静压桩的沉桩机理及常见问题分析

静压桩的沉桩机理及常见问题分析
【摘要】静力压桩法施工工艺具有噪音小、无污染、施工速度快、同时在压桩过程中可以预估单桩承载力等特点，特别适用于城区建筑。

随着静力压桩机的不断改进和预制高强度预应力管桩技术的不断提高，静压桩将会越来越广泛的适用于城区建筑。

【关键词】静力压桩技术施工
静力压桩是通过静力压桩机械以压桩机自重和机架上的配重提供反力将基桩压入土中的沉桩工艺。

这种施工法早在20世纪60年代开始研究使用，80年代随着压桩机械的发展和环保意识的增强进一步得到推广。

1.静力压桩的适用范围
静力压桩法通常适用于高压缩性粘土层或砂性较轻的软粘土层，当桩须贯穿有一定厚度的砂性土夹层时，必须根据桩机的压桩力与终压力及土层的形状、厚度、密度、上下土层的力学指标、桩型、桩的构造、强度、桩截面规格大小与布桩形式、地下水位高低以及终压前的稳压时间与稳压次数等综合考虑其适用性。

适用上覆土层为素填土、牯土、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，才能采用静力压桩法。

静力压桩穿透中粗砂能力较差，当土层中有较厚中粗砂夹层时，设计时应填重或考虑其它施工方案。

由于静压桩机机身庞大，移动不便．压妊夹具离桩机边有约3m 的距离，因此．当场地狭小，邻近有建筑物时不宜选用静压桩。

2.静力压桩的技术特点
静压桩的沉桩机理非常复杂，与土质、土层排列、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关，有待进一步研究。

静压桩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。

往往桩在做完静载试验发现不合格后，还要增加静载试验或大应变检测，以确定更大范围的不合格桩数量分布。

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，这就要采取其他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。

静压法压桩力大于4000kN的压桩机，可穿越5--6m 厚的中密、密实砂层。

中型压桩机（压桩力≤2400kN)，穿越砂层的能力较有限，所以对其情况需进行压桩可行性判断。

静压桩也适用于覆土层不厚的岩溶地区。

在这些地区采用钻孔桩很难钻进；采用冲孔桩，容易卡锤；采用打入式桩．容易打碎。

只有采用静压桩可缓慢压入，并能显示压桩阻力，但在溶洞、溶沟发育充分的岩溶地区，静
压桩宜慎用，以及在土层中有较多孤石、障碍物的地区，静压桩宜慎用。

小型压桩机（压桩力≤600kN）用于压制预制小桩，适用于在10m以内存在持力层（如硬塑粉质粘土层、粉土层及中密粉细砂层等）。

3.静力压桩的施工工艺
用于静压桩施工的钢筋混凝土预制桩有RC 方桩、PC 管桩、PHC 管桩和PTC 管桩，还有的地区采用外方内圆空心式钢筋混凝土预制桩。

静压预制桩的施工一般采用分段压入、逐段接长的方法。

其施工工艺为：测量定位----压桩机就位----吊装喂桩----桩身对中调直----压桩----接桩----再压桩（送桩）----终止压桩----切割桩头。

3.1测量定位。

通常在桩身中心打入一根短钢筋，若在较软的场地施工，由于桩机的行走而挤压预打入的短钢筋，故当桩机大体就位之后要重新测定桩位。

3.2压桩机就位。

经选定的压桩机进行安装调试就位后，行至桩位处，使桩机夹持钳口中心（可挂中心线陀）与地面上的样桩于塔本对嘴，调平压桩机后，再次校核无误将长步唇．（长船）落地受力。

3.3吊装喂桩。

静压预制桩桩节长度一般在12m 以内，可直接用压桩机上的工作调机自行吊装喂桩，也可以配备专门调机进行吊装喂桩。

第一节桩（底桩）应用带桩尖的桩，当桩被运到压桩机附近后，一般采用单点吊法起吊，采用双千斤（吊索）加小便担（小横梁）的起吊法可使桩身竖直进入夹桩的钳口中。

当接桩采用硫磺胶泥接桩法时，起吊前应检查浆锚孔的深度并将孔内的夹物和积水清理干净。

3.4桩身对中调直。

当桩被吊入夹桩钳口后，由指挥员指挥司机将桩缓慢降到桩尖离地面10cm 左右为止，然后加紧桩身，微调压桩机使桩尖对准桩位，并将桩压入土中0.5-1.0m，暂停下压，在从桩的两个正交侧面校正桩身垂直度，当桩身垂直度偏差小于05％时才可正式压桩。

3.5压桩。

通过主机的压桩油缸伸程的力将桩压入土中，压桩油缸的最大行程因不同型号的压桩机而有所不同，一般为 1.5-2.0m，所以每一次下压，桩入土深度约为15-20m,然后松夹具一上升一再夹紧一再压，如此反复进行，方可将一节桩压下去。

当一节桩压到其桩顶离地面80-100cm 时，可进行接桩或放入送桩器将桩压至设计标高。

3.6接桩。

静压预制桩常用接头形式有电焊焊接和硫磺胶泥锚固接头。

电焊焊接施工时焊前须清理接口处砂浆、铁锈和油污等杂质，坡口表面要呈金属光泽，加上定位板。

接头处如有孔隙，应用锲形铁片全部填实焊牢。

焊接坡口槽应分3-4 层焊接，每层焊渣应彻底清除，焊接采用人工对称堆焊，预防气泡和夹渣等焊接缺陷。

焊缝应连续饱满，焊好接头自然冷却15min 后方可施压，禁止用水冷却或焊好即压。

硫磺胶泥锚固接头，施工时要认真把好质量关。

3.7送桩。

如果桩顶已接近设计标高，而桩压力尚未达到规定值，可以送桩。

如果桩顶高出地面一段距离，而压桩力已达到规定值时则要截桩，以便压桩机移位。

静压桩的送桩作业可以利用现场的预制桩段作送桩器。

施压预制桩最后一节桩的桩顶面达到施工地面以上l.sm 左右时，应再吊一节桩放在被压桩的顶面，不要将接头连接起来，一直下压直到桩顶面压至符合终压控制条件为止，然后将其上面的一节桩拔出来即可。

此桩段仍可在以后的压桩中使用。

但大吨位≥4000kN）的压桩机，由于最后的压桩力和夹桩力都很大，有可能将桩身混凝土夹碎，所以不宜用预制桩作送桩器，而应制作专用的钢质送桩器。

送桩器或作送桩器用的预制桩侧面应标出尺寸线，便于观察送桩深度。

3.8终止压桩。

当桩被压入土层中一定深度或桩尖进入设计持力层一定深度，巨压力表读数达到预先规定值时，便可终止压桩。

4.静力压桩施工的常见问题及防治措施
4.1沉桩倾斜与突然下沉。

插桩初压即有较大幅度的桩端走位和倾斜，经采取强制固定措施，仍不见效的情况下，必定是在地面不远处有障碍物，如旧建筑物的基础、大块石或各种管道等，可重新回填土后再压桩。

沉桩过程中，桩身倾斜或下沉速度加快，多为接头失效、跑离或者桩身断裂所致。

当桩身弯曲或有严重的横向裂缝，接桩面有较大倾斜时，一般是靠近原桩位补桩。

如果因为卷扬机或者千斤顶不同步引起的临时倾斜问题，可随时调整机具工作速度予以纠正。

4.2桩尖达不到设计标高。

若是普遍发生，则认为是地质资料或钻探资料不全面，而错定桩的长度。

若是个别少数桩沉不到设计标高，一般原因或者是桩尖碰到了局部较厚的夹砂层或其他硬层，或者是桩体质量不符合设计要求，如混凝土强度不够，桩身损坏而无法继续将桩下沉至预定标高，再或者是中断沉桩时间过长，压桩阻力增加，从而使桩无法继续下压。

当发生桩压不下去时，还可用振动器辅助沉桩，以弥补沉桩设备的压力不足，但对于砂层有时会有相反结果，要适当注意。

4.3桩身抬高。

当发生桩身抬高，可能由于后压的桩会对已压的桩产生挤压上抬，尤其是端承桩或端承摩擦桩会由此引起基础不均匀沉降。

防治方法有一是桩基完成后宜对桩身进行复压1次～2次、甚至多次，即所谓“跑桩”，同时，桩基完成以后应在嵌固期后才能进行土方施工，嵌固期根据土质有不同要求，一般为7 d～21 d；二是桩基施工完成后须按规范规定进行单桩的静载检测，以检验是否达到设计要求。

如出现多数量桩承载力达不到要求，则可能是打桩后土体固结不好，需再等待一段时间进行检测可能就会达到承载力；如还是达不到就要进行补桩处理。

总之，静压法施工具有无噪音、无振动、无冲击力等优点，压桩桩型一般选用预应力管桩，该桩具有工艺简明，质量可靠，造价低，检测方便的特性。

随着静力压桩机的不断改进和预制高强度预应力管桩技术的不断提高和工程实践的
不断增多，设计和施工方面的经验会更加丰富，我们对静压桩沉桩机理的了解将更加趋于全面和科学，对该沉桩工艺的使用也将会变得更趋成熟和得心应手。