静压桩施工技术分析

静压桩施工技术分析

王俊  尹晓雨

山西省安装集团股份有限公司   030032

摘要：在建筑工程行业桩基施工技术是一成熟的施工技术，桩基也是建筑不可缺少的关键部分之一。桩基工程根据不同的施工方式，可分为灌注桩和预制桩。其中静压桩即属于预制桩。预制桩成桩又分为锤击桩以及静压桩，由于施工工艺不同，静压桩施工噪音小、速度快等优点，被广泛运用于工业与民用建筑中。

关键词：静压桩、沉桩原理、施工工期

1.工程概述

以太原市某多层建筑工程为例，工程为2栋办公楼、裙楼及地下车库，各办公楼的地下部分及楼宇之间均为地下车库。拟建场地交通便利，地理位置优越。工程设计采用静压桩地基处理工艺施工。

地基处理工程根据现场实际情况和工程地质勘察报告，采用静压AB型Φ400(壁厚95mm)预应力高强混凝土管桩(PHC桩)，管端设计持力层为第六层；主楼单桩承载力特征值不小于520KN，复合地基承载力特征值不小于300KPa；设计有效桩长14米，桩间距S=1.5米，总桩数为1312根（北楼660根、南楼652根）。

2.分析工程地质条件：

2.1拟建场地地基土主要各层分布如下：

第一层：填土（Q42ml）：褐黄，以素填土为主，部分为以杂填土充填。含砖块、水泥块等建筑垃圾及少量生活垃圾，结构松散。该层层底埋深2.3m-3.8m，层底标高770.76m-772.78m.             

第二层：粉土（Q4lal+pl）：褐黄色，含云母、氧化物等，局部混有少量粉砂、粉质粘土。稍湿~湿，较松散状态，具中等压缩性，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，低韧性。实测标贯击数介于2.0-5.0击，平均值N=3.1击，静探锥尖阻力平均值qc=0.46Mpa,侧壁摩阻力平均值fs=10.9Pa。

第三层：粉质粘土（Q4lal+pl）：褐黄色，含云母、氧化物、钙质菌丝等，局部夹粉土、粉砂。湿，可塑，属中压缩性，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，切面光滑，手折可断。实测标贯击数介于3.0-12.0击，平均值N=5.1击，静探锥尖阻力平均值qc=0.63Mpa。

第四层：粉土（Q4lal+pl）：褐黄色，含云母、氧化物等，混有少量粉砂，夹薄层粉质粘土，局部粘性大。稍湿~湿，稍密~中密状态，具中等压缩性，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，低韧性。实测标贯击数介于6.0-19.0击，平均值N=8.7击，静探锥尖阻力平均值qc=2.73Mpa,侧壁摩阻力平均值fs=56.6kPa。

第五层：粉质粘土（Q4lal+pl）：褐黄色、褐红色，含云母、氧化物、姜石、钙质成份等，局部夹薄层粉土。湿，软塑，属中压缩性，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，切面光滑，手折难断。实测标贯击数介于6.0-18.0击，平均值N=11.2击，静探锥尖阻力平均值qc=2.45Mpa,侧壁摩阻力平均值fs=60.2kPa.

第六层：该层按外业钻探记录及结合土工室内试验，可分为两层：

①粉质粘土（Q3al+pl）：黄褐色、褐红色，含云母、氧化物、姜石、钙质成份等，局部夹薄层山粉土及少量粉砂。湿~很湿，可塑，手折难断。该层体现在1#~7#孔。实测标贯击数介于14.0-27.0击，平均值N=21.2击，静探锥尖阻力平均值qc=2.18Mpa，侧壁摩阻力平均值fs=91.8kPa。

②粉土（Q3al+pl）：褐黄色，含云母、氧化物等，混有大量粉砂、细砂，局部夹薄层褐红色粉质粘土。稍湿~湿，稍密~中密状态，具中等压缩性，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，低韧性。该层体现在8#！17#孔。实测标贯击数介于15.0-29.0击，平均值N=21.0击，静探锥尖阻力平均值qc=2.95Mpa,侧壁摩阻力平均值fs=144.6kPa。

第七层：粉土（Q3al+pl）：褐黄色，含云母、氧化物等，夹薄层粉质粘土，局部砂性大。湿，密实状态，具中等压缩性，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，低韧性。在9#、12#孔位置该层中部夹粉质粘土，褐黄色，含云母、姜石、钙质成份、氧化物等。实测标贯击数介于30.0-35.0击，平均值N=32.6击。

第八层：粉质粘土(Q3al+pl)：褐灰色，含云母。氧化物、钙质成份等，局部混有薄层粉土。湿~很湿，可塑，属中压缩性，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，切面光滑，手折很难断，土质补均匀。实测标贯击数介于37.0-48.0击，平均值N=42.4击。本次勘察未揭穿该层。

2.2基坑支护的岩土参数

开挖及支护深度范围内土层的内摩擦角和粘聚力标准值为：

1  填土     Φ=10.0°  C=10.0kPa

2  粉土     Φ=15.0°  C=13.0kPa

3  粉质粘土 Φ=20.0°  C=18.0kPa

2.3地下水

拟建场地地下水实测静止水位埋深介于1.2-2.6 米，静止水位标高介于772.17-772.87 米。地下水主要接受自然降水与侧向径流补给，勘察期间为平水期初，年水位变幅0.5 米。

据《建筑地基基础勘察设计规范》（DBJ04-258—2008）附录G，拟建场地为北暖温带重半干旱气候，地下水赋存于弱透水层，按照《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001 2009 年版）附录G，环境类型判为Ⅱ类。

2.4综合判定

地下水对砼结构及砼结构中钢筋均具弱腐蚀性。由于拟建场地地下水较高，裙楼及地下车库需考虑抗浮。不良地质作用，勘察表明，拟建场地勘察深度范围内浅部填土厚度较大，无不良地质作用。

3.人力资源及临时设施

每台施工机械配备4人，共计两台桩机。施工配备8人均持上岗证施工，共分为两个班组。分包施工管理2人。项目部管理人员共计10人。施工现场搭设临时设施成立项目部，活动彩钢板房有办公、住宿、生活、库房等满足施工需求。

4.施工机械

根据本工程特点以及以往的施工经验，采用ZYJ—800J型静力压桩机两台进行静压桩作业（每台桩机负责一个办公主楼的施工，均由西向东依序施工），20XX年9月，预计在场3个月。

5.施工工艺

5.1静压桩施工工序

确定打桩路线及桩位编号→测量放线定桩位→验线→桩机就位→喂桩至桩机前→吊桩，对桩位→调整桩机及桩的垂直度→施压→复合垂直度继续施压→符合设计桩顶标高或终压值→桩机移位。

5.2施工段的划分采用流水作业：

⑴压桩顺序应按下列规定确定：

根据桩的密集程度分由中间向两个方向对称进行或自中间向四周进行或由一侧向另一方进行施工。

根据基础的设计标高：宜先浅后深。

根据桩的规格：宜先大后小，先长后短。

本工程根据场地实际情况（设计桩顶标高管桩规格均相同无需考虑上部2、3两点）施工顺序由西向东依序推进。

5.3施工技术 

   静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将桩压入土中的沉桩工艺。由于这种方法具有无噪音、无振动、无冲击力等优点，适应今后岩土工程的要求；同时压桩桩型一般选用预应力管桩，该桩作基础具有工艺简明，质量可靠，造价低，检测方便的特性。两者的结合便大大推动了静压管桩在各地区的应用，

5.4、静压桩沉桩原理

  沉桩施工时，桩端压土体中时原状土的初应力状态受到破坏，造成桩顶下土体的压缩变形，土体对桩顶产生相应阻力，随着桩贯入压力的增大，当桩顶处土体所受应力超过其抗剪强度时，土体发生急剧变形而达到极限破坏，土体产生塑性流动（粘性土）或挤密侧移和下拖（砂土），在地表处，粘性土体会向上隆起，砂性土则会被拖带下沉。在地面深处由于上覆土层的压力，土体主要向桩周水平方向挤开，使贴近桩周处土体结构完全破坏。由于较大的辐射向压力的作用也使邻近桩周处土体受到较大扰动影响，此时，桩身必然会受到土体的强大反向抗力所引起的桩周摩阻力和桩顶阻力的抵抗，当桩顶的静压力大于沉桩时的这些抵抗阻力，桩将继续下沉。反之，则停止下沉。  

6.材料管理

当管桩的砼强度达到设计强度的70%后方可起吊，吊点应系于设计规定之处，达到100%后才能运输和压桩。如提前吊运，必须采取措施并经验算合格后方可进行。桩在吊装和搬运时，应把桩扎牢塞紧，防止产生滑动或滚动，必须做到平稳提升，避免撞击和振动。

桩水平运输时，强度应达到100%，桩机和吊机应配合使用，运输可采用平板拖车或载重汽车，装载时应将管桩装载稳固，并支撑、绑牢固。垂直运输靠桩机自身作业，配备两台30KW的交流电弧焊机进行接桩处理。

管桩运到现场经检查确无质量问题后，按如下规定堆放：

（1）堆放场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉降；

（2）管桩堆放时，应按规格、桩号分层叠置在平实的地面上；

（3）垫木与吊点的位置应相同，并保持在同一平面上；

（4）叠层堆放时，必须在底层桩下设置二道贴地垫木，各层垫木应上下对齐，最下层的垫木应适当加宽；

（5）桩的重叠层数应根据具体情况确定，但不应超过四层。