淺議靜壓樁施工技術(shù)

王文喜　姚文清

摘要：預(yù)應(yīng)力管樁由于其具有施工工期短、單位承載力及造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)，在許多地區(qū)得到了迅猛發(fā)展及推廣應(yīng)用。文章介紹了靜壓法沉樁機(jī)理及適用范圍，并重點(diǎn)探討了靜壓法施工技術(shù)，以便為靜壓法的廣泛應(yīng)用提供技術(shù)上的參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力管；靜壓樁施工；靜壓法沉樁機(jī)理；終壓力

中圖分類號(hào)：TU753文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）06-0193-02

靜壓預(yù)制管樁施工是通過機(jī)械液壓操作，采用全液壓夾持樁身向下施加壓力沉樁，自動(dòng)化程度高，行走方便，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，樁位定點(diǎn)精確，能避免打碎樁頭，可提高樁基的施工質(zhì)量。靜壓預(yù)制管樁以其無振動(dòng)、無噪聲、無污染、施工速度快、單位承載力高等特點(diǎn)而逐步成為某些地區(qū)基礎(chǔ)施工的主力樁型。本文試通過實(shí)踐，對(duì)靜壓預(yù)制管樁施工技術(shù)進(jìn)行探討。

一、靜壓法沉樁機(jī)理及適用范圍

靜壓預(yù)制樁主要應(yīng)用于軟土地基。在沉樁過程中，樁尖直接使土體產(chǎn)生沖切破壞，伴隨或先發(fā)生沿樁身土體的直接剪切破壞。孔隙水受此沖剪擠壓作用形成不均勻水頭，產(chǎn)生超孔隙水壓力，擾動(dòng)了土體結(jié)構(gòu)，使樁周約一倍樁徑的一部分土體抗剪強(qiáng)度降低，發(fā)生嚴(yán)重軟化（粘性土）或稠化（粉土、砂土），出現(xiàn)土重塑現(xiàn)象，從而可容易地連續(xù)將靜壓樁送入很深的地基土層中。壓樁過程中如發(fā)生停頓，一部分孔隙水壓力會(huì)消失，樁周土?xí)l(fā)生徑向固結(jié)現(xiàn)象，使土體密實(shí)度增加，樁周的側(cè)壁摩阻力也增長，尤其是擾動(dòng)重塑的樁端土體強(qiáng)度得到恢復(fù)，致使樁端阻力增長較大，停頓時(shí)間越長擾動(dòng)土體強(qiáng)度恢復(fù)增長越多。因此，靜壓沉樁不宜中途停頓，必須接樁停留時(shí)，宜考慮淺層接樁，還應(yīng)盡量避開在好土層深度處停留接樁。靜壓樁是擠土樁，壓入過程中會(huì)導(dǎo)致樁周圍土的密度增加，其擠土效應(yīng)取決于樁截面的幾何形狀、樁間距以及土層的性能。

靜力壓樁法適用上覆土層為素填土、粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂，下臥樁端持力層可為卵石、礫石或基巖，當(dāng)上覆土層有建筑垃圾、舊基礎(chǔ)時(shí)，必須先清理干凈，才能采用靜壓樁法。靜力壓樁穿透中粗砂能力較差，當(dāng)需貫穿有一定厚度的砂性土中間夾層時(shí)，必須根據(jù)砂性土層的厚度、密實(shí)度、上下土層的力學(xué)指標(biāo)和設(shè)計(jì)及設(shè)備綜合考慮。大量工程實(shí)踐表明，對(duì)于粘性土和非粘性土，靜壓樁在施工過程中的樁端阻力變化規(guī)律以及后期承載力變化情況不盡相同。

二、靜壓樁的施工方法

（一）施工程序

液壓管樁的施工程序?yàn)椋簻y量定位-樁機(jī)就位-復(fù)核樁位-吊樁插樁-樁身對(duì)中調(diào)直-靜壓沉樁-接樁-再靜壓沉樁-送樁-終止壓樁-樁質(zhì)量檢驗(yàn)-切割樁頭-填充管樁內(nèi)的細(xì)石混凝土。

（二）施工要點(diǎn)

1．靜力壓樁單樁豎向承載力，可通過樁的終止壓力值大致判斷，但因土質(zhì)的不同而異。樁的終止壓力不等于單樁的極限承載力，要通過靜載對(duì)比試驗(yàn)來確定一個(gè)系數(shù)，然后再利用系數(shù)和終止壓力，求出單樁豎向承載力的標(biāo)準(zhǔn)值K，即K＝ks。如判斷的終止壓力值不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)立即采取送壓加深處理或補(bǔ)樁，以保證樁基的施工質(zhì)量。壓樁應(yīng)控制好終止條件。湛江海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓樁基工程，壓樁到設(shè)計(jì)樁長時(shí)，壓力表的壓力達(dá)到單樁承載力2.7倍時(shí)，即可停止壓樁，否則應(yīng)增加樁長，并會(huì)同設(shè)計(jì)單位另行處理。

2．壓樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，采用硫磺膠泥接樁間歇不宜過長（正常氣溫下為10～18min）接樁面應(yīng)保持干凈，澆注時(shí)間不應(yīng)超過2min；上下校中心線應(yīng)對(duì)齊，偏差不大于10mm；節(jié)點(diǎn)矢高不得大于1%樁長。

3．垂直度控制，調(diào)校樁的垂直度是沉樁質(zhì)量的關(guān)鍵，須高度重視。插樁在一般情況下人土30～50㎝為宜，然后進(jìn)行調(diào)校。樁機(jī)駕駛?cè)藛T在施工長的組織、指揮下，掌握好雙方角度尺兩個(gè)方向上都?xì)w零點(diǎn)，使樁機(jī)縱橫方向保持水平，調(diào)校垂直在規(guī)范允許值以內(nèi)才能沉樁。在沉樁過程中施工員隨時(shí)觀察樁的進(jìn)尺變化，如遇地質(zhì)層有障礙物、樁桿偏移時(shí)，應(yīng)分一二個(gè)行程逐漸調(diào)直。

（三）沉樁線路的選定

預(yù)應(yīng)力樁基施工時(shí)隨著人樁段數(shù)的增多，各層地質(zhì)構(gòu)造土體密度隨之增高。土體與樁身表面間的摩擦阻力也相應(yīng)增大，壓樁所需的壓入力也在增大。為使壓樁中各樁的壓力阻力基本接近，入樁線路應(yīng)選擇單向行進(jìn)，不能從兩側(cè)往中間進(jìn)行（即所謂打關(guān)門樁），這樣地基土在人樁擠密過程中，土體可自由向外擴(kuò)張，即可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的擠壓而造成部分樁身傾斜，保證了群樁的工作基本均勻并符合設(shè)計(jì)值。湛江海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓工程毗鄰居民集聚地，東、北、西三面房屋較近，沉樁線路應(yīng)為樁中心離建筑物近處開壓，企圖將各土層自北向南排擠（南面臨街無建筑物），盡可能地降低擠土效應(yīng)影響。

（四）管樁與承臺(tái)的連接方式

上述工程管樁與承臺(tái)采用剛接。管樁的樁頭均采用專用工具鋸斷，斷口平齊，故不能利用樁身內(nèi)的鋼筋伸入承臺(tái)作為連接的鋼筋。在樁頭的樁管內(nèi)填充4200mm高的C30細(xì)石混凝土，并在混凝土中均分插入6ф14鋼筋與承臺(tái)連接。

（五）壓樁施工注意事項(xiàng)

1．壓樁施工前應(yīng)對(duì)現(xiàn)場的土場地值情況了解清楚，做到心中有數(shù)；同時(shí)應(yīng)做好設(shè)備的檢查工作，保證使用可靠。

2．壓樁過程中，應(yīng)隨時(shí)注意使樁保持軸心受壓，若有偏移，要及時(shí)調(diào)整。

3．接樁時(shí)應(yīng)保證上、下節(jié)樁的軸線一致，并盡可能地縮短接樁時(shí)間。

4．量測壓力等儀表應(yīng)注意保養(yǎng)、及時(shí)檢修和定期標(biāo)定，以減少量測誤差。

5．壓樁機(jī)行駛道路的地基應(yīng)有足夠的承載力，必要時(shí)需作處理。

三、出現(xiàn)問題與事故處理

（一）樁身斷裂

樁在沉入過程中，樁身突然傾鈄錯(cuò)位，當(dāng)樁尖處土質(zhì)條件沒有特殊變化，而貫入度逐漸增加或突然增大，樁身出現(xiàn)回彈現(xiàn)象，即可能樁身斷裂。主要原因：樁身在施工中出現(xiàn)較大彎曲，在集中荷載作用下，樁身不能承受抗彎度；樁身在壓應(yīng)力大于混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí)，混凝土發(fā)生破碎；制作樁的水泥標(biāo)號(hào)不符合要求，砂、石中含泥量大，石子中有大量碎屑，使樁身局部強(qiáng)度不夠，施工時(shí)在該處斷裂；樁在堆放、起吊、運(yùn)輸過程中，也會(huì)產(chǎn)生裂紋或斷裂。預(yù)防措施：施工前，應(yīng)清除地下障礙物。每節(jié)樁的細(xì)長比不宜過大，一般不超過30；在初沉樁過程中，如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時(shí)糾正。樁打入一定深度發(fā)生嚴(yán)重傾斜時(shí)，不宜采用移動(dòng)樁架來糾正。接樁時(shí)，要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上；樁在堆放、起吊、運(yùn)輸過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定或操作規(guī)程執(zhí)行；普通預(yù)制樁經(jīng)蒸壓達(dá)到要求強(qiáng)度后，宜在自然條件下再養(yǎng)護(hù)一個(gè)半月，以提高樁的后期強(qiáng)度。治理方法：當(dāng)施工中出現(xiàn)斷裂樁，應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)人員共同研究處理辦法。根據(jù)工程地質(zhì)條件、上部荷載及所處的結(jié)構(gòu)部位，可以采取補(bǔ)樁的方法。

（二）沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)要求

樁設(shè)計(jì)時(shí)是以最終貫入度和最終標(biāo)高作為施工的最終控制。一般情況下，以一種控制標(biāo)準(zhǔn)為主，與另一種控制標(biāo)準(zhǔn)為參考，有時(shí)沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)的最終控制要求。主要原因：勘探點(diǎn)不夠或勘探資料粗略，勘探工作以點(diǎn)帶面。致使設(shè)計(jì)考慮持力層或選擇樁尖標(biāo)高有誤，有時(shí)因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求過嚴(yán)，超過施工機(jī)械能力或樁身砼強(qiáng)度；樁機(jī)及配重太小或太大，使樁沉不到或沉過設(shè)計(jì)要求的控制標(biāo)高；樁身打斷致使樁不能繼續(xù)打入。預(yù)防措施：探明工程地質(zhì)情況，必要時(shí)應(yīng)作補(bǔ)勘，正確選擇持力層或標(biāo)高；防止樁身斷裂，打樁時(shí)注意樁身變化情況。

（三）樁頂位移

沉樁過程中，相鄰的樁產(chǎn)生橫向位移或樁上升現(xiàn)象。主要原因：樁數(shù)較多，土層飽和密實(shí)、樁間距較小。在沉樁時(shí)土被擠到極限密實(shí)度而向上隆起，相鄰的樁一起被涌起。在軟土地施工時(shí)，由于沉樁引起的空隙壓力把相鄰的樁推向一側(cè)或涌起；樁位放線不準(zhǔn)；偏差過大；施工中樁位標(biāo)志丟失或擠壓偏離，施工人員隨意定位；樁位標(biāo)志與墻、柱軸線標(biāo)志混淆搞錯(cuò)等，造成樁位錯(cuò)位較大；選擇的行車路線不合理；土方開挖方法及順序不正確。預(yù)防措施：沉樁期間不得同時(shí)開挖基坑，需待沉樁完畢后相隔適當(dāng)時(shí)間方可開挖，一般宜兩周左右；基坑開挖注意有一定排水措施，留置邊坡?；舆叢坏枚逊磐练剑虞^深應(yīng)分層開挖；認(rèn)真按設(shè)計(jì)圖紙放好樁位，設(shè)置明顯標(biāo)志，并做好復(fù)查工作，選擇合理樁機(jī)行車路線。

（四）樁身傾斜

樁身垂直偏差過大。原因分析：場地不平、有較大坡度。樁機(jī)本身傾斜，則樁在沉入過程中會(huì)產(chǎn)生傾斜；穩(wěn)樁時(shí)樁不垂直，送樁器、樁帽及樁不在同一條直線上。預(yù)防措施：場地要平整，如場地不平，施工時(shí)應(yīng)在打樁機(jī)行走路線加墊木等物，使打樁機(jī)底盤保持水平。

（五）接樁處開裂

接樁處出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。原因分析：采用焊接連接時(shí)，連接處表面未清理干凈，樁端不平整，焊接質(zhì)量不好，焊縫不連續(xù)、不飽滿、焊肉中夾有焊渣等雜物，焊接好停頓時(shí)間較短，焊縫遇地下水出現(xiàn)脆裂；兩節(jié)樁不在同一條直線上，接樁處產(chǎn)生曲折，壓樁過程中接樁處局部產(chǎn)生集中應(yīng)力而破壞連接。預(yù)防措施：接樁前，保證連接部件清潔，接樁時(shí)，兩節(jié)樁應(yīng)在同一軸線上，焊接預(yù)埋件應(yīng)平整服貼。

四、結(jié)語

靜壓樁具有無震動(dòng)、無噪音、成本低、無泥漿和保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于稠密市區(qū)的施工．靜力壓樁受力明確，壓樁的同時(shí)可準(zhǔn)確記錄壓樁力和樁的入土深度，每根樁都類似于做了一次快速載荷試驗(yàn)，是值得采用的一種較好的施工工藝。

參考文獻(xiàn)

[1]建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94－94）．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995．

[2]趙儉斌，等．遼沈地區(qū)靜壓管樁終壓力與單樁極限承載力的關(guān)系研究[J]．沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005，（4）．

[3]史佩棟．實(shí)用樁基工程手冊[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999．

[4]顧菲，王大偉．靜壓樁工程的質(zhì)量控制[J]．科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2008，（26）．

作者簡介：王文喜（1981－），男，遼寧撫順人，沈陽鐵道勘察設(shè)計(jì)院有限公司助理工程師，碩士；姚文清（1981－），女，山西太谷人，遼寧省物測勘查院助理工程師，碩士。