静压桩施工技术在地基工程应用中存在问题及对策探析

高 伟

(江苏长江机械化基础工程公司，江苏 南京 210046)

随着压桩机械的发展和环保意识的增强，静压桩施工已成为桩基础应用最广泛的施工方法之一。静压桩施工是通过静力压桩机以压桩机自重及桩架上的配重作反力将预制桩压入土中的一种沉桩工艺。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。因此，场地的工程的地质情况对施工成桩影响较大，针对场地的工程地质条件，应采取相应的措施。 笔者对某建筑工程项目静压桩施工中遇到的问题进行了分析总结，提出了相应的处理措施，供同行参考。

1 工程概况

某商住楼工程，采用筏板基础，桩基采用HKFZ-AB450(250)预应力空心方桩，静压法施工，施工中采取桩长控制为主，压桩力控制为辅，设计要求最大压桩力为5 700 KN。设计644根(实际施工718根)，施工设备为两台最大压桩力900 t的静压桩机。场地工程地质条件较复杂，按照地质情况分为3个区，Ⅰ区桩长为24 m(桩底标高-26.65 m)，单桩承载力特征值2 400 KN，Ⅱ区桩长为27 m(桩底标高-29.65 m)，单桩承载力特征值2 420 KN，Ⅲ区桩长为36 m(桩底标高-38.65 m)，单桩承载力特征值2 850 KN，工程地质情况详细见表1。

表1 场地岩土体性质简表

2 施工过程中常见技术问题

2.1 欠送桩问题

一般静压桩施工中都存在的欠送(桩送不到位)情况，但是本工程欠送桩相对较多，具体见统计见表2。从表2可以看出：整个工程欠送桩占总桩数的30.2%，比例太高，一般工程比较罕见。其中欠送2m以上不到位就占桩数的41%，比例也比较高。根据工勘报告和施工的桩底标高对照，这部分欠送桩桩底主要处在⑧1、⑧2砂层中，主要原因是⑧1和⑧2土层分别是粉砂夹粉土和粉砂，土层较深，锥尖阻力达到9.0～15 MPa，所采用的空心方桩很难穿过所致(见表1)。

表2 送桩不到位情况统计表

注：本表中的数据为采取引孔措施前的统计数据。

2.2 桩头破裂的分析

在施工中出现桩头破裂的情况也比较多，详细情况见表3。

表3 桩头破裂统计表

2.3 桩身断裂分析

可能受压桩力较大的影响，施工中桩身断裂也比较多，桩身断裂数达到22根，占到施工桩数的3.1%，比例偏高，具体见表4。

表4 桩身断裂统计表

3 技术问题原因排查及临时处理程序分析

3.1 欠送问题

为了寻求解决方案和本着经济的原则，从以下几个方面考虑了处理措施：

(1)增加配重：原配重(含桩机自重)是按照建筑桩基技术规范(JGJ-94-2008)7.5.4的要求进行的配重 5 700 KN/0.9=6 300 KN,考虑配重对压桩的影响也比较大，后将配重增加到7 000 KN进行施压，压桩效果没有改善。

(2)桩端焊接钢桩尖：桩送不到位的主要是⑧层的阻挡，试着用钢桩尖效果如何。采用了图集中的C型钢桩尖进行压桩测试，试了25根桩后，未见明显效果。

(3)进行静载检测：既然压桩力这么大，何不进行桩基承载力的测试，如果检测承载力符合设计要求，就可以更改设计。检测了其中的Ⅲ区的一根桩进行了静载试验，静载检测结果极限承载力只有5 400 KN，达不到设计要求的5 700 KN。

3.2 桩头破裂问题

为了寻找原因我们从以下几方面进行检查排除分析：

(1)桩头外观尺寸检查：图集苏G/T17-2012要求桩端边长误差为+4 mm，-2 mm。为此进场后与监理方作了100%检查，检查后尺寸基本满足图集要求。

(2)桩头混凝土密实度和箍筋的检查：从现场抽取了部分未能压入土的废弃的桩进行检查，检查方法是将桩帽进行割除，检查混凝土的密实度并进行回弹试验和将桩头破碎进行箍筋的检查，也未发现存在问题。

(3)送桩器的问题：现场有两个送桩器，1#机使用的是新采购的，垂直度较好，接触面较平整；2#机用的是旧的，垂直度差一些，接触面也粗糙一些。经过统计1#压爆桩头的桩数占其施工桩数的4.1%，2#压爆桩头的桩数占其施工桩数的5.2% ，平均为4.6%，从数据看可能与送桩器有一定的关系。

3.3 桩身断裂问题

(1)操作的原因：现场施工有两台施工机械，操作手都是熟练工，但是还是进行了统计。其中1#机施工的断桩为10根，占其施工桩数的2.6%，2#机施工的断桩为12根，占其施工桩数的3.6% ，平均为3.1%，从数据看可能有一定的关系。

(2)起吊的原因：是否为起吊位置不正确，造成桩身有损呢?司索工都是经过培训的熟练工，经过我们现场的检查，起吊位置没有问题，原因可以排除。

(3)桩身抗弯性能的原因：按照规范要求抽取了9 m、11 m、12 m、13 m、14 m进行抗弯检测。检测后抗裂弯矩、极限弯矩全部合格，抗弯检测合格后进行了破坏性检测，检测端板外径、内径、厚度、预应力钢棒及箍筋等尺寸也全部符合规范要求。

(4)桩身质量的问题：由于桩身断裂数较多，有人对桩身质量强度提出质疑，为此请检测单位进行了桩身取芯检测，随机抽检了3节桩，在每接桩取了3处芯，检测后桩身强度也全部达到规范要求，桩身质量没有发现问题。

3.4 最终可能原因探讨分析

通过以上对造成欠送问题、桩头破裂和桩身断裂问题进行原因排查分析，总体可以发现，由于受⑧砂层的影响，最大原因就是压桩力问题。压桩力一般都超过达到5 700 KN,压桩时桩头局部压桩力就更大，超过了部分桩头的承受力。综合桩头尺寸符合要求、桩头混凝土质量及钢筋含量满足图集要求、施工机具及送桩器符合规范要求;设计人员需要重新计算单桩承载力，桩长以压力控制为主,标高控制为辅，图集苏G/T17-2012要求450×450方桩桩身强度竖向受压强度设计值为3 305 KN，而设计要求压桩力为5 700 KN，这可能是造成桩身断裂的主要原因。

4 结语

通过对该商住楼地基工程施工过程中的常见技术问题进行分析，并逐项排查造成异常情况的原因，最终可以看出，异常情况桩数较一般工程偏多，根本原因是受⑧砂层的影响，压桩力偏大造成的。处理措施可采用引孔打到设计桩长或修改设计，根据持力层埋深，确定桩长。本工程最终采取引孔措施，根据前期试桩确定桩长，圆满地解决了施工中遇到的问题。每个区域都采用了引孔技术，达到了设计桩长，承载力也满足了设计要求。

[1]建筑桩基技术规范JGJ 94-2008.

[2]先张法预应力离心混凝土空心方桩．苏G/T17-2012.

[3]预应力混凝土管桩．苏G03-2012.