管桩上浮的原因综述及处理方法简介

范玉柱 刘岩

【摘要】通过对温州、福州等地的管桩上浮案例的分析，对引起上浮的原因进行了总结，同时研究了管桩上浮的规律及其加固措施，最后对几种常用的预防管桩上浮的措施进行了简述。

【关键字】管桩上浮；原因；加固措施

前言

预制管桩是一种工程常用的桩基形式，它具有：质量稳定、桩身强度高、耐锤打、贯穿能力强、单桩承载力高、价格便宜、对不同地质条件和不同沉桩工艺适应性强等一系列优点。预制管桩也存在缺点，即在特定的地质条件下，布桩密集；压桩过程中挤土效应强烈，即使设置应力释放孔后也会造成不少预制管桩因挤土而上浮，致使桩端进入持力层深度达不到设计要求，桩基承载力不能满足承载力设计要求；且因各桩上浮量不同，将会造成不均匀沉降。所以应采取措施处理预制管桩上浮事故，使其满足承载力设计要求。

1工程案例：

1、温州某广场由 A、B、C、D、E五幢21～30层高层，F、G两幢多层及整体相连的二层商用裙房组成，总建筑面积约10万㎡。高层为框剪结构，多层为框架结构，地下室一层，七幢楼房地下室底板连成整体形成地下车库，对沉降要求比较严格，其中高层采用PHC-AB600（130）管桩，持力层为含粉质粘土砂砾层，布桩 710 根；试桩静载荷试验合格，试桩、静载荷试验结束、开始大面积工程桩施工后，打桩过程中发现桩普遍有上浮现象，上浮10～500px的桩达到总桩数的46.5%，最大上浮达380mm。

2、福州市某33层高层，位处沿海地区，原场地为耕地、林地、鱼塘及民房。由1幢27层高层住宅楼、9幢33层高层住宅楼、14幢5层多层住宅楼和相连的3层临街商业楼（裙楼）组成，总用地面积为122426.27㎡，分为A、B标段，总建筑面积363035.12㎡，其中地上建筑面积269338.67㎡，地下建筑面积93696.45㎡。其中3号楼层数33层，高99.9米，结构类型为剪力墙结构，基础为桩基础，承台下桩间距绝大部分为1.75m，属密集桩群。管桩桩径为500mm，在施工过程监测中发现严重上浮现象。在之后的静载荷试验中，前五级沉降值达63mm，超过规范要求。

3、长江沿岸地区某电厂，工程桩为PHC600-130（AB）型管桩，桩长为21～30m，2～3节配桩，监测桩检测超孔隙水压力监测点、深层土体位移监测点，工程进行中发现孔隙水压力明显提高之后，并未等孔隙水压力完全消散便重新开始打桩。工程结束后，经过基坑开挖，发现有50%的工程桩的桩顶存在不同程度的抬升现象，最大抬升达到404mm。采用小应变进行检测发现有20%的桩因桩身抬升而把接桩部位的焊缝拔开，为了验证脱开情况，进行了水下摄像，验证了脱开的事实。

另外，西安、南京、杭州、无锡、深圳等地，都有过类似的管桩严重上浮的案例发生。

2管桩上浮原因：

1、挤土效应。打（压）桩时，产生的挤土效应在对深层压实土挤密的同时。造成了周边桩的桩体上浮、移位和地面隆起等问题，致使管桩出现了桩体上浮现象；

压桩速度较快，应力释放期较短，在群桩沉桩过程中。产生的挤土效应在对深层压实土擠密的同时，造成了周边桩的桩体上浮、移位和地面隆起等问题，致使PHC管桩出现了桩体上浮现象；

2、沉桩速度快。打桩时，桩周土应力状态发生改变，在桩土界面附近产生较大的超孔隙水压力，使桩基承载力具有明显的时间效应；

3、桩的回弹。桩身的卸压回弹是本工程形成“吊脚桩”的另一重要原因。在饱和粘性土中沉桩时，桩侧土体受桩的挤压及向下摩擦作用会产生变形和超孔隙压力水，此时桩侧土体变形包含弹性变形和塑性变形两部分，表现为弹塑性变形。 压桩完成后，超孔隙压力水和土体变形未能充分消散，桩侧土体卸压，在超孔隙水压力作用下，土体的弹性变形部分恢复，恢复过程中桩身被抬起，产生回弹，桩尖脱离持力层。

4、打（压）桩时，桩周土体被扰动和重塑，在施工结束后，土体在自重作用下再固结，对桩产生负摩阻力将导致桩承载力的下降；

5、基坑开挖时，尤其是在上部土层较软时，由于支护不当或施工机械的影响，极易出现偏位。

3加固措施：

对管桩产生的浮桩，目前工程中一般采用以下几种技术措施：

①注浆，对浮桩进行桩底（侧）后注浆；

②补桩，补管桩、钻孔桩或者静压锚杆桩；

③基础处理，对底板进行加厚处理；

④复打或者复压，对浮桩进行复打或复压，复打完毕后，可采用以下做法：对于脱开的桩待复打复位后，在接桩部位下设带托盘的钢筋笼，笼长2m，接口部位上下各1m，钢筋笼吊放好后用C40微膨胀混凝土浇注；

⑤复合地基处理，一般补打散体材料桩等柔性桩；

⑥采取超前引孔。严格按规范要求控制相邻成桩的最小距离大于3.5D（D为管桩直径），对于多桩承台区域，采取超前引孔，以便有效地减少挤土效应。

每一种方法都有一定的适用性，在具体工程中，需在全面考察地层情况及管桩上浮程度的情况下，对各方法进行可行性、经济性比选，选择合适的方法进行加固。

4预防措施：

1、优选桩型及施工方法首先应从设计方面把关，对沿海填土区，特别是新近填土区又经过强夯或碾压处理，应尽量避免采用高密度、大管径的预应力管桩，优先采用其他桩型，如钻孔灌注桩、冲孔灌注桩及筒桩等。对于管桩也应优先采用静压法，以减小施工振动对周围管桩的影响。

2、严格控制成桩数量、成桩顺序。严格控制压桩数量。尽量采用跳打，以发挥桩体的遮帘效应。施工较密集的群桩时，沉桩一般要求先施压场地中央的桩，后施压周边桩；

3、采取超前引孔。严格按规范要求控制相邻成桩的最小距离大于3.5D（D为管桩直径），对于多桩承台区域，采取超前引孔，以便有效地减少挤土效应；

4、监控量测。应做好桩基场地标高打桩前后的量测工作。对于已完成的管桩，应每天监测并记录管桩的桩顶标高直至趋于稳定。

5结语

综上所述，预制砼管桩施工由于其隐蔽性及地下土层的复杂性，在施工中存在很多难以预测的因素。为了避免预制砼管桩在施工中出现上浮现象，需认清上浮的原因，做好相关预防措施，同时要现场施工人员进行良好的配合，出现异常现象及时处理，难于处理的可组织专家论证。