预应力管桩静载曲线异常分析及处理意见

唐建月

（无锡高新工程检测有限公司，江苏 无锡 214400）

1 现场施工情况说明

该项目工程桩施工过程中有12 根工程桩未按要求压至设计标高，距离设计标高有2.0-3.0 米左右，按设计单位及监理单位要求，从该12 根桩中随机抽取2 根桩进行单桩竖向抗压静载试验判定单桩竖向抗压极限承载力是否满足设计要求。

2 竖向抗压静载试验异常沉降情况

静载试验过程中两根试桩加载第5 级（1500KN）时，沉降量突然增加超过上一级的5 倍，按照规范要求已经达到终止加载条件，为了查明异常情况的原因，对该两根试桩继续加载。当沉降量超过100mm 左右时，桩身沉降能保持相对稳定。继续加载第十级（3000KN）桩身沉降又出现突然变大，且无法达到相对稳定。检测结果不能满足设计要求。出现异常沉降S1#桩和S2#桩静载试验数据及试验曲线图见表1、图1。

表1 S1#桩、S2#桩静载试验结果汇总表

图1 S1#桩、S2#桩静载试验曲线

3 竖向抗压静载试验异常情况说明及分析

3.1 沉降异常情况说明

从表1和图1可以看出，S1#桩、S2#桩加载1200KN时累计沉降量分别为9.30mm和5.36mm，加载1500KN 时沉降量突然增加分别达到58.50mm 和54.92mm。本级沉降量分别为分别为49.50mm 和49.56mm，超过前一级的5 倍。继续加载至2700KN时，沉降量分别为90.34mm 和88.34mm，加载3000KN 时沉降量又突然增加分别达到212.23mm 和193.83mm，本级沉降量分别为121.89mm 和104.89mm，均超过了前一级的5 倍。故终止试验。

3.2 沉降异常原因分析

根据场地地质勘察资料，所测桩区域浅部为可塑-硬塑的粉质粘土。静压预应力管桩属挤土桩，在沉桩时使桩周围土体结构受到扰动，改变了土的应力状态，从而产生了挤土效应。在饱和粘性土中沉桩时，由于桩对土的挤压，在粘性土层中产生超孔隙水压力，超孔隙水压力随着土的隆起慢慢消失。若施工顺序不当或者施工速度过快，孔隙水压力和土体变形未充分消散，此时粘性土表现为弹塑性变形，土体卸压恢复过程中随着孔隙水压力消散，土层再固结沉降产生负摩擦力，从而导致桩身被抬起。经分析该两根试桩静载试验数据主要表现为加载1500KN时桩身沉降量第一次突变。

由于选择压桩设备相对较小，不能提供较大的压桩反力。导致桩身未压至设计标高，距离设计标高差2.0-3.0 米左右，从而使得桩身未按照设计要求进入持力层4 米以上。使得桩身承载力不能满足设计要求。经分析该两根试桩静载试验数据主要表现在加载3000KN 时桩身沉降量第二次突变。

4 处理方法和检验

4.1 处理方法

根据静载试验结果，施工单位对所有使用桩标高进行了复测，发现绝大部分桩有上浮现象，为此现场召开了专题会议。分析原因并制定了处理方法：

（1）重新选择合理的压桩设备，保证所有工程桩均压至设计标高。保证按设计要求桩尖进入持力层不小于4.0 米，从而保证桩承载力。

（2）为消除桩身上浮对桩身承载力的影响，对本工程所有工程桩进行复压处理，且复压顺序由场地中心向四周区域对称复压。复压结束后，再次对所有桩标高进行检查，若仍然有桩身上浮现象，再次对上浮桩进行复压处理。

4.2 对处理结果重新检验

（1）对所有工程桩复压15 天后，重新随机选取3 根桩进行竖向抗压静载试验，所测3 根桩最大沉降量为8.89-15.67 mm,残余沉降量为3.45～8.69mm，Q-S 曲线未出现明显陡降，s-lgt 曲线平缓，尾部无明显向下弯曲。故该三根桩单桩竖向抗压极限承载力均满足设计要求。

（2）基坑开挖后，对该项目143 根工程桩全部进行低应变检测，所测桩均为1 类或2 类桩，均可作为工程桩使用。

（3）基坑开挖后随机选取8 根工程桩进行高应变检测，所测8 根桩竖向抗压极限承载力均满足设计要求。

由以上三点检测结果，得出验证该项目工程桩处理后满足设计要求的同时再次验证了该项目静载试验曲线异常的原因为桩身未按设计要求进入设计要求的持力层深度和由于挤土效应导致桩身上浮。

5 预防措施

桩基施工前，认真充分研究工程地质勘察报告。选择合理的压桩设备，当桩身要穿透粉土或粉砂层时，在现场条件允许的情况下尽量选择较大的压桩设备，保证桩身进入指定的持力层。同时在工程桩施工期，进行试桩。试桩检测合格后方能进行工程桩施工。

在软土低级施工较密集的群桩时，沉桩顺序不当，很容易使桩向一侧挤压，导致桩身断裂。对群桩应考虑挤土效应，不同深度的桩基应该先深后浅。同一单体建筑，压桩顺序应为先压场地中央桩，然后向四周区域均匀施压，最好按照梅花形跳承台进行，即纵、横轴线承台两个方向均要隔一个承台才能进行下一个承台施压，同时任何一个承台与相邻的前后左右承台静压时间最少间隔7 天，从而最大限度减少相邻承台之间的相互影响。当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物一侧向另一侧施压，同时保证工程桩施工不会对周围建筑物产生影响。