某桩基无承载力原因分析

某多层车间，设计采用预应力管桩基础，施工时采用锤击施工工艺。桩基施工验收过程中出现了一个奇怪的问题：做了3个桩的静载荷试验，其中一个桩没有承载力。结合项目地质情况对该问题分析如下。

1   基本情况介绍

场地土层分布情况（摘自地质报告），

（1）素填土：褐色，松散状态，稍湿，厚2~5?m。

（2）粉土：褐色，密实状态，湿。经综合分析，该层承载力特征值 f _ak =140?kPa。

（3）细砂：黄褐色，松散状态，稍湿。经综合分析，该层承载力特征值 f _ak =90?kPa。

（4）粉质粘土：褐色～灰黑色，软塑～ 可塑状态。经综合分析，该层承载力特征值 f _ak =120?kPa。

（5）残积土：黄褐色～暗褐色，原岩结构完全破坏，风化呈土状，矿物成分无法辨认。经综合分析，该层承载力特征值 f _ak =240?kPa。

（6）强风化大理岩：无溶蚀发育现象，灰绿～青绿色，块状构造，岩芯以碎块状为主,局部呈短柱状，岩体节理裂隙发育。岩石坚硬程度为极软岩，岩石完整程度为极破碎, 岩体基本质量等级为Ⅴ。经综合分析，该层承载力特征值 f _ak =400?kPa。

典型地质剖面如图1所示。

图1??地质剖面示意

桩的设计要求：设计采用400的PHC管桩，壁厚95?mm，桩端位于第6层强风化大理岩，设计桩长约为9?m左右，桩顶设计标高为绝对高程6.100 ，设计单桩承载力特征值1?050?kN。

2   问题分析

桩基没有承载力常见原因如下。

（1）打桩过程中出现挤土效应引起的上浮。本项目为多桩承台，每承台下只有2~3根桩，因此，此原因可以排除。

（2）打桩过程中出现断桩。监理证实没有此种现象。

（3）其他原因。排除第（1）和第（2）的可能性，分析得出产生静载无承载力的 原因。

没有承载力的桩实际沉桩有效桩长较短，约5?m，其桩身周围土层以填土为主。设计要求桩基施工前对填土进行强夯再沉桩。但建设单位未进行强夯，只对土层简单碾压。

根据牛顿第三定律作用力大小相等，方向相反的原理，桩基施工时，在锤击力作用下，因周围土层提供的摩阻力极小，因此，桩端很快就进入风化岩层，绝大部分锤击力直接传给桩端岩石层，反过来，桩端岩石层对桩身会有一个大小相等、方向相反的反 弹力。

因周围土层的摩阻力极小，这个反弹力就会造成桩身上涌和桩端脱离岩石层而悬空。静载试验时分八级逐步加载，而不是从零开始逐步加载。单桩设计特征值1?150?kN对应的加载极限值应为2?300?kN。第一级加载值为288?kN，当桩周边可提供的摩阻力小于288?kN时，自然就不会出现承载力值。设计估算400直径5?m长的桩周松散土层可提供的摩阻力约为125?kN。

3   小结

综上所述，设计提出解决此问题的方法是当满足规范规定的收锤标准后采用逐步减小锤击力的办法来收锤，让上涌的桩身再重新打回去。经后续沉桩验收试验验证，此项措施有效。