静压桩基础的施工方法

文章针对静压桩基础的沉桩原理及特点进行研究，通过深入分析静压桩的施工工艺流程和工艺要点，对常见的质量问题和解决措施进行探讨，为今后静压管桩技术的应用和实践提供参考。

1静压桩沉桩原理

在沉桩施工过程中，桩尖深入进土体中，未扰动土的初始应力状态遭到破坏，桩尖下土体也产生了变形。地面覆土层的土体向四周挤开，桩身受到了土体的法向压力，产生了桩周阻力，当桩顶的静压力＞沉桩时的阻力时，桩会继续下沉；当桩顶的静压力＜沉桩时的阻力时，桩停止下沉。当静压桩尖处应力＞抗剪强度时，土体就会出现挤压侧移和或阻力塑性流动，在黏土的表面，土壤会隆起，砂土将被拖曳下沉。在强烈扰动下，桩周土体平衡被破坏，土体挤压引起桩周土体孔隙水压力上升，导致土的抗剪强度大大降低，土体的抗压强度会在超静孔压力、扰动重塑作用下大大下降。静压桩施工完成后，土体中孔隙水压力开始消散,土体固结强度逐渐恢复,上部桩柱穴区被充满，中部桩滑移区消失，下部桩挤压区压力减小，此时桩方获得工程意义上的极限承载力。

2静压桩的主要施工方法

2.1施工主要流程

静压桩的施工主要流程按如下方式进行:“测量放线、桩机就位、首节桩起吊就位、复核调整桩位、桩端入土初步加压、检查校正桩身垂直度、正式沉桩、观测校正桩身垂直度、压至桩顶距地面0.5~1.0m时，再吊入上一节桩就位、接桩、继续沉桩、做好压力值记录、成桩、移机到下一根桩位”（如图1所示）。

2.2放线测量方法

工程施工需按照设计要求执行，根据施工设计总图，在施工现场的地面上标定建筑物的平面位置、形状和高程，为后续深入施工奠定基础。工程施工过程中，测量工作尤为显得重要，需要准确无误地确认轴线控制点和水准基点。

2.3管桩堆放方法

管桩进场前需通过验收,按规定要求检查外观、尺寸以及检验报告的相关参数。堆放地点要平整，管桩按不同型号分类堆放。场地若足够开阔，可采取单层堆放，若场地有限，可叠层堆放，高度最好≤5层，并在与管桩长度方向垂直位置设置至少2道垫木。垫木宜选用耐压的长木或枕木，不得用棱角的金属构件替代[1]。

2.4管桩就位及初步加压方法

管桩就位后，开动压桩装置，先移动桩机至地面桩位预标记点，然后利用桩机上的起重臂，吊装桩端入土，待桩身基本稳定后，对桩身调平处理，进行正式沉桩，平稳地控制压桩速度、压桩时间和压力参数。

2.5接桩方式

接桩的方式有两种:一种为机械接头连接方式，另一种为端板焊接连接方式，焊接为目前的主流连接方式。整个接桩过程要持续进行，中间不可中断，应合理选配各节桩的长度，持力层位置不得进行接桩操作。两节桩对接成功且垂直度符合要求后才可以开始焊接，焊后沉桩前，要保证焊缝完全冷却，才能继续进行下一操作步骤。

2.6沉桩方法

入土深度、垂直度、截桩长度、桩顶标高及压力值、贯入度等参数确认无误后，方可开展沉桩施工；为保证沉桩的精确度宜采用送桩器操作，既可保证中心点的对准，也可保证施压参数的合格；沉桩到位后，桩身在地面之上的部位应截除，截除后进行下一根桩位的操作。

3静压桩施工要点

3.1施工条件

施工条件具备的前提是场地条件达标，当施工场地不平整时,需要清除场地的异物和障碍物，并用砂石土压实，防止地面过于松软，同时设置好排水系统，确保后续施工的顺利开展。

3.2施工顺序

沉桩顺序的原则是“先中间后四周、先密集桩后稀疏桩、先长桩后短桩、先大直径桩后小直径桩、先大承台桩后小承台桩”。为了确定更为合理的沉桩顺序，需对周围和现场工程地质条件进行勘验，综合考虑地下管线、建筑物与周边环境的关系。

3.3施工方法

管桩设计强度必须高于设计值，施工时要严格控制桩身混凝土的表面温度，温差≤环境温度的20℃。管桩用压力蒸汽养护，平均1次/d，管桩起吊前，要保证桩机平与地面垂直，并平稳准确的调节至相应位置。一般可采用抱压式桩机沉桩，桩机吊运桩身时，抱压力必须＜桩身的抗压压力，而且要避开桩身焊缝连接部位。桩身在安装的过程如果产生倾斜，要尽快拔出桩身，不能通过移动桩架的方法进行调整。在安装过程中若无法沉桩或沉桩困难，须停止作业，反复确认地质情况，分析原因，制定有效措施后方可继续沉桩[2]。

4静压桩出现常见质量问题与解决措施

4.1沉桩设计不符合要求

1）原因分析:地质勘察资料与实际工程地质情况存在偏差，相关参数达不到设计要求；由于突发情况，如设备故障、现场异常等原因，导致沉桩过程中断，桩周阻力增大，难以沉桩到设计要求的持力层。2）解决措施:首先，确定项目的地质条件，如有必要，需对地质开展勘察，从而合理地选择持力层、确定沉桩参数与沉桩设备；沉桩过程若出现异常，要立即停止施工，认真分析原因，找出解决措施，切忌不可盲目打桩，以防桩体破损。

4.2接桩处出现开裂现象

开裂现象出现在上、下两节桩的接桩处。1）原因分析:桩的上下段不在同一条直线上，接桩处焊缝部位容易产生应力集中，从而产生开裂；焊接时，焊接接头未接好，接头表面不平整，表面焊渣未清理干净；未严格按工艺要求进行焊接施工，未进行分层焊接、导致焊缝不连续，焊接产生了缺陷，焊后预冷时间较快，产生脆裂。2）解决措施:为了使上下两节桩垂直，建议设置接桩用临时导向箍。先复核上下两节桩的桩心偏差是否存在错位。焊接开始前确认焊机及相关设备完好，焊条型号及材质符合工艺要求，同时对焊接表面及焊接接头部位进行打磨、清洁。焊接时应严格按照焊接工艺参数执行，严格控制焊接电流、电压、焊接速度等参数。焊接接头部位应先开好坡口，在坡口附近先施加点焊以固定上下两节桩，固定好后再拆掉临时导向箍，最后分层、均匀施焊，施焊作业人员必须持有相关证。采用自然冷却法冷却焊接后的焊缝，禁止使用水冷法处理。

4.3桩身断裂

施工过程中，桩身产生倾斜和断裂。1）原因分析:混凝土自身质量问题，导致柱身强度不够，在受力过程导致断裂；桩的存放、运输、吊运过程，防护不当，导致表面出现裂纹或缺陷，当外界施加很大的作用力时，柱身容易断裂；地面出现异常沉降，桩机和桩身产生了严重倾斜，桩身受力不均，受到偏载，最终断裂。2）解决措施:加强过程监控，在施工初始阶段，若发现桩身倾斜，要立刻停止作业并及时纠正。及时调整上下两节桩的平整度，沉桩速度需放慢、放稳，便于及时停止及调整。在施工过程出现断裂，不可惊慌，应组织相关人员进行现场分析，确定处置方法，可加固的采取加固处理，不可加固的要换桩或者补桩。

5结语

综上所述，静压桩是我国基础工程中的一种常见桩基形式，凭借着施工噪声小、振动小、可预制、进度快等诸多优势，得到了广泛的推广和应用。在静压桩实际施工中，应根据施工现场条件等合理确定成桩工艺参数与相关设备，规范开展各道工序，加强质量控制，防止出现接桩处开裂、桩身断裂等问题，切实保证工程基础稳固、可靠，为后续施工作业顺利开展保驾护航。