phc桩在粘性土中沉桩上浮问题探讨.doc

PHC桩在粘性土中沉桩上浮问题探讨摘要：驻马店某工程场地地基土均为粘性土，在桩基原体试验中，PHC桩出现上浮，并导致部分PHC桩出现断桩、承载力不足等严重缺陷，造成很大安全隐患，处理起来不但需投入大量资金、人力、物力，而且又会延误工期。通过工程实例，分析出导致PHC桩上浮的原因，并提出有效的预防措施。关键词：PHC桩；粘性土；挤土效应；上浮；断桩1前言根据工程实例，本文对PHC桩上浮的原因进行了较深入的分析，并提出了有效的预防措施，可为今后工程桩基础的施工提供参考。2工程概况驻马店某工程考虑到经济、工期等原因，工程桩拟采用PHC桩，并进行桩基原体试验。为了模拟工程桩群桩施工状况，同时掌握沉桩过程中PHC桩是否存在上浮情况，设计专业提出试桩由5×5=25根PHC桩组成，各试桩成正交布置，桩间距1.75m。PHC桩桩身混凝土强度等级采用C80，桩径500mm，壁厚100mm，桩长30.0m，预估单桩竖向抗压极限承载力为4000kN。施工按照由里向外的施工顺序进行，采用锤击沉桩工艺，桩锤选择D62型，停锤标准采用以桩端设计标高为主、贯入度为辅的控制原则。PHC桩布置图见图1。图1PHC桩布置图根据原体试验报告，本工程场地属冲洪积平原地貌，地下水稳定水位埋深2.0～3.0m，地基土全部由第四系冲洪积成因的粘性土组成。3施工及检测情况经对该工程PHC桩原体试验施工、检测跟踪调查，25根PHC桩全部沉到了设计的深度，进入层⑨粘土的深度为3.0m左右，此时的贯入度在30～110mm之间（多数在60～100mm左右）。平均总锤击数为1321击，最大总击数为P210号桩1710击（由于机械故障，P210号桩施工至－26.0m时被迫停止，6个小时后恢复施工，造成击数偏大），最小总击数为P28号桩1195击。考虑到PHC桩在沉桩过程中的挤土效应，试桩施工过程中对12根具代表性的PHC桩上浮量测量（水准仪观测）；在PHC桩达到休止期后，进行了低应变、高应变、竖向静载及水平静载等检测，具体施工、检测成果数据见表1。表1PHC桩施工及检测成果数据沉桩序号桩号最后1m锤击数总锤击数进入层⑨深度(m)上浮量(mm)单桩极限承载力(kN)备注1P2111721292约3.0142最大加载3960断桩2P2121681222约3.01103P2162311362约3.0993300承载力不足4P2151791430约3.0102桩头破裂5P281501195约3.01096P271511288约3.011216P2191571398约3.01817P2201711443约3.022桩头破碎19P2211501430约3.02220P2171711404约3.03021P2132121564约3.020浅部轻微损伤23P241411337约3.023495025P221541267约3.0/4950最后沉桩从检测数据可以看出，PHC桩普遍存在上浮情况，上浮量为18～142mm之间，具体表现为：中心P211号桩上浮量最大，达142mm，内环PHC桩上浮量稍小，为99～112mm，外环PHC桩上浮量最小，为18～30mm；PHC桩的上浮导致部分PHC桩出现断桩、承载力不足等严重缺陷，造成很大质量安全隐患。4桩体上浮影响因素分析通过对其他工程场地PHC桩施工情况的大量调查，并结合驻马店工程的原体试验结果，着重从该工程场地岩土条件及试验数据入手，对PHC桩上浮的影响因素进行分析。该工程场地岩土条件特点为地下水位埋深浅、地基土全部由粘性土组成（上部为软塑～可塑状态、下部为硬塑～坚硬状态）；试验数据除对桩体上浮量进行分析，并选择具有代表性的P211及P22桩的竖向抗压静载试验Q-s曲线对比，对PHC桩上浮情况进行分析。_0_660_1320_1980_2640_3300_3960_Q(kN)_0.00_10.00_20.00_30.00_40.00_50.0060.0070.0080.00图2P211桩Q-s曲线s(mm)曲线Q-s_0_660_1320_1980_2640_3300_3960_4620_5280_Q(kN)_0.00_4.50_9.00_13.50_18.00_22.50_27.00_31.50_36.00_40.50_图3P22桩Q-s曲线_s(mm)曲线Q-s通过P211及P22桩的Q-s曲线可以看出，P211桩最大加载量较P22桩的最大加载量小得多，说明桩体上浮对单桩承载力存在影响；而P211桩的Q-s曲线本身说明桩体出现断桩（高应变证实从上下两节桩接头处断裂），从曲线上看，上下两节桩脱开近40mm，而P211桩桩顶上浮为142mm，说明下节桩上浮了100mm以上。通过调查其他工程PHC桩使用情况，发现粘性土在地基土中所占比例越高，PHC桩越容易出现上