一、静压桩沉桩机理

 

　　沉桩施工时，桩尖刺入土体中时原状土的初应力状态受到破坏，造成桩尖下土体的压缩变形，土体对桩尖产生相应阻力，随着桩贯入压力的增大，当桩尖处土体所受应力超过其抗剪强度时，土体发生急剧变形而达到极限破坏，桩身受到土体的强大法向抗力所引起的桩周摩阻力和桩尖阻力的抵抗，当桩顶的静压力大于沉桩时的这些抵抗阻力，桩将继续刺入下沉。反之，则停止下沉。

 

　　压桩时，地基土体受到强烈扰动，桩周土体的实际抗剪强度与地基土体的静态抗剪强度有很大差异。一般将桩摩阻力从上到下分成三个区：上部柱穴区，中部滑移区，下部挤压区。施工中因接桩或其它因素影响而暂停压桩的间歇时间的长短虽对继续下沉的桩尖阻力无明显影响，但对桩侧摩阻力的增加影响较大，桩侧摩阻力的增大值与间歇时间长短成正比，并与地基土层特性有关。

 

　　二、各环节对预应力管桩的质量控制措施

 

　　(一)施工前的质量控制

 

　　1.场地的要求

 

　　施工场地地面要求平整，其场地坡度应在10%以内。施工场地下的旧建筑物基础在施工前应彻底的清除，场地的边界与周边建筑物的距离应满足桩机最小工作半径的要求，且对建筑物应有相应的保护措施。

 

　　2.桩机的选择

 

　　在施工前应检查压桩机型、配重是否符合设计和场地要求。桩机的选型一般按1.2～1.5倍管桩极限承载力取值。桩机的压力表应按要求检定，以确保夹桩及压力控制准确。

 

　　4.对预应力管桩的质量监控

 

　　检查管桩砼的强度、钢筋力学性能及管桩结构性能检测报告；严格检查管桩的外观。管桩强度必须达到设计强度的100%，并且要达到龄期。

 

　　5.管桩桩位的测量

 

　　在施工图中对管桩桩位进行逐一编号，且在桩位测量定位后，要按设计图进行复核，监理对桩位的测量要进行旁站监督，监理单位对测量定位成果进行检查无误后共同验收。

 

　　(二)施工过程的质量控制

 

　　1.静力施压流程

 

　　定桩位→压桩机到位→吊桩、对中(控制吊点、垂直度)→对中→焊桩尖→压第一节桩→焊接接桩→压第N节桩→送桩→终压→移机→记录、核查压桩及桩基检测相关资料。

 

　　2.施工各环节的质量控制

 

　　(1)压桩：桩在压入的初始阶段是否垂直，是保证整根桩垂直的关键。在压桩时严格监控桩位偏移情况，可减少打桩时因偏心或局部受力而使桩身桩头发生破损的机会。此外还应注意要采用合理的压桩顺序；同一单体建筑物或群桩承台应先施压场地中央的桩，后施压周边的桩。沉桩速度不能过快，当桩尖遇到硬土层或砂层而发生沉桩阻力突然增大时，可采用忽停忽压的冲击施压法。

 

　　(2)接桩：当下节桩的桩头距地面1～1.2m时，即可进行焊接接桩，管桩对接前应用钢刷将上下端的钢板清刷干净，用导向箍引导就位，使上下节管桩顺直后再开始焊接，焊好后应自然冷却10分钟以上方可施压，严禁用水冷却和焊接后立即施压。

 

　　(3)终压：终压的技术参数一般采用双控，根据设计要求，采用以标高控制为主、送桩压力控制为辅或者相反，但同时也还应视设计要求和工程的具体情况确定。

 

　　(三)施工结束后的质量检测

 

　　施工结束后，应作承载力和桩身完整性检验，进行承载力检验的桩应选取有代表性或施工质量有怀疑的桩。承载力检测的桩数不应小于总数的1%，桩体质量检测根数不应少于总数的20%，最后复测管桩桩顶标高，未发生浮桩现象然后做低应变检测和静载检测，结果要求全部合格且满足设计要求。

 

　　三、常见问题

 

　　(一)桩身上抬

 

　　由于静压桩是挤土桩，在场地桩数量较多，桩距较密的情况下，时常后压的桩会对已压的桩产生挤压上抬，特别对于短桩，易形成所谓的吊脚桩。在处理上施工前应合理安排压桩顺序，出现桩身上抬后一般采用复压的办法使桩基按正常使用，但对承受水平荷载的基础要慎重。

 

　　(二)引孔压桩的问题

 

　　为了防止桩间的挤土效应太大，或土质太硬而使桩身较短，施工中往往采用引孔压桩的工艺，即先钻比管桩略小规格的直径钻孔，深度是桩长的(2/3～1)L，然后将管桩沿预钻孔压下去。引孔应随引随压，中间间隔时间不宜大长，否则孔内积水，一是会软化桩端土，待水消散后孔底会留有一定空隙；二是积水往桩外壁冒，削弱了桩的侧摩阻力。

 

　　(三)桩内进水

 

　　当桩尖有缝隙，地下水水头差的压力可使桩外的水通过缝隙进入桩管内腔，若桩尖附近的土质是泥质土，遇水易软化，从而直接影响桩的承载力。对于桩靴的焊接质量要求与端板间无间隙、错位，保证焊缝饱满，无气孔。焊接完成后自然冷却10分钟左右方可施打，因高温焊缝遇水后变脆，容易开裂。

 

　　(四)桩顶(底)开裂

 

　　由于目前压桩机越来越大，最重可达10000KN，对于较硬土质，管桩有可能仍然压不到设计标高，在反复复压情况下，管桩桩身横向产生强烈应力，如果桩还是按常规配箍筋，桩顶混泥土抗拉不足开裂，产生垂直裂缝，为处理带来很大困难。另一种情况就是管桩由软弱土层突然进入硬持力层，没有经过渡层，桩机油压迅速升高，桩身受到瞬间冲击力也容易引起桩顶开裂。处理上事前改进桩尖形式(圆锥形桩尖易滑)，事后用压力灌浆把桩底破碎混凝土粘结住，适当折减承载力设计值。

 

　　(五)基坑开挖

 

　　由于静压桩逐渐用在高层建筑中，基坑开挖不可避免。应根据开挖深度考虑是否需要先围护开挖再沉桩的方案。边打桩边开挖是不可取的，先打桩后开挖应考虑对称均匀，如在中间开挖把土堆在周围就会造成四周和中心的土体高差悬殊，同时超孔隙水压及震动会使管桩倾斜或折断，所以合理制定基坑开挖方案是必不可少的。

 

　　四、结语

 

　　静压桩的沉桩机理复杂，施工中出现的问题也各种各样，最常用的处理方法是提高终压力进行复压。有时基坑已开挖，桩头已凿去位置难确定，压桩机撤出现场，复压或补桩有一定困难，这就要采取其它一些措施处理不合格桩，如灌浆补强、降低桩承载力标准或扩大承台等。相信随着工程实践的不断丰富，能为静压桩规程的制定提供更多的素材。