔持力试桩

童伟伟，李彩霞

(随州职业技术学院，湖北随州441300)

1 工程概况

某工程，框架结构，建筑面积约7100m2，基础采用PTC－500(60)预应力混凝土管桩，管桩混凝土强度等级为C60，设计桩长23m，单桩承载力设计值1000kN，总桩数178根。工程土层情况如表1。

表1 地质概况

2 管桩下沉时的控制措施

最后贯入度控制在5～8击/10 cm(D40柴油锤)。对桩顶已经达到设计标高但锤击数达不到上述要求的，继续超送，超送深度不超过50 cm。超送深度已经达到50 cm而锤击数仍达不到要求的，报设计人员处理。

3 桩基静荷载实验

在桩基施工完成后，进入桩基静载荷试验阶段。根据有关规定本工程静载荷试验采用堆载平台反力装置，按慢速维持荷载法进行试验，单桩竖向极限承载力值取设计值的2倍即2 000 kN。

4 存在软弱夹层的桩基静荷载实验Q－S曲线

选择27#桩进行试压。27#试桩在1400kN的荷载作用下，本级沉降为10.80mm，是前级沉降的3.11倍(未超过5倍)，累计沉降为22.87mm(未超过50mm);在试验荷载1 700kN作用下，累计沉降为32.67mm。当试验荷载加到1 800kN时，沉降急剧加快，桩顶的最大沉降量为92.12mm。随后试验加载停止。卸载后，回弹观测其桩身回弹较小，最大回弹量为12.41mm，回弹率为13.90%，沉降残余量为74.27mm。因其达到试验终止条件而终止试验(图1)。

图1 27#工程桩前期Q－S曲线

5 穿越夹层后桩基静荷载实验Q－S曲线

由于探测点位数量较少，持力层表面起伏较大，且持力层可能含有软夹层，这就使得本工程打桩存在较大的盲目性。因此，桩侧增加测点后探测到27#桩下确有0.5 m厚淤泥质夹层，故采用穿越夹层，将夹层下砾石作为持力层的方法，穿越夹层后Q－S曲线如图2。

图2 27#工程桩穿越夹层后Q－S曲线

6 桩基质量问题分析及判定

在较大的试验荷载作用下产生极大沉降，并达到规范规定的终止试验的条件。如27#桩在1800kN作用下的沉降都属于此种情况。出现此种现象的原因可能有两个。

(1)试桩在试验过程中被压坏。这种现象可通过“基桩低应变动力检测(简称动测)”来判定。经过动测27#桩桩身均完好(为Ⅰ类桩)。

(2)试桩的桩端持力层承载力不够。判定此种情况的方法就是比较入土桩长与地质勘查资料中所反映的持力层埋深的关系，判断桩端有没有进入持力层、进入深度如何、持力层中有没有软弱夹层等情况。但使用此方法的前提条件就是要在试桩边有详细的勘察资料且探孔距离不要太远，否则会影响判断的准确性。

由于本工程的几根试桩离原先的探孔都较远，同时也为了后面的桩基处理需要，决定在本工程场址的不同方位增加布置八个探孔，以便探明各土层的分布情况。补充勘察数据显示:27#桩的桩尖已进入5号砾石层，但砾石层存在软弱夹层，有约1 m厚，桩尖恰好处于软弱夹层中。

7 桩基处理方案

在对以上试桩的质量问题原因查明以后，为了保证工程质量，并顺利进行下一道工序施工，决定对本工程的桩基础进行处理，处理方法如下。

根据补充勘察资料和入土深度判定为桩端未进入5号持力层或进入持力层，但未穿透软夹层的工程桩进行高压注水泥浆处理，采用如下处理方案和施工方法。

对不同区域的类似问题桩进行管内钻300mm直径的钻孔至5号土层1m(有夹层的需钻穿)，提钻后埋入注浆管至孔底，倒入配比为5～20mm卵石70%，中粗砂30%的填料，充填至－15m处，先注水冲洗，直到孔口为清水为止，再注浆固结。压浆泵泵压0.5 MPa。水泥选用普通硅酸盐水泥，水灰比为0.5，每根桩压浆2 000 kg水泥。在施工时要注意保持原桩身垂直度。