静压管桩施工技术探讨

静压管桩施工技术探讨

近几年来，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，得到了迅猛发展及推广应用。同时由于锤击法施工在环保等方面的缺点日益突出，故而静压法施工越来越普遍，由此而引发的许多关于静压管桩的施工及质量、安全技术问题也越来越受人们的关注。

一、静压管桩的优缺点

静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构自重和桩架上的配重作反力将预制桩压人土中的一种成桩工艺。下面简要谈谈预应力管桩中静压法施工中优缺点。

1、主要优点：

（1）低噪声、无振动、无污染，可以24小时连续施工，可大大缩短建设工期；

（2）施工速度快，施工文明程度高；

（3）由于送桩器与工程桩桩头的接触面吻合较好，送桩器在送桩过程中不会左右晃动和上下跳动，因而可以送桩较深，基础开挖后的截去量少；

（4）施工中由于压桩引起的应力较小，且桩身在施工过程中不会出现拉应力，桩头一般都完好无损，复压较为容易。

2、主要缺点：

（1）不宜在地下障碍物或孤石较多的场地施工。

（2）过大的压桩力（夹持力）易将管桩桩身夹破夹碎，或使管桩出现纵向裂缝。

二、静压桩施工方法

1、施工前应设置测量基线与水准点，基线应设置在不受施工影响处。

2、桩混凝土需达到100%的设计强度后方可运输进场，起吊时捆绑牢固，起吊点符合力学原理要求，在距桩顶端0.2米处设置吊点，避免碰撞和震动。桩堆放时要按长度分类堆放，堆放场地坚实平整，且承重点设置在吊点附近距端部0.2米处，堆高不超过2层，两端桩错落长度不大于10厘米。

3、桩的吊点定位，利用桩架附设的起重钩吊桩就位。

4、采用静压法施工，桩架挺杆和桩帽将预应力管桩嵌固在桩架的两滑道中间，桩位置及垂直度经校正后开始沉桩，桩就位要仔细检查桩身质量。送桩时，应采用钢制送桩器放于桩头上将桩送入。施工时注意送桩器和工程桩对齐，以轴线重合为准则。当工程桩送到设计深度时，可将送桩器拔起，起拔送桩器采用桩架上导向滑轮钢绳上钩子挂好，启动卷扬机，慢慢拔起。

5、当第一节桩施压到离地面1米时，起吊第二节桩，与底节桩对好并复核垂直度无误后，开始施焊。焊接符合要求后，再施压沉桩，桩顶离地面1米再起吊第二节桩，续施工就位。复核焊接垂直施焊沉桩，直到施工完毕。

三、静压管桩施工的质量管理

（一）质量预控

1．施工队资质审查

对施工队（压桩队伍）的资质进行审查与管理；审查施工组织设计、施工压桩路线、施工进度计划，评价其可行性；施工队每个技术人员都必须具有相应技术资格证和上岗证。

2．桩机的选择

应该会同各有关部门合理地选择桩机，尽量采用超载施工。一般情况下，桩机的压桩力应不小于单桩竖向极限承载力标准值的1.2倍。

3．施工放线与定桩位

项目技术管理人员应该对已定好的轴线位进行复核，根据建筑物与结构桩位图逐位校核，发现不符合要求的及时纠正。

4．桩尖、桩身质量检查

首先必须对桩尖进行查验、测量，按照管桩有关规范对于桩尖的构造要求和设计图纸要求，对所有到场的桩尖进行测量，不满足设计和管桩规范要求的，责令其更换；对所有到场的管桩进行仔细认真地查验，测量管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等有关尺寸，并详细记录。

（二）压桩施工过程的质量管理

1．底桩（第一节入土的桩）的定点

建议在每个桩位处用石灰或贝灰以原定的桩心为圆心、以该桩的桩径为直径画一圆圈，压底桩时以此圆圈为准，控制桩不偏离该圆圈，使成桩的偏位尽可能减小。

2．桩身垂直度的控制

在两个垂直的方向挂线控制桩身垂直。当桩在两个方向都已经垂直的情况下方允许压桩，而且在压桩过程中要经常检查桩身垂直度。

3．接桩及焊缝控制

接桩前，应保证上下两节桩的顺直，而且两桩桩心的错位偏差不宜大于2mm（宜设置接桩导向箍）。管桩施工中主要采用焊接接桩法，在焊接前应该把两节桩的端头板用钢刷清刷干净，直至坡口露出金属光泽，而且应该保证上节桩已经垂直后方能焊接。焊接时最好两个焊工同时进行，先在坡口圆周上对称点焊4-6点，焊接层数不少于2层，每层焊渣必须清理干净，保证焊缝连续饱满，自然冷却约8～10分钟（严禁用水冷却或焊完即压），防止高温的焊缝遇水变脆而被压坏。

4．压桩过程的施工记录

为了便于控制终止压桩，必须详细记录压桩过程的压力与桩入土深度，了解桩尖入持力层深度是否满足设计要求以及桩穿过各土层时的压力值。

5．终压（即终止压桩）标准及终压的控制

终压标准应该以质监部门、设计单位、施工单位、建设单位、勘察单位及监理单位等有关部门在试桩会议中根据试桩的实际情况确定的标准为准则。一般情况下，除保证桩长及桩尖入持力层深度应该满足设计要求外，还要控制终压值q的大小。虽然终压值q 与单桩竖向承载力标准值rk是两个不同的概念，但终压值q与单桩竖向承载力标准值rk存在着某种比例关系，这有待于日后的工程实践与理论研究。

四、常见质量问题分析与处理

1．桩倾斜

插桩初压即有较大幅度的桩端走位和倾斜。碰到此种情况，很可能在地面下不远处有障碍物。处理的措施主要是在压桩施工前将地面下旧建筑物基础、块石等障碍物彻底清理干净。

2．桩尖达不到设计深度

静压管桩施工时，若发生个别桩长达不到设计深度，其原因可能是：

（1）桩尖碰到了局部的较厚夹层或其他硬层。

（2）中断沉桩时间过长。由于设备故障或其他特殊原因，致使沉桩过程突然中断，若延续时间过长，沉桩阻力增加，使桩无法沉到设计深度。

（3）接桩时，桩尖停留在硬土层内，若时间拖长，很可能不能继续沉桩。

发生管桩沉不下去时，应冷静分析原因，找出对策才能继续施工，切不要盲目加大压桩力强行沉桩。

3．桩身上浮

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。在处理上施工前合理安排压桩顺序，同一单体建筑物一般要求先压场地中央的桩，后压周边的桩；先压持力层较深的桩，后压较浅的桩。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。

4.桩顶（底）开裂

由于目前压桩机越来越大，最重可达6800kn，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，如果硬持力层面不平整，桩靴卡不进土引起桩头折断破碎，桩机油压又下降，再压时压力不稳定，吊线测量桩长发现比入土部分短。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。

5.桩身断裂