浅析抗拔桩承载力不足时的处理方案

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科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N
建筑科学
1 工程基本概况
(1)建筑情况：该工程位于郑州市城区北部，底部为三层裙房商业，上部为三栋塔式公寓的综合性建筑。

商业建筑共计5层，其中地上3层，地下2层；住宅层数为29层。

总建筑面积约13万平方米。

(2)地质情况：设计桩长范围内的土质基本为粉质粘土，根据勘察单位提供的抗浮水位，该建筑商业裙房位置需要进行抗拔桩设计。

抗拔桩的设计参数提供如表1。

(3)设计要求：根据地质勘察报告中的土层参数情况，抗拔桩设计成泥浆护壁钢筋混凝土灌注桩，桩顶标高为-11.250m，桩径500，有效桩长12.5m。

以岩土勘察报告最不利的2-2剖面190孔为例，桩顶以下第7-1层厚0.7m，第9层厚5.3m，第10层厚5.7m，第11层厚0.8m （该最不利孔位没有第8层土质）。

最小抗拔系数分别为0.7、0.5、0.5、0.7。

以桩基规范JGJ94-2008第5.4.5条计算:
N k =T u k /2+G p
Tuk/2=(0.7×0.7×56+0.5×5.3×64+0.5×5.7×72+0.7×0.8×64)×0.5×3.14/2
=343.9k N
Gp=0.25×0.25×3.14×12.5×（25-10）=36.8k N 所以，基桩抗拔力N k =343.9+36.8=380k N 。

根据计算结果，最终将抗拔桩的承载力特征值确定为37t，桩间距横向8.1m，纵向4.05m，桩位局部放大图如图1。

(4)施工情况：施工单位按照设计要求进行了工程桩施工，整个施工过程控制均满足规范要求。

2 问题发现过程
(1)基桩检测：在桩身完整性测试符合
要求的前提下，进行了抗拔承载力检测，发
现抗拔桩的承载力不能满足设计要求，且离散性很大。

结果如表2。

(2)初步分析：就此情况，建设单位召集勘察、设计、施工、检测等相关各方进行自查。

各方自查后均表示，各环节均未发现异常。

3 问题分析研究
经过初步分析，勘察、设计、检测的环节较为简单，且数据来源的依据较为充分，出现问题的概率较小，但施工过程受到现场条件制约因素较多，也是最容易出现问题的环节。

因此，我们调取了施工资料，对其认真对比后我们发现：桩基成桩时间的长短与承载力的大小存在一定的关系。

承载力测试的桩体成桩时间如表3。

通过对比分析，成桩时间短，桩体抗拔承载力高；成桩时间长，桩体抗拔承载力低；成桩时间超过四个小时后，承载力下降明显。

为弄清楚其中的原因，我们经过研究后认为：这与桩体施工工艺有一定的关系。

因为本工程采用的是泥浆护壁钢筋混凝土灌注桩，因为在成孔过程中一直需要进行泥浆护壁，对于桩侧土体有一定的破坏，降低了土体侧摩阻，因为成孔时间越长，对于原土的破坏也较为严重，因此最终导致了承载力的急剧下降。

4 处理方式研究
经过相关各方的共同努力，针对抗拔
桩承载力不足时处理方案的研究，结合项目自身情况，对各种处理方案的评价如下：原位跑桩：即原位压桩，通过挤压桩间土体，增大土体与桩体的侧摩阻，进而提高桩体承载力。

后注浆处理：通过对桩侧泥浆护壁体的破坏，同时通过注浆材料增大土体与桩体的侧摩阻，进而达到提高桩体抗拔承载力的目的。

地锚加固：地锚在支护设计中较为常用，它具有施工快，造价低等诸多优点，但是地基基础相比支护结构对耐久性和稳定性的要求更高，所以地锚加固方案的耐久性问题很难确保。

补桩：因本项目抗拔桩的数量不多，桩间距较大，具有补桩的条件。

5 最终处理结果
根据上述分析、论证，最终建设方迫于工期压力，选择了更为稳妥的后注浆方案，测试成果均满足要求。

6 问题分析验证
通过回顾该事件处理的过程，我们对事故原因分析如下：(1)该工程地质情况为粉质粘土（局部含砂层），在抗拔桩施工过程中，为保证成桩质量，钻孔时采用了泥浆护壁，对桩侧土体损坏严重，因此，检测成果远小于设计要求。

(2)另外，经过仔细分析桩基施工记录发现，打桩时间对桩身承载力的影响很大，成桩时间越短的抗拔承载力越高。

这一点也基本验证了第1条中，泥浆护壁对于桩侧土体破坏程度严重影响了桩身侧摩阻。

(3)在后期补桩过程中，施工单位严格按照成桩时间在两小时以内的要求成桩，虽然没有进行后注浆处理，其承载力检测也满足设计要求，这一结果也验证上述分析的合理性。

7 经验教训总结
根据本工程情况，建议同行在抗拔桩
工程的设计和施工过程中注意：(1)抗拔桩设计时，尽量采用后压浆钻孔灌注桩，虽然成本较钻孔灌注桩有所增加，但是施工质量可以得到很好的保证，承载力也会因为后注浆工艺得到很大提高。

(2)抗拔桩施工时，其成孔时间和混凝土灌注的施工顺序应安排得当，保证施工时间控制在合理范围内。

(3)同时建议有条件情况下，尽量结合项目实际情况进行试桩，通过试桩可以研究设计桩体的施工工艺和承载力的可靠程度，也可以使项目建设在安全的前提下更加经济。

浅析抗拔桩承载力不足时的处理方案
吴亚东
（河南省纺织建筑设计院有限公司郑州 450007）
摘要：本文通过对一个工程实例的介绍，着重探讨了抗拔桩承载力不足时的原因分析及问题处理，同时对抗拔桩设计和施工提出自己的建议。