预制桩静压施工工艺与控制重点

邢文锁 李撰兰

1 静压桩简介

静压法沉桩是通过静力压桩机的压桩机构，以压桩机自重和桩机上的配重作反力而将预制钢筋混凝土桩分节压入地基土层中成桩。其特点是:桩机全部采用液压装置驱动，压力大，自动化程度高，纵横移动方便，运转灵活;桩定位精确，不易产生偏心，可提高桩基施工质量;施工无噪声、无振动、无污染;沉桩采用全液压夹持桩身向下施加压力，可避免锤击应力，打碎桩头，桩截面可以减小，混凝土强度等级可降低1级～2级，配筋比锤击法可省40%;效率高，施工速度快，适用于软土、填土及一般粘性土层中，特别适合于居民稠密及危房附近环境保护要求严格的地区沉桩;但不宜用于地下有较多孤石、障碍物或有4 m以上硬隔离层的情况。

1.1 静压法沉桩机理

静压预制桩主要应用于软土，一般粘性土地基。在桩压入过程中，系以桩机本身的重量(包括配重)作为反作用力，以克服压桩过程中的桩侧摩阻力和桩端阻力。当预制桩在竖向静压力作用下沉入土中时，桩周土体发生急速而激烈的挤压，土中孔隙水压力急剧上升，土的抗剪强度大大降低，从而使桩身很快下沉。

1.2 压桩机具设备

静力压桩机分机械式和液压式两种。前者系用桩架、卷扬机、加压钢丝绳、滑轮组和活动压梁等部件组成，施压部分在桩顶端面，施加静压力约为600 kN～2 000 kN，这种桩机设备高大笨重，行走移动不便，压桩速度较慢，但装配费用较低，只少数还有这种设备的地区仍在应用;后者由压拔装置、行走机构及起吊装置等组成，采用液压操作，自动化程度高，结构紧凑，行走方便快速，施压部分不在桩顶面，而在桩身侧面，它是当前国内较广泛采用的一种新型压桩机械。

2 静压桩施工

1)静压预制桩的施工，一般都采取分段压入，逐段接长的方法。其施工程序为:测量定位→压桩机就位→吊桩、插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→切割桩头。静压预制桩施工前的准备工作、桩的制作、起吊、运输、堆放、施工流水、测量放线、定位等均同锤击法打(沉)预制桩。

2)压桩时，桩机就位系利用行走装置完成，它是由横向行走(短船行走)和回转机构组成。把船体当作铺设的轨道，通过横向和纵向油缸的伸程和回程使桩机实现步履式的横向和纵向行走。当横向两油缸一只伸程，另一只回程，可使桩机实现小角度回转，这样可使桩机达到要求的位置。

3)静压预制桩每节长度一般在12 m以内，插桩时先用起重机吊运或用汽车运至桩机附近，再利用桩机上自身设置的工作吊机将预制混凝土桩吊入夹持器中，夹持油缸将桩从侧面夹紧，即可开动压桩油缸，先将桩压入土中1 m左右后停止，调正桩在两个方向的垂直度后，压桩油缸继续伸程把桩压入土中，伸长完后，夹持油缸回程松夹，压桩油缸回程，重复上述动作可实现连续压桩操作，直至把桩压入预定深度土层中。在压桩过程中要认真记录桩入土深度和压力表读数的关系，以判断桩的质量及承载力。当压力表读数突然上升或下降时，要停机对照地质资料进行分析，判断是否遇到障碍物或产生断桩现象等。

4)压桩应连续进行如需接桩可压至桩顶离地面0.8 m～1.0 m用硫磺砂浆锚接，一般在下部桩留φ50 mm锚孔，上部桩顶伸出锚筋，长15d～20d，硫磺砂浆接桩材料和锚接方法同锤击法，但接桩时避免桩端停在砂土层上，以免再压桩时阻力增大压入困难。再用硫磺胶泥接桩间歇不宜过长(正常气温下为10 min～18 min);接桩面应保持干净，浇筑时间不超过2 min;上下桩中心线应对齐，节点矢高不得大于1‰桩长。

5)当压力表读数达到预先规定值，便可停止压桩。如果桩顶接近地面，而压桩力尚未达到规定值，可以送桩。静力压桩情况下，只需用一节长度超过要求送桩深度的桩，放在被送的桩顶上便可以送桩，不必采用专用的钢送桩。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。

6)压桩应控制好终止条件，一般可按以下方法进行控制:

a.对于摩擦桩，按照设计桩长进行控制，但在施工前应先按设计桩长试压几根桩，待停置24 h后，用与桩的设计极限承载力相等的终压力进行复压，如果桩在复压时几乎不动，即可以此进行控制。

b.对于端承摩擦桩或摩擦端承桩，按终压力值进行控制:对于桩长大于21 m的端承摩擦桩，终压力值一般取桩的设计极限承载力。当桩周土为粘性土且灵敏度较高时，终压力可按设计极限承载力的0.8倍～0.9倍取值;当桩长小于21 m，而大于14 m时，终压力按设计极限承载力的1.1倍～1.4倍取值;或桩的设计极限承载力取终压力值的0.7倍～0.9倍;当桩长小于14 m时，终压力按设计极限承载力的1.4倍～1.6倍取值;或设计极限承载力取终压力值0.6倍～0.7倍，其中对于小于8 m的超短桩，按0.6 倍取值。

c.超载压桩时，一般不宜采用满载连续复压法，但在必要时可以进行复压，复压的次数不宜超过两次，且每次稳压时间不宜超过10 s。

3 压桩出现的问题及解决方法

3.1 压不下去

3.1.1 原因

1)端停在砂层中接桩，中途间断时间过长;2)桩机部分设备工作失灵，压桩停歇时间过长;3)降水过程中空隙水排出，压桩时失去超静水压力的“润滑作用”;4)尖碰到夹砂层，压桩阻力突然增大，甚至超过压桩机能力而使桩机上抬。

3.1.2 处理方法

避免桩端停在砂层中接桩;及时检查压桩设备;降水水位适当;以最大压桩力作用在桩顶，采取停车再开，忽停忽开的办法，使桩有可能缓慢下沉穿过砂层。

3.2 桩达不到设计标高

3.2.1 原因

1)桩端持力层深度与勘察报告不符;2)桩压至接近设计标高时过早停压，在补压时压不下去。

3.2.2 处理方法

变更设计桩长;改变过早停压的做法。

3.3 桩架发生较大倾斜

3.3.1 原因

当压桩阻力超过压桩能力或者来不及调整平衡。

3.3.2 处理方法

立即停压并采取措施，调整，使之保持平衡。

3.4 桩身倾斜或位移

3.4.1 原因

1)桩不保持轴心受压;2)上下节桩轴线不一致;3)遇横向障碍物。

3.4.2 处理方法

及时调整;加强测量;障碍物不深时，可挖除回填后再压;歪斜较大，可利用压桩油缸回程，将土中的桩拔出，回填后重新压桩。

4 质量控制

表1 静力压桩质量检验标准

1)施工前应对成品桩做外观及强度检验，接桩用焊条或半成品硫磺胶泥应有产品合格证书，或送有关部门检验，压桩用压力表、锚杆规格及质量也应进行检查。硫磺胶泥半成品应每100 kg做一组试体(3件)，进行强度试验。

2)压桩过程中应检查压力、桩垂直度、接桩间歇时间、桩的连接质量及压入深度。重要工程应对电焊接桩的接头做10%的探伤检查。对承受反力的结构(对锚杆静压桩)应加强观测。

3)施工结束后，应做桩的承载力及桩体质量检验。

4)静力压桩质量检验标准见表1。

［1］马 亮.静压预制桩复合地基在湿陷性黄土地区的尝试［J］.山西建筑，2010，36(8):119-120.