建筑工程靜壓樁施工技術(shù)的若干思考

摘要：文章從靜壓樁沉樁機理出發(fā)，分析了靜壓樁施工技術(shù)，著重闡述靜壓施工常見的質(zhì)量問題，提出了施工各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制措施。供同行參閱。

關(guān)鍵詞：靜壓樁 ；施工技術(shù)； 質(zhì)量控制

一、靜壓樁沉樁機理

沉樁施工時，樁尖刺入土體中時原狀土的初應(yīng)力狀態(tài)受到破壞，造成樁尖下土體的壓縮變形，土體對樁尖產(chǎn)生相應(yīng)阻力，隨著樁貫入壓力的增大，當(dāng)樁尖處土體所受應(yīng)力超過其抗剪強度時，土體發(fā)生急劇變形而達(dá)到極限破壞，土體產(chǎn)生塑性流動（粘性土）或擠密側(cè)移和下拖（砂土），在地表處，粘性土體會向上隆起，砂性土則會被拖帶下沉。在地面深處由于上覆土層的壓力，土體主要向樁周水平方向擠開，使貼近樁周處土體結(jié)構(gòu)完全破壞。由于較大的輻射向壓力的作用也使鄰近樁周處土體受到較大擾動影響，此時，樁身必然會受到土體的強大法向杭力所引起的樁周摩阻力和樁尖阻力的抵抗，當(dāng)樁頂?shù)撵o壓力大于沉樁時的這些抵抗阻力，樁將繼續(xù)刺入下沉。反之，則停止下沉。

壓樁時，地基土體受到強烈擾動，樁周土體的實際抗剪強度與地基土體的靜態(tài)抗剪強度有很大差異。隨著樁的沉入，樁與樁周土體之間將出現(xiàn)相對剪切位移，由于土體的抗剪強度和樁土之間的粘著力作用，土體對樁周表面產(chǎn)生摩阻力。當(dāng)樁周土質(zhì)較硬時，剪切面發(fā)生在樁與土的接觸面上；當(dāng)樁周土體較軟時，剪切面一般發(fā)生在鄰近于樁表面處的土體內(nèi)，粘性土中隨著樁的沉入，樁周土體的抗剪強度逐漸下降，直至降低到重塑強度。砂性土中，除松砂外，抗剪強度變化不大，各土層作用于樁上的樁側(cè)摩阻力并不是一個常值，而是一個隨著樁的繼續(xù)下沉而顯著減少的變值，樁下部摩阻力對沉樁阻力起顯著作用，其值可占沉樁阻力的50～80%，它與樁周處土體強度成正比，與樁的入土深度成反比。

二、靜壓樁施工

（一）靜壓樁施工的要求

1、靜力壓樁與錘擊相比具有無噪音、無震動、無污染、安全等優(yōu)點，但在飽和軟粘土地區(qū)壓樁與打樁一樣，都可能產(chǎn)生超靜孔隙水壓力。壓樁期間，應(yīng)由建設(shè)單位委托有資質(zhì)的監(jiān)測單位對已有建筑物和管線進(jìn)行跟蹤動態(tài)監(jiān)測。

2、要做好施工現(xiàn)場的排水工作，以保證在沉樁過程中場地?zé)o積水，施工用水、用電已接入到施工現(xiàn)場規(guī)定之處。

3、檢查打樁機械設(shè)備、起重機具、壓力表等。

4、壓樁機安裝必須按設(shè)備說明書和有關(guān)規(guī)定程序進(jìn)行。

5、啟動門架支撐油缸，使門架微傾15度，以便插預(yù)制樁。

6、當(dāng)樁尖插入樁位后，微微啟動壓樁機油缸，待樁入土至50厘米時，再次校正樁的垂直度和平臺的水平，然后再啟動壓樁機油缸，把樁徐徐壓下，施工速度一般控制在2米/分鐘以內(nèi)即可。

7、當(dāng)壓樁力已達(dá)到兩倍設(shè)計荷載或樁端已達(dá)到持力層時，應(yīng)隨時進(jìn)行穩(wěn)壓。

8、壓樁施工時，應(yīng)派專人或開啟自動記錄設(shè)備，做好沉樁施工記錄。

9、沉樁施工前，應(yīng)先試樁。試樁數(shù)量不少于兩根，以確定貫入度及樁長，并校驗壓樁設(shè)備和沉樁施工工藝及技術(shù)措施 否符合實際要求。

（二）靜壓樁施工順序及工藝流程

測量放線→樁機就位→起吊預(yù)制樁→穩(wěn)樁→壓樁→接樁→送樁→檢查驗收→轉(zhuǎn)移樁機。

（三）靜壓樁施工準(zhǔn)備

1、施工前，場地要達(dá)到“三通一平”要求，使施工樁機設(shè)備能順利進(jìn)入施工現(xiàn)場。

2、熟悉施工圖紙，參加設(shè)計圖會審，做好施工放線工作。編好樁位號和壓樁行走路線程序等各項準(zhǔn)備工作。

3、做好現(xiàn)場清理地下空間障礙物工作，如舊建筑物的基礎(chǔ)防空洞、地下管線等。

4、邊樁與周圍建筑物的安全距離應(yīng)大于4米以上，壓樁區(qū)域內(nèi)的場地邊樁軸線外5米范圍用壓路機壓實。

5、為做好靜壓樁施工控制，必須備足要的測量儀器。

三、靜壓施工常見的質(zhì)量問題

靜壓法施工預(yù)應(yīng)力樁屬于擠土類型，往往由于沉樁時使樁四周的土體結(jié)構(gòu)受到擾動，改變了土體的應(yīng)力狀態(tài)，產(chǎn)生擠土效應(yīng)；樁機施工過程中焊接時間過長；樁的接頭較多而且焊接質(zhì)量不好或樁端停歇在硬夾層；施工方法與施工順序不當(dāng)，每天成樁數(shù)量太多、壓樁速度率太快、布樁過多過密，加劇了擠土效應(yīng)。

（一）沉樁時由于地質(zhì)勘察報告中未能特別強調(diào)淺層障礙物及局部的土層分布深度和性質(zhì)，導(dǎo)致沉樁時遇到淺部（3—4M）的老基礎(chǔ)、大孤石，較深部（20M左右）的硬塑老粘土和非常密實砂層、沙礫石層等情況無法施工。

（二）靜壓樁機機械維修不及時，如液壓系統(tǒng)漏油導(dǎo)致樁機支撐下滑；靜壓樁機自重加配重總重量大，樁機基礎(chǔ)如不平整堅硬，沉樁過程中，樁機容易產(chǎn)生不均勻沉降，樁身極易發(fā)生偏移；施工中樁身不垂直，樁帽、樁身不在同一直線上；接樁時樁身、樁帽不在同一直線上；施工順序不當(dāng)，導(dǎo)致應(yīng)力擴散不均勻；尤其是有地下室深基坑的承臺相鄰樁身過近過密，使先施工的一邊已有也洞，再施工一面時樁身極易滑動；沉樁過程中遇到大塊堅硬物，把樁擠向一側(cè)；采用預(yù)鉆孔法時，鉆孔垂直偏差較大，沉樁過程又沿著鉆孔傾斜方向發(fā)生偏移；樁布置過多過密，沉樁時發(fā)生擠土效應(yīng)；基坑開挖方法不當(dāng)，一次性開挖深度太深，使樁的一側(cè)承受很大的土壓力，使樁身彎曲變形。

（三）施工過程中由于斜樁現(xiàn)象的出現(xiàn)或樁端、送樁桿不平整導(dǎo)致樁端應(yīng)力集中，使樁帽滑落或樁頭爆裂；樁機施工壓力值超高；樁機施工過程中樁機擅自移動機架進(jìn)行校正樁位、樁身垂直度，導(dǎo)致樁身斷裂；施工結(jié)束后人工鑿樁野蠻施工以及樁機施工后不合理的土方開挖；樁身材料質(zhì)量。

（四）施工過程中由于擠土效應(yīng)可能引起局部樁身抬高。尤其是端承樁或端承摩擦樁會由此引起基礎(chǔ)不均勻沉降。

結(jié)語：靜壓樁的沉樁機理非常復(fù)雜，與土質(zhì)、土層排列、硬土層厚度、樁數(shù)、樁距、施工順序、進(jìn)度等有關(guān)。相信隨著工程實踐的不斷豐富，能很好地控制靜壓樁的施工質(zhì)量。

四、施工各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制

（一）壓樁：樁在壓入的初始階段是否垂直，是保證整根樁垂直的關(guān)鍵。在壓樁時嚴(yán)格監(jiān)控樁位偏移情況，可減少打樁時因偏心或局部受力而使樁身樁頭發(fā)生破損的機會，樁在壓人1m左右后應(yīng)停止壓樁，再次校正樁在豎直兩個方向的垂直度后繼續(xù)施壓。此外還應(yīng)注意要采用合理的壓樁順序，一般情況下不同的樁基應(yīng)先深后淺、先大后小、先長后短；同一單體建筑物或群樁承臺應(yīng)先施壓場地中央的樁，后施壓周邊的樁，毗鄰其它建筑物時，由毗鄰建筑物向另一方施壓。沉樁速度不能過快，當(dāng)樁尖遇到硬土層或砂層而發(fā)生沉樁阻力突然增大時，可采用忽停忽壓的沖擊施壓法。

（二）接樁：當(dāng)下節(jié)樁的樁頭距地面1—1.2m時，即可進(jìn)行焊接接樁，樁對接前應(yīng)用鋼刷將上下端的鋼板清刷干凈，用導(dǎo)向箍引導(dǎo)就位，使上下節(jié)樁順直后再開始焊接，焊接層數(shù)不得少于二層，焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)，焊好后應(yīng)自然冷卻10分鐘以上可施壓，嚴(yán)禁用水冷卻和焊接后立即施壓。

（三）終壓：終壓標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)考慮樁型、樁長、樁周土特性、樁端土特性及單位樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值等因素。①當(dāng)樁長﹥21m時，終壓力按設(shè)計極限承載力取值②當(dāng)樁長﹤21m且﹥14m時，終壓力按設(shè)計極限承載力的1.1—1.4倍取得③當(dāng)樁長﹤14m時，終壓力按設(shè)計極限承載力的1.4—1.6倍取值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 譚巍，淺PTC管樁靜壓施工技術(shù)

[2] 張明義，靜力壓樁施工技術(shù)研究[J]；施工技術(shù)；2002年06期