靜壓樁輔助沉樁法的對比與分析

田利民

1 概述

靜壓樁作為擠土預制樁的成樁方法之一，它是利用壓樁機機身自重和配重的靜壓力將預制樁壓入土中的沉樁方法。其優點是無振動、無噪聲、不污染環境、對樁身無沖擊力以及能在沉樁時顯示壓樁力等。它適用于軟土、淤泥質土、沉設截面小于 40 cm× 40 cm以下的鋼筋混凝土樁或空心樁，不適用于存在有孤(塊)石、溶洞、溶淘，樁端持力層以上碎石類土和砂土層分布均勻且厚度較大的場地。靜壓樁較難穿越河湖交互沉積相中的中等厚度砂層和硬土層，壓樁力小時，樁壓不下去，但當壓樁力增大時，又容易出現樁身折斷現象。目前常用的輔助沉樁方法有水沖法和掏土法，該方法在解決以上問題的同時又降低了靜壓樁的擠密效果，當樁端進入砂層持力層時，因砂層的“強化”和“松弛”效應，加壓使端阻力提高，卸載后，端阻力隨之降低，這帶來承載力不穩定和施工質量不易控制兩大問題。

2 靜壓樁輔助沉樁法

2.1 水沖法

水沖法的原理是在靜力壓樁過程中，一方面通過高壓水沖刷樁端部分砂層，將泥砂排出樁外，以消除樁端砂層對樁端的阻力。另一方面是當高壓水在滲入砂層后，亦可減小砂層對樁身的摩阻力，使樁身在較小的壓樁力下能順利穿過砂層進入持力層。

水沖法施工要點:1)根據樁長進行配樁，當第二節樁壓至地面上500mm左右時，樁端在砂層面之上，第三節樁的長度要確保樁端穿透砂層。2)預制樁中心要設置直徑為200mm的空腔，確保空腔位于預制樁中心，混凝土澆搗時應小心，避免破壞素膠管，防止混凝土堵塞預留孔。3)樁尖制作時，在樁尖中間焊制DN 135鋼管，一端作成漏斗狀與樁內素膠管空腔相連，另一端與護口鋼板焊接。在距樁靴頂部 240mm位置處于四周側面設置四個DN 32回水管，回水管一端與樁尖預埋鋼管焊接牢固，另一端與樁尖主筋焊接牢固。4)焊接接樁時，水平縫應焊滿焊牢。5)當第一節預制樁壓入土中至樁機夾具最后一個行程時，將第二節預制樁吊起放入夾具中，調整樁身垂直度，直至符合要求后進行焊接。6)焊接完等冷卻規定時間時，壓第二節樁。將第二節樁壓入土中至樁機夾具最后一個行程時，用送樁器將第二節樁送至離地500mm～800mm(便于焊接和接管)的位置，提出送樁器。將第一節沖水管吊入預制樁空腔中，然后將第二節沖水管吊入并與第一節沖水(氣)管連接。將第三節樁連同沖水管吊起放入夾具中，在距第二節樁約500mm時，用吊車及夾具穩住第三節樁，連接第二、三節沖水管。7)沖水管連接完成后，將第三節樁放下，調整垂直度進行焊接。冷卻后，開始壓樁。當壓樁力達到 4 500 kN時開始沖水。8)在準備沖水時先開啟 V-6/7-1型二級水冷式空氣壓縮機，當有一定的氣壓時再開啟125TSWA×7型多級離心清水泵，使高壓的空氣和高壓的水經過沖氣管和沖水管到達在樁尖設置的沖射管處。沖水時壓樁力控制在 4 000 kN左右。9)當壓樁力小于3 000 kN時，表明樁端已穿過砂層，停止沖水。10)樁至設計持力層時，壓樁結束。

2.2 掏土法

掏土法的原理:取 1根比樁徑稍細的鋼管，將抱箍千斤頂的夾具改造成圓弧形夾具。鋼管上每隔一段距離水平焊 1根鋼筋防止下壓時打滑，再開一些濁水孔。施工時用圓弧形的夾具將開口鋼管壓下，然后拔出，在地面上敲打鋼管倒出管內的積土，再下壓、上拔，不斷重復上述步驟，使堅硬土層變薄，再行壓樁[1]。

2.3 同步注漿靜壓預制樁沉樁方法

該方法是由中北大學的李建軍于 2007年 12月 5日申請的發明專利，原理是:靜壓樁和注漿兩步工藝同時操作，預先配制兩種漿液，在壓樁過程中同時注入側樁注漿液，樁尖達到設計深度后，注入樁端注漿液，使樁端形成注漿擴大頭;該發明能降低施工成本，提高施工質量，克服靜壓樁沉樁困難的缺點，使得靜壓樁的適用范圍更為廣泛。同時應用該方法既能減少動態壓樁阻力、提高壓樁效率，還能提高后期樁側阻力和樁端阻力，在保證壓樁入土深度和樁身質量的前提下，減少壓樁機噸位，提高施工效率，降低工程造價[2]。

2.4 靜壓沉管擴底混凝土預制樁的施工方法

該方法是由江蘇省吳江市吳江良工機械有限公司的梁毅于2007年 5月 25日申請的發明專利，原理是:先在樁孔中灌注混凝土至樁孔深度的 10%～30%后放入混凝土預制樁，用樁機護筒的內管壓實混凝土預制樁[3]。該發明降低了樁在施工過程中的噪聲和振動、減少了對周圍人們的干擾且施工簡單，成樁時間短，有較強的實用價值。

3 結語

近年來，隨著靜壓樁在我國的廣泛應用，其施工方法和工藝都備受大家的關注，在實際運用的過程中應當注意以下幾個問題:

1)沉樁可能性預測:施工前應根據設備情況和施工現場的地質情況判斷靜壓樁的沉樁可能性，預估最大的沉樁阻力。

2)選用合適的沉樁方法:施工前對現場的地形地質進行詳細分析，判斷究竟適不適宜采取靜壓的方式沉樁，如果合適選用何種輔助沉樁方法更為有效和經濟，要本著節約材料，方便施工且不擾民的原則。

[1] 張明義.靜力壓樁施工技術研究[J].施工技術，2002(31): 37-38.

[2] 李建軍，梁仁旺.同步注漿靜壓預制樁裝置，實用新型專利說明書[P].專利號ZL 200720138191.3，2008，10.

[3] 梁 毅.靜壓沉管擴底混凝土預制樁的施工方法.實用新型專利說明書[P].專利號ZL 200710041327，2008，11.

[4] 盧平翼，李鐵華.靜力壓樁施工質量控制淺談[J].江西地質，2001(15):53-54.