浅议静压桩施工技术

王文喜　姚文清

摘要：预应力管桩由于其具有施工工期短、单位承载力及造价较低等优点，在许多地区得到了迅猛发展及推广应用。文章介绍了静压法沉桩机理及适用范围，并重点探讨了静压法施工技术，以便为静压法的广泛应用提供技术上的参考。

关键词：预应力管；静压桩施工；静压法沉桩机理；终压力

中图分类号：TU753文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）06-0193-02

静压预制管桩施工是通过机械液压操作，采用全液压夹持桩身向下施加压力沉桩，自动化程度高，行走方便，运转灵活，桩位定点精确，能避免打碎桩头，可提高桩基的施工质量。静压预制管桩以其无振动、无噪声、无污染、施工速度快、单位承载力高等特点而逐步成为某些地区基础施工的主力桩型。本文试通过实践，对静压预制管桩施工技术进行探讨。

一、静压法沉桩机理及适用范围

静压预制桩主要应用于软土地基。在沉桩过程中，桩尖直接使土体产生冲切破坏，伴随或先发生沿桩身土体的直接剪切破坏。孔隙水受此冲剪挤压作用形成不均匀水头，产生超孔隙水压力，扰动了土体结构，使桩周约一倍桩径的一部分土体抗剪强度降低，发生严重软化（粘性土）或稠化（粉土、砂土），出现土重塑现象，从而可容易地连续将静压桩送入很深的地基土层中。压桩过程中如发生停顿，一部分孔隙水压力会消失，桩周土会发生径向固结现象，使土体密实度增加，桩周的侧壁摩阻力也增长，尤其是扰动重塑的桩端土体强度得到恢复，致使桩端阻力增长较大，停顿时间越长扰动土体强度恢复增长越多。因此，静压沉桩不宜中途停顿，必须接桩停留时，宜考虑浅层接桩，还应尽量避开在好土层深度处停留接桩。静压桩是挤土桩，压入过程中会导致桩周围土的密度增加，其挤土效应取决于桩截面的几何形状、桩间距以及土层的性能。

静力压桩法适用上覆土层为素填土、粘土、粉质粘土、粉土、粉细砂，下卧桩端持力层可为卵石、砾石或基岩，当上覆土层有建筑垃圾、旧基础时，必须先清理干净，才能采用静压桩法。静力压桩穿透中粗砂能力较差，当需贯穿有一定厚度的砂性土中间夹层时，必须根据砂性土层的厚度、密实度、上下土层的力学指标和设计及设备综合考虑。大量工程实践表明，对于粘性土和非粘性土，静压桩在施工过程中的桩端阻力变化规律以及后期承载力变化情况不尽相同。

二、静压桩的施工方法

（一）施工程序

液压管桩的施工程序为：测量定位-桩机就位-复核桩位-吊桩插桩-桩身对中调直-静压沉桩-接桩-再静压沉桩-送桩-终止压桩-桩质量检验-切割桩头-填充管桩内的细石混凝土。

（二）施工要点

1．静力压桩单桩竖向承载力，可通过桩的终止压力值大致判断，但因土质的不同而异。桩的终止压力不等于单桩的极限承载力，要通过静载对比试验来确定一个系数，然后再利用系数和终止压力，求出单桩竖向承载力的标准值K，即K＝ks。如判断的终止压力值不能满足设计要求，应立即采取送压加深处理或补桩，以保证桩基的施工质量。压桩应控制好终止条件。湛江海运集团综合住宅楼桩基工程，压桩到设计桩长时，压力表的压力达到单桩承载力2.7倍时，即可停止压桩，否则应增加桩长，并会同设计单位另行处理。

2．压桩应连续进行，采用硫磺胶泥接桩间歇不宜过长（正常气温下为10～18min）接桩面应保持干净，浇注时间不应超过2min；上下校中心线应对齐，偏差不大于10mm；节点矢高不得大于1%桩长。

3．垂直度控制，调校桩的垂直度是沉桩质量的关键，须高度重视。插桩在一般情况下人土30～50㎝为宜，然后进行调校。桩机驾驶人员在施工长的组织、指挥下，掌握好双方角度尺两个方向上都归零点，使桩机纵横方向保持水平，调校垂直在规范允许值以内才能沉桩。在沉桩过程中施工员随时观察桩的进尺变化，如遇地质层有障碍物、桩杆偏移时，应分一二个行程逐渐调直。

（三）沉桩线路的选定

预应力桩基施工时随着人桩段数的增多，各层地质构造土体密度随之增高。土体与桩身表面间的摩擦阻力也相应增大，压桩所需的压入力也在增大。为使压桩中各桩的压力阻力基本接近，入桩线路应选择单向行进，不能从两侧往中间进行（即所谓打关门桩），这样地基土在人桩挤密过程中，土体可自由向外扩张，即可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的挤压而造成部分桩身倾斜，保证了群桩的工作基本均匀并符合设计值。湛江海运集团综合住宅楼工程毗邻居民集聚地，东、北、西三面房屋较近，沉桩线路应为桩中心离建筑物近处开压，企图将各土层自北向南排挤（南面临街无建筑物），尽可能地降低挤土效应影响。

（四）管桩与承台的连接方式

上述工程管桩与承台采用刚接。管桩的桩头均采用专用工具锯断，断口平齐，故不能利用桩身内的钢筋伸入承台作为连接的钢筋。在桩头的桩管内填充4200mm高的C30细石混凝土，并在混凝土中均分插入6ф14钢筋与承台连接。

（五）压桩施工注意事项

1．压桩施工前应对现场的土场地值情况了解清楚，做到心中有数；同时应做好设备的检查工作，保证使用可靠。

2．压桩过程中，应随时注意使桩保持轴心受压，若有偏移，要及时调整。

3．接桩时应保证上、下节桩的轴线一致，并尽可能地缩短接桩时间。

4．量测压力等仪表应注意保养、及时检修和定期标定，以减少量测误差。

5．压桩机行驶道路的地基应有足够的承载力，必要时需作处理。

三、出现问题与事故处理

（一）桩身断裂

桩在沉入过程中，桩身突然倾钭错位，当桩尖处土质条件没有特殊变化，而贯入度逐渐增加或突然增大，桩身出现回弹现象，即可能桩身断裂。主要原因：桩身在施工中出现较大弯曲，在集中荷载作用下，桩身不能承受抗弯度；桩身在压应力大于混凝土抗压强度时，混凝土发生破碎；制作桩的水泥标号不符合要求，砂、石中含泥量大，石子中有大量碎屑，使桩身局部强度不够，施工时在该处断裂；桩在堆放、起吊、运输过程中，也会产生裂纹或断裂。预防措施：施工前，应清除地下障碍物。每节桩的细长比不宜过大，一般不超过30；在初沉桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正。桩打入一定深度发生严重倾斜时，不宜采用移动桩架来纠正。接桩时，要保证上下两节桩在同一轴线上；桩在堆放、起吊、运输过程中，应严格按照有关规定或操作规程执行；普通预制桩经蒸压达到要求强度后，宜在自然条件下再养护一个半月，以提高桩的后期强度。治理方法：当施工中出现断裂桩，应会同设计人员共同研究处理办法。根据工程地质条件、上部荷载及所处的结构部位，可以采取补桩的方法。

（二）沉桩达不到设计要求

桩设计时是以最终贯入度和最终标高作为施工的最终控制。一般情况下，以一种控制标准为主，与另一种控制标准为参考，有时沉桩达不到设计的最终控制要求。主要原因：勘探点不够或勘探资料粗略，勘探工作以点带面。致使设计考虑持力层或选择桩尖标高有误，有时因为设计要求过严，超过施工机械能力或桩身砼强度；桩机及配重太小或太大，使桩沉不到或沉过设计要求的控制标高；桩身打断致使桩不能继续打入。预防措施：探明工程地质情况，必要时应作补勘，正确选择持力层或标高；防止桩身断裂，打桩时注意桩身变化情况。

（三）桩顶位移

沉桩过程中，相邻的桩产生横向位移或桩上升现象。主要原因：桩数较多，土层饱和密实、桩间距较小。在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩一起被涌起。在软土地施工时，由于沉桩引起的空隙压力把相邻的桩推向一侧或涌起；桩位放线不准；偏差过大；施工中桩位标志丢失或挤压偏离，施工人员随意定位；桩位标志与墙、柱轴线标志混淆搞错等，造成桩位错位较大；选择的行车路线不合理；土方开挖方法及顺序不正确。预防措施：沉桩期间不得同时开挖基坑，需待沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖，一般宜两周左右；基坑开挖注意有一定排水措施，留置边坡。基坑边不得堆放土方，基坑较深应分层开挖；认真按设计图纸放好桩位，设置明显标志，并做好复查工作，选择合理桩机行车路线。

（四）桩身倾斜

桩身垂直偏差过大。原因分析：场地不平、有较大坡度。桩机本身倾斜，则桩在沉入过程中会产生倾斜；稳桩时桩不垂直，送桩器、桩帽及桩不在同一条直线上。预防措施：场地要平整，如场地不平，施工时应在打桩机行走路线加垫木等物，使打桩机底盘保持水平。

（五）接桩处开裂

接桩处出现开裂现象。原因分析：采用焊接连接时，连接处表面未清理干净，桩端不平整，焊接质量不好，焊缝不连续、不饱满、焊肉中夹有焊渣等杂物，焊接好停顿时间较短，焊缝遇地下水出现脆裂；两节桩不在同一条直线上，接桩处产生曲折，压桩过程中接桩处局部产生集中应力而破坏连接。预防措施：接桩前，保证连接部件清洁，接桩时，两节桩应在同一轴线上，焊接预埋件应平整服贴。

四、结语

静压桩具有无震动、无噪音、成本低、无泥浆和保护环境等优点，特别适合于稠密市区的施工．静力压桩受力明确，压桩的同时可准确记录压桩力和桩的入土深度，每根桩都类似于做了一次快速载荷试验，是值得采用的一种较好的施工工艺。

参考文献

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[2]赵俭斌，等．辽沈地区静压管桩终压力与单桩极限承载力的关系研究[J]．沈阳建筑大学学报（自然科学版），2005，（4）．

[3]史佩栋．实用桩基工程手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1999．

[4]顾菲，王大伟．静压桩工程的质量控制[J]．科技创新导报，2008，（26）．

作者简介：王文喜（1981－），男，辽宁抚顺人，沈阳铁道勘察设计院有限公司助理工程师，硕士；姚文清（1981－），女，山西太谷人，辽宁省物测勘查院助理工程师，硕士。