靜壓樁施工工藝及常見問題處理

林長森

中國鐵建中非建設集團尼日利亞有限公司（100855）

靜壓樁施工工藝及常見問題處理

林長森

中國鐵建中非建設集團尼日利亞有限公司（100855）

靜壓樁是樁基礎的一個重要處理方法。在軟土地區(qū)靜力壓樁法越來越被廣泛采用，為了更好地應用靜力樁施工方法，以適應現(xiàn)代工程對基礎日益嚴格的要求，這里結合BAYELSA機場航站樓工程靜壓樁施工實例，介紹了靜壓樁在工程實際中的施工工藝和技術，以及靜力壓樁的沉樁機理、優(yōu)缺點，沉樁施工過程中出現(xiàn)的主要問題進行了分析和處理，提出了相應的解決措施。

靜壓樁；施工工藝；沉樁；機理

0 引言

隨著現(xiàn)代經濟的快速發(fā)展，各種功能型、超高型或超大型復雜建筑不斷興建，如何保障工程質量是施工企業(yè)最為關心的問題。而建筑工程中基礎工程施工是工程質量保證的最重要的環(huán)節(jié)。在軟土基礎工程中，靜力壓樁法的應用廣泛，早在20世紀60年代在上海開始研究使用，近年來，在寧波、西安、廣州以及上海等地得到大量應用并推廣到非洲地區(qū)。采用此法施工的樁長已達60 m以上,壓樁機的設計壓樁力已達6 000～7 000 kN[1]。這里將結合BAYELSA機場航站樓工程闡述大面積靜壓樁的施工工藝特點和常見問題處理措施，為工程實際提供參考依據(jù)。

1 靜壓樁沉樁原理[2]

靜壓樁法施工是通過靜力壓樁機的壓樁機構，以壓樁機自重和機架上的配重提供反力而將預制樁壓入土中的沉樁工藝。在沉樁施工時，樁尖刺入土體中，原狀土的初始應力狀態(tài)受到破壞，使得樁尖下土體發(fā)生壓縮變形，同時土體對樁尖產生摩阻力，隨著樁貫入壓力的不斷增大，當樁尖土體的應力超過其抗剪強度時，土體發(fā)生變形急劇增大而達到極限破壞，從而達到樁體下沉的目的。

與錘擊打樁及灌注樁比較，靜壓樁施工的主要優(yōu)點有:1）施工時無噪聲，適合在市區(qū)及其他對噪聲有限制的場地，比如附近有學校、醫(yī)院、辦公樓及住宅小區(qū)；2）施工中無振動，適宜在危房、精密儀器房等附近區(qū)域內施工；3）施工中應力比小，且不易出現(xiàn)拉應力，因此可以減少配筋率；4）靜壓預制樁的質量比較容易控制；5）施工文明，場地整潔，勞動強度低，自動化程度高，沒有廢氣和泥漿的污染問題；6）施工速度快，工效高，工期短。

2 工程概況

BAYELSA機場航站樓工程基礎場地范圍長124 m,寬61 m。共布置569根樁,橫截面大小為0.4 m×0.4 m,根據(jù)設計要求樁基方案確定采用現(xiàn)場試樁方式。根據(jù)前后2次試樁的情況，每根樁由下部分12 m和上部分8.5 m的鋼筋混凝土（C35）組成，采用靜力壓樁法施工,地基承載力設計值為170 kN/m2。

2.1 靜壓樁施工程序

本工程中靜壓預制樁的施工，一般情況下都采用分段壓入、逐段接長的方法。其程序為:施工準備→測量定位→樁機就位→起吊預制樁→穩(wěn)樁→打樁→接樁→送樁→中間檢查驗收→移樁機至下一個樁位。

2.1.1 施工準備

樁基的軸線和標高均已測定完畢，并經過檢查辦完預檢手續(xù)。同時樁基的軸線和高程的控制樁，要設置在不受打樁影響的地點并妥善保護。處理完高空和地下的障礙物，如影響鄰近建筑物或構筑物的使用或安全時,要會同有關單位采取有效措施，予以處理。據(jù)軸線放出樁位線，用木撅或鋼筋頭釘好樁位，并用白灰作標志，以便于施打。場地應碾壓平整，排水暢通，保證樁機的移動和穩(wěn)定垂直。施工前必須打試驗樁，其數(shù)量不少于2根，確定貫入度并校驗施工材料是否符合設計要求和相關規(guī)定，打樁設備、施工工藝以及技術措施是否適宜。選擇和確定打樁機進出路線的打樁順序，制定施工方案。

2.1.2 操作工藝

靜力壓樁法的施工工藝如下:

1）測量定位:施工前放好軸線和每一個樁位，在樁位中心打1根短鋼筋，并涂上油漆使標志明顯。如在較軟的場地施工，由于樁機的行走會擠走預定短鋼筋,故當樁機大體就位后要重新測定樁位。

2）樁機就位:打樁機就位時，要對準樁位，保證垂直穩(wěn)定，在施工中不發(fā)生傾斜、移動。

3）起吊預制樁:先拴好吊樁用的鋼絲繩和索具，然后用索具捆住樁上端吊環(huán)附近處，一般不超過30 cm，再起動機器起吊預制樁，使樁尖垂直對準樁位中心，緩緩放下插入土中，位置要準確；再在樁頂扣好樁帽或樁箍，即可除去索具。

4）穩(wěn)樁:樁尖插入樁位后,先用較小的落距30～50 cm，樁入土一定深度，再使樁垂直穩(wěn)定。10 m以內短樁可目測或用線墜雙向校正；10 m以上或打接樁必須用線墜或經緯儀雙向校正，不得目測。樁插入時垂直度偏差不得超過0.5%。樁在打入前，要在樁的機面或樁架上設置標尺,以便在施工中觀測、記錄。

5）打樁:打樁順序根據(jù)基礎的設計標高，先深后淺；依樁的規(guī)格要先大后小，先長后短。由于樁的密集程度不同，可自中間向兩個方向對稱進行或向四周進行；也可由一側向單一方向進行。

6）接樁:在樁長不夠的情況下，采用焊接接樁，其預制樁表面上的預埋件要清潔，上下節(jié)之間的間隙要用鐵片墊實焊牢；焊接時，要采取措施，減少焊縫變形；焊縫要連續(xù)焊滿。接樁時，一般在距地面l m左右時進行。上下樁節(jié)的中心線偏差不得大于10 mm，節(jié)點折曲矢高不得大于1‰樁長。接樁處入土前，要對外露鐵件，再次補刷防腐漆。

7）送樁:設計要求送樁時，送樁的中心線要與樁身吻合一致，才能進行送樁。若樁頂不平，可用麻袋或厚紙墊平。送樁留下的樁孔要立即回填密實。

8）檢查驗收:每根樁達到貫入度要求，樁尖標高進入持力層,接近設計標高或打至設計標高時，要進行中間驗收。在控制時，一般要求最后三次十錘的平均貫入度，不大于規(guī)定的數(shù)值或以樁尖打至設計標高來控制，符合設計要求后，填好施工記錄。如發(fā)現(xiàn)樁位與要求相差較大時，要會同有關單位研究處理，然后移樁機到新樁位。

圖1～圖4展示的是部分施工現(xiàn)場圖。

圖1 壓樁機

圖2 靜力樁定位圖

圖3 靜力樁接樁圖

圖4 接樁焊接圖

2.2 施工過程中常見問題及相應措施

1）樁身上抬:由于靜壓樁是擠土樁，在場地樁數(shù)量較多、樁距較密的情況下，時常后壓的樁會對已壓樁產生擠壓上抬，特別對于短樁，易形成所謂的吊腳樁。這種樁在做靜載試驗時，開始沉降較大，曲線較陡，但當樁尖達到持力層，承載力又有明顯增加，沉降曲線又趨于平緩,這是樁身上抬的典型曲線。樁身上抬除了靜載沉降偏大外，對樁而言可能會把接頭拉斷，樁尖脫空，同時大大增加對四周樁的水平擠壓力，導致樁傾斜偏位。在處理上施工前合理安排壓樁順序，同一單體建筑物一般要求先壓場地中央的樁，后壓周邊的樁；先壓持力層較深的樁，后壓較淺的樁。出現(xiàn)樁身上抬后一般采用復壓的辦法使樁基按正常使用,但對承受水平荷載的基礎要慎重。

2）壓樁達不到設計標高:現(xiàn)場施工出現(xiàn)了20 m、15 m、最短至13.5 m無法下壓情況，參照所參考報告描述“填砂3 m，下為20～25 m淤泥”，根據(jù)沉樁情況分析,樁底應穿過淤泥層到達下部硬土層，可能情況為局部土層變化較大，或局部存在硬土夾層,或由于擠土效應部分樁進入硬土層較淺。因此建議沉樁時注意控制沉樁間隔時間，采用跳打等方式增加沉樁間隔時間，減少擠土效應；按規(guī)程要求控制終止壓樁時“復壓”次數(shù)與穩(wěn)壓時間以及其他必要措施，保證沉樁質量。

對已施工完成樁基，如有可能，可在較短樁長區(qū)域進行局部補充地質勘察，可準確分析情況產生的原因。對局部特別短的樁基，可在28 d以后取一根做樁基靜載試驗，根據(jù)試驗結果確定是否可采用或另需補樁。也可采用“復壓”工藝對沉樁較短樁基進行先行處理，一方面可根據(jù)復壓結果進一步判斷原因，另一方面也是對已完成樁的加強處理。

3）樁端封口不實:當樁尖有縫隙，地下水水頭差的壓力可使樁外的水通過縫隙進入樁管內腔，若樁尖附近的土質是泥質土，遇水易化軟，從而直接影響樁的承載力。對于樁靴的焊接質量要求與端板間無間隙、錯位，保證焊縫飽滿，無氣孔。焊接對稱進行,焊接時間控制得當,焊接完成后自然冷卻10 min左右方可施壓，因高溫焊縫遇水后變脆，容易開裂。工程上比較有效的補救技術措施是采用“填芯混凝土”法，即在管樁施壓完畢后立即灌入高度為1.2 m左右的C20細石混凝土封底，樁端不漏水，樁端附近水壓平衡，樁端土承受三相壓力，承載力能保持穩(wěn)定。

4）引孔壓樁的問題。為了防止樁間的擠土效應太大，或土質太硬而使樁身較短，施工中往往采用引孔壓樁的工藝，即先鉆比管樁略小規(guī)格的直徑鉆孔，深度是樁長的（2/3～1）L，然后將管樁沿鉆孔壓下去。引孔應隨引隨壓，中間間隔時間不宜太長，否則孔內積水，一是會軟化樁端土，待水消散后孔底會留有一定空隙；二是積水往樁外壁冒，削弱了樁的側摩阻力。對于較硬土質中引孔壓樁還會有樁尖達不到引孔孔底的現(xiàn)象，施工完成后孔底積水使土體軟化，使承載力達不到設計要求。

3 結語

在靜壓樁施工過程中只有正確的掌握了施工技術，積累經驗，并對施工過程中遇見的問題及時采取有效措施，才能保證靜壓樁的施工質量和建筑工程的安全穩(wěn)定。

[1]鄭剛,顧曉魯.軟土地基上靜力壓樁若干問題的分析[J].建筑結構學報,1998(4):54-60.

[2]賴龍威.靜力壓樁的技術特點及常見問題分析[J].山西建筑,2008,34(10):106-108.