静力压桩的设计及施工探讨工学论文
摘要：本文阐述静力压桩的优点，对静力压桩的设计及施工进行探讨，提出静力压桩存在的若干问题。
关键词：静力压桩；标准贯入试验锤击数；桩距；终压力
近年来，随着预制桩的大力推广和使用，一种新型的静压式预制桩（简称静压桩）以其无噪音、无振动，单桩承载力较高且易控制，施工简易、效率高等特点得到广泛应用。在国家颁布的基础设计或施工规范中，静压桩被纳入预制桩类，但是，关于静压桩技术的规定大多是纲领性的，没有作较深入的论述，可操作性仍较差，尤其是广东省标准《建筑地基基础施工及验收规程》（DBJ15—201—91）中，并没有提到静压桩这种施工技术，显然规范的制订已明显滞后。在近几年来的工程实践中，静压桩作为一种新桩种，无论在设计及施工上都存在许多值得探讨的问题。
1、 工程地质条件对静压桩的影响
预制桩是一种挤土桩，地质情况对成桩的影响很大，特别是静压桩穿透各层土质的能力。在工程地质勘察报告中，通常提供各层土质的N63。5击数，即标准贯入试验锤击数，静压桩穿透各土层的能力一般可以对照分析N63。5数值及桩机的最大压桩力来做一般判断。大量工程实践证明，静压桩尤其适用于一般粘性土、粉土、砂土、淤泥或淤泥质土，但对于地下软层深厚或者坚固的薄夹层（如密实砂层、强风化、砾砂卵石层等）的地质则不适用。在工程中，经常碰到有关静压桩能否穿透砂层的问题，目前掌握到的规律大致是：静压桩一般可穿越中密以下砂层，对于密实砂层，当厚度不大（通常是小于1。00米）时，也可以穿越。另外，施工机械的最大压桩力对静力压桩穿越砂层的能力也有很大关系，最大压桩力小于2400KN的静力压桩机，其穿越砂隔层的能力较为有限，对于砂层较厚的，现在较为常用的是采用引孔压入法，通过引孔，然后采用压桩力较大的静压桩机，可把桩压穿5—6M的中密至密实砂层，如我市已经建成的金丽花园，在5—6M深的土层下面有一层5—6M厚的砂层，就是用最大压桩力为3200KN的桩机把预制压穿这一砂层，还有我市现在正在新建的图书馆桩基工程，也是采用引孔压入法，用压桩力为4000KM的静压桩机进行施工，穿越7M的密实砂层。因此，使用预制桩时必须充分考虑场地有关的工程地质条件及桩机的机型。
2、桩端进入持力层的深度控制
预制桩作为摩擦桩或端承桩时，桩端进入持力层的深度应满足有关规范要求，才能保证桩的设计承载力。
多年来国内外对桩的`承载力作了大量研究，也提出过不少破坏模式。值得一提的是，马耶霍夫提出的桩基破坏模式中说到：桩在土层中特别是桩底以上6—10D和桩底2—4D（D为桩径）范围内，当桩破坏时，土的剪切面经过这部位的土层。所以这部分土层的性质对桩的承载力十分重要，大量实践证明，桩底上这一段土层对桩实际起着嵌固作用，对桩的侧摩阻力影响很大，而桩底这段土层则直接影响桩的端承力，因而设计选择持力层时，应注意考虑持力层之上是否有较密实或坚硬的过渡土层。若预制桩是通过软弱土层后直接到达坚硬的土层，因为软弱土层对桩的侧摩阻力（即嵌固力）很小，故必须加深桩端进入持力层的深度。保证桩的承载力达到设计要求。
3、桩距的确定
预制桩是挤土桩，无论采用打入式或压入式，它都需要将原来土层挤开，才能把桩压入或打入，这样，原来的土层除部分被压缩外，相当一部分（特别是饱和水的土层）不能被压缩，这部分就会向地质条件较弱的方向挤压甚至引起向上隆起，在这种情况下，先压入的桩可能会被后压入的桩所影响而被抬起，从而形成“吊脚桩”。所以规范从设计上规定挤土桩的桩数较多时，桩的最小中心距不能少于3。5d。而穿越饱和软土时更应该是4。0d。因此设计选好桩型后，应首先确定桩距，然后再按上层建筑传下来的荷载进行配桩，避免把桩布得过密给施工带来较大的困难，甚至导致桩基出现质量问题。
4、静压桩的终压力（Q）取得
静压桩的终压力，既是静压桩施工时确定停压的标准，也是终压桩时的阻力。它主要由桩端的抗冲剪阻力与桩侧土的动摩阻力组成，但不等于静压的极限承载力，结合各地区经验，它与静压桩的承载力标准（RK）存在一定的比例，关系大致如下：
（1）、对于摩擦桩，一般以桩底标高为主要控制标准时，Q=（1—1。3）RK。
（2）、对于端承桩Q=（2。5—3）RK。
（3）桩长小于20M的摩擦兼端承桩Q=（2—2。5）RK。以摩擦为主取低值，以端承为主取高值。
（4）桩长大于20M时：Q=（1。5—2）RK。以摩擦为主取低值，以端承为主取高值。
目前，由于国家和地方还没有制定关于静压桩终压的控沉标准、不同桩长、不同桩侧与桩端土质情况静压桩的控制标准，所以在确定终压值时，结合有关施工经验是非常必要的，并不是终压值越大越好。对于长径比较大的桩来说，若终压力取值过高，由于桩周土尚未重新固结，桩侧土的约束力很小，桩顶施压过大对桩身质量和桩的接头等均有害无利，也是没有必要的。本地的做法通常是邀请勘察、设计、监理、质监等有关部门，通过现场试桩确定具体的终压标准和控沉标准。
5、静压桩的接桩工艺
建筑桩基技术规范表明：“桩的连接方法有焊接法、法兰连接和硫磺胶泥锚接三种”。
现在，我国各地具体要求及做法不尽相同，如上海无论是锤击沉桩或静力压桩、桩身接头一律采用焊接法。而在一些地方，绝大部分静力压桩均采用硫磺胶泥接头。但是对抗震设防烈度高，桩的长径比较大，接头一般2个以上，硫磺胶泥的接头施工质量是否可靠，一直存在很大的意见分歧。从施工现场接桩工艺来看，采用硫磺胶泥的接头方法，施工快捷，操作容易，但是对接头较多的长桩，从抗震设防角度来看，接头质量是一个重要环节。针对这一情况，我市统一规定采用焊接法接头。
6、静压桩的施工质量问题
静压桩的施工质量问题，有些在施工过程中就可表现出来，有些在桩基检测和承台开挖后才能表现出来。施工过程中表现出的主要有：桩身（头）开裂或破碎，桩位偏移，沉桩深度不够等。完工以后才表现出的主要有：桩顶偏位超出规范要求，桩身缺陷或接头松脱，静载或小应变试验不合格等，这些问题有很多是在施工环节上造成的。因此施工时必须做好下列几个方面：
（1）测量放线必须准确、保证桩位不偏移。
（2）桩机的配重数量应保证足够，才能确保桩端达到设计要求达到的持力层。
（3）桩身强度在使用前应进行检查，发现外观不合格（弯曲、凹凸不平，严重崩角，有裂缝等）的桩，坚决不用；对外观质量合格的桩，尚需进行回弹抽查。
（4）压桩前应确保桩的垂直度和桩身接头的焊接质量，要保证满焊并间歇8分钟进行冷却后方可开始压桩作业，上下桩中心必须对正，保证桩不会因偏心受压而出现折桩现象。
（5）静压桩施工顺序应合理安排，由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态，产生挤土效应；施工时，可根据场地条件和四周环境确定施工路线，一般采用先深后浅，自中间向两边对称前进，或自中间向四周进行，尽量减少桩的挤土效应可能产生的不良影响。
总之，静力压桩作为一种新桩种，因其自身固有的优势而在几年都得到了快速发展，但无论是设计理论、施工技术还是工程应用，都还有不少问题需要探讨研究，例如桩基础施工时终压力值控制标准和最终复压时桩身下沉标准，桩身接头及接头抗震构造等等，都需要通过大量的工程实践和深入的理论研究加以分析和解决问题。在今后的工作中本人将与业内同行一道不断总结和积累经验，以求进一步提高静力压桩法技术的应用水平。
【静力压桩的设计及施工探讨工学论文】相关文章：
静力压桩施工有哪些质量控制？ -工程01-01
静力压桩有哪些终压条件？ -工程01-01
浅谈钻孔灌注桩施工工学论文12-27
关于长螺旋钻孔压灌桩施工工艺探讨07-17
浅谈钻孔灌注桩桩底压浆施工工艺论文04-15
钻孔灌注桩施工探讨论文04-11