預制樁靜壓施工工藝與控制重點

邢文鎖 李撰蘭

1 靜壓樁簡介

靜壓法沉樁是通過靜力壓樁機的壓樁機構，以壓樁機自重和樁機上的配重作反力而將預制鋼筋混凝土樁分節(jié)壓入地基土層中成樁。其特點是:樁機全部采用液壓裝置驅動，壓力大，自動化程度高，縱橫移動方便，運轉靈活;樁定位精確，不易產生偏心，可提高樁基施工質量;施工無噪聲、無振動、無污染;沉樁采用全液壓夾持樁身向下施加壓力，可避免錘擊應力，打碎樁頭，樁截面可以減小，混凝土強度等級可降低1級～2級，配筋比錘擊法可省40%;效率高，施工速度快，適用于軟土、填土及一般粘性土層中，特別適合于居民稠密及危房附近環(huán)境保護要求嚴格的地區(qū)沉樁;但不宜用于地下有較多孤石、障礙物或有4 m以上硬隔離層的情況。

1.1 靜壓法沉樁機理

靜壓預制樁主要應用于軟土，一般粘性土地基。在樁壓入過程中，系以樁機本身的重量(包括配重)作為反作用力，以克服壓樁過程中的樁側摩阻力和樁端阻力。當預制樁在豎向靜壓力作用下沉入土中時，樁周土體發(fā)生急速而激烈的擠壓，土中孔隙水壓力急劇上升，土的抗剪強度大大降低，從而使樁身很快下沉。

1.2 壓樁機具設備

靜力壓樁機分機械式和液壓式兩種。前者系用樁架、卷揚機、加壓鋼絲繩、滑輪組和活動壓梁等部件組成，施壓部分在樁頂端面，施加靜壓力約為600 kN～2 000 kN，這種樁機設備高大笨重，行走移動不便，壓樁速度較慢，但裝配費用較低，只少數還有這種設備的地區(qū)仍在應用;后者由壓拔裝置、行走機構及起吊裝置等組成，采用液壓操作，自動化程度高，結構緊湊，行走方便快速，施壓部分不在樁頂面，而在樁身側面，它是當前國內較廣泛采用的一種新型壓樁機械。

2 靜壓樁施工

1)靜壓預制樁的施工，一般都采取分段壓入，逐段接長的方法。其施工程序為:測量定位→壓樁機就位→吊樁、插樁→樁身對中調直→靜壓沉樁→接樁→再靜壓沉樁→送樁→終止壓樁→切割樁頭。靜壓預制樁施工前的準備工作、樁的制作、起吊、運輸、堆放、施工流水、測量放線、定位等均同錘擊法打(沉)預制樁。

2)壓樁時，樁機就位系利用行走裝置完成，它是由橫向行走(短船行走)和回轉機構組成。把船體當作鋪設的軌道，通過橫向和縱向油缸的伸程和回程使樁機實現步履式的橫向和縱向行走。當橫向兩油缸一只伸程，另一只回程，可使樁機實現小角度回轉，這樣可使樁機達到要求的位置。

3)靜壓預制樁每節(jié)長度一般在12 m以內，插樁時先用起重機吊運或用汽車運至樁機附近，再利用樁機上自身設置的工作吊機將預制混凝土樁吊入夾持器中，夾持油缸將樁從側面夾緊，即可開動壓樁油缸，先將樁壓入土中1 m左右后停止，調正樁在兩個方向的垂直度后，壓樁油缸繼續(xù)伸程把樁壓入土中，伸長完后，夾持油缸回程松夾，壓樁油缸回程，重復上述動作可實現連續(xù)壓樁操作，直至把樁壓入預定深度土層中。在壓樁過程中要認真記錄樁入土深度和壓力表讀數的關系，以判斷樁的質量及承載力。當壓力表讀數突然上升或下降時，要停機對照地質資料進行分析，判斷是否遇到障礙物或產生斷樁現象等。

4)壓樁應連續(xù)進行如需接樁可壓至樁頂離地面0.8 m～1.0 m用硫磺砂漿錨接，一般在下部樁留φ50 mm錨孔，上部樁頂伸出錨筋，長15d～20d，硫磺砂漿接樁材料和錨接方法同錘擊法，但接樁時避免樁端停在砂土層上，以免再壓樁時阻力增大壓入困難。再用硫磺膠泥接樁間歇不宜過長(正常氣溫下為10 min～18 min);接樁面應保持干凈，澆筑時間不超過2 min;上下樁中心線應對齊，節(jié)點矢高不得大于1‰樁長。

5)當壓力表讀數達到預先規(guī)定值，便可停止壓樁。如果樁頂接近地面，而壓樁力尚未達到規(guī)定值，可以送樁。靜力壓樁情況下，只需用一節(jié)長度超過要求送樁深度的樁，放在被送的樁頂上便可以送樁，不必采用專用的鋼送樁。如果樁頂高出地面一段距離，而壓樁力已達到規(guī)定值時則要截樁，以便壓樁機移位。

6)壓樁應控制好終止條件，一般可按以下方法進行控制:

a.對于摩擦樁，按照設計樁長進行控制，但在施工前應先按設計樁長試壓幾根樁，待停置24 h后，用與樁的設計極限承載力相等的終壓力進行復壓，如果樁在復壓時幾乎不動，即可以此進行控制。

b.對于端承摩擦樁或摩擦端承樁，按終壓力值進行控制:對于樁長大于21 m的端承摩擦樁，終壓力值一般取樁的設計極限承載力。當樁周土為粘性土且靈敏度較高時，終壓力可按設計極限承載力的0.8倍～0.9倍取值;當樁長小于21 m，而大于14 m時，終壓力按設計極限承載力的1.1倍～1.4倍取值;或樁的設計極限承載力取終壓力值的0.7倍～0.9倍;當樁長小于14 m時，終壓力按設計極限承載力的1.4倍～1.6倍取值;或設計極限承載力取終壓力值0.6倍～0.7倍，其中對于小于8 m的超短樁，按0.6 倍取值。

c.超載壓樁時，一般不宜采用滿載連續(xù)復壓法，但在必要時可以進行復壓，復壓的次數不宜超過兩次，且每次穩(wěn)壓時間不宜超過10 s。

3 壓樁出現的問題及解決方法

3.1 壓不下去

3.1.1 原因

1)端停在砂層中接樁，中途間斷時間過長;2)樁機部分設備工作失靈，壓樁停歇時間過長;3)降水過程中空隙水排出，壓樁時失去超靜水壓力的“潤滑作用”;4)尖碰到夾砂層，壓樁阻力突然增大，甚至超過壓樁機能力而使樁機上抬。

3.1.2 處理方法

避免樁端停在砂層中接樁;及時檢查壓樁設備;降水水位適當;以最大壓樁力作用在樁頂，采取停車再開，忽停忽開的辦法，使樁有可能緩慢下沉穿過砂層。

3.2 樁達不到設計標高

3.2.1 原因

1)樁端持力層深度與勘察報告不符;2)樁壓至接近設計標高時過早停壓，在補壓時壓不下去。

3.2.2 處理方法

變更設計樁長;改變過早停壓的做法。

3.3 樁架發(fā)生較大傾斜

3.3.1 原因

當壓樁阻力超過壓樁能力或者來不及調整平衡。

3.3.2 處理方法

立即停壓并采取措施，調整，使之保持平衡。

3.4 樁身傾斜或位移

3.4.1 原因

1)樁不保持軸心受壓;2)上下節(jié)樁軸線不一致;3)遇橫向障礙物。

3.4.2 處理方法

及時調整;加強測量;障礙物不深時，可挖除回填后再壓;歪斜較大，可利用壓樁油缸回程，將土中的樁拔出，回填后重新壓樁。

4 質量控制

表1 靜力壓樁質量檢驗標準

1)施工前應對成品樁做外觀及強度檢驗，接樁用焊條或半成品硫磺膠泥應有產品合格證書，或送有關部門檢驗，壓樁用壓力表、錨桿規(guī)格及質量也應進行檢查。硫磺膠泥半成品應每100 kg做一組試體(3件)，進行強度試驗。

2)壓樁過程中應檢查壓力、樁垂直度、接樁間歇時間、樁的連接質量及壓入深度。重要工程應對電焊接樁的接頭做10%的探傷檢查。對承受反力的結構(對錨桿靜壓樁)應加強觀測。

3)施工結束后，應做樁的承載力及樁體質量檢驗。

4)靜力壓樁質量檢驗標準見表1。

［1］馬 亮.靜壓預制樁復合地基在濕陷性黃土地區(qū)的嘗試［J］.山西建筑，2010，36(8):119-120.