压桩施工常见问题与处理情况

1、压桩施工常见问题与处理情况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广东地区的应用，使之有望成为广东今后桩基发展的主打产品。在对静压桩基础技术规程千呼万唤的同时，也希望对静压桩的沉桩机理及工程实践中的应用有进一步的了解介绍。 （一)、静压桩沉桩机理 沉桩施工时，桩尖刺入土体中时原状土的初应力状态受到破坏，造成桩尖下土体的压缩变形，土体对桩尖产生相应阻

2、力,随着桩贯入压力的增大，当桩尖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法向抗力所引起的桩周摩阻力和桩尖阻力的抵抗，当桩顶的静压力大于沉桩时的这些抵抗阻力,桩将继续刺入下沉.反之,则停止下沉。 压桩时，地基土体受到强烈扰动，桩周土体的实际抗剪强度与地基土体的静态抗剪强度有很大差异。随着桩的沉

3、入，桩与桩周土体之间将出现相对剪切位移，由于土体的抗剪强度和桩土之间的粘着力作用，土体对桩周表面产生摩阻力。当桩周土质较硬时,剪切面发生在桩与土的接触面上；当桩周土体较软时，剪切面一般发生在邻近于桩表面处的土体内，粘性土中随着桩的沉入，桩周土体的抗剪强度逐渐下降，直至降低到重塑强度.砂性土中,除松砂外，抗剪强度变化不大，各土层作用于桩上的桩侧摩阻力并不是一个常值，而是一个随着桩的继续下沉而显着减少的变值，桩下部摩阻力对沉桩阻力起显着作用，其值可占沉桩阻力的5080,它与桩周处土体强度成正比，与桩的入土深度成反比。 粘性土中，桩尖处土体在扰动重塑、超静孔降水压力作用下，土体的抗压强度明显下降。砂

4、性土中，密砂受松驰效应影响土体抗压强度减少,松砂受挤密效应影响土体抗压强度增大，在成层土地基中,硬土中的桩端阻力还将受到分界处粘土层的影响，上覆盖层为软土时，在临界深度以内桩端阻力将随压入硬土内深度增加而增大。下卧为软土时，在临界厚度以内桩端阻力将随压入硬土的增加而减少. 一般将桩摩阻力从上到下分成三个区：上部柱穴区，中部滑移区，下部挤压区.施工中因接桩或其它因素影响而暂停压桩的间歇时间的长短虽对继续下沉的桩尖阻力无明显影响，但对桩侧摩阻力的增加影响较大，桩侧摩阻力的增大值与间歇时间长短成正比，并与地基土层特性有关，因此在静压法沉桩中，应合理设计接桩的结构和位置，避免将桩尖停留在硬土层中进行接

5、桩施工。 (二)、终压力与极限承载力 在静压桩施工完成后，土体中孔隙水压力开始消散,土体发生固结强度逐渐恢复，上部桩柱穴区被充满，中部桩滑移区消失,下部桩挤压区压力减小，这时桩才开始获得了工程意义上的极限承载力。从大量的工程实践看，粘性土中长度较长的静压桩其最终的极限承载力比压桩施工时的终压力要大,在某些土体固结系数较高的软土地区,静压桩最后获得的单桩竖向极限承载力可比终压力值高出一二倍，但是粘性土中的短桩，土体强度经一段时间的恢复，摩阻力虽有提高，但因桩身短，侧摩阻力占桩的极限承载力的比例差异不大，最终极限承载力达不到桩的终压力。因此桩的终压力与极限承载力是两个不同的概念，一些初接触静压桩的

6、设计、施工人员往往将两者混为一谈。两者数值上不一定相等，主要与桩长、桩周土及桩端土的性质有关,但两者也有一定的联系。(三）、常见问题 (1）桩身上抬 由于静压桩是挤土桩，在场地桩数量较多,桩距较密的情况下,时常后压的桩会对已压的桩产生挤压上抬，特别对于短桩，易形成所谓的吊脚桩。这种桩在做静载试验时,开始沉降较大，曲线较陡,但当桩尖达到持力层，承载力又有明显增加，沉降曲线又趋于平缓，这是桩身上抬的典型曲线。桩身上抬除了静载沉降偏大外,对桩而言可能会把接头拉断,桩尖脱空，同时大大增加对四周桩的水平挤压力,导致桩倾斜偏位。在处理上施工前合理安排压桩顺序，同一单体建筑物一般要求先压场地中央的桩,后压周

7、边的桩;先压持力层较深的桩，后压较浅的桩.出现桩身上抬后一般采用复压的办法使桩基按正常使用,但对承受水平荷载的基础要慎重. (2）引孔压桩的问题 为了防止桩间的挤土效应太大,或土质太硬而使桩身较短，施工中往往采用引孔压桩的工艺 ，即先钻比管桩略小规格的直径钻孔，深度是桩长的（2/31)L，然后将管桩沿预钻孔压下去。引孔应随引随压，中间间隔时间不宜大长，否则孔内积水，一是会软化桩端土,待水消散后孔底会留有一定空隙；二是积水往桩外壁冒，削弱了桩的侧摩阻力。 对于较硬土质中引孔压桩还会有桩尖达不到引孔孔底的现象，施工完成后孔底积水使土体软化，使承载力达不到设计要求。 (3)桩端封口不实 当桩尖有缝隙

8、，地下水水头差的压力可使桩外的水通过缝隙进入桩管内腔，若桩尖附近的土质是泥质土，遇水易软化,从而直接影响桩的承载力。对于桩靴的焊接质量要求与端板间无间隙、错位，保证焊缝饱满，无气孔。施焊对称进行,焊拉时间控制得当，焊接完成后自然冷却8分钟左右方可施打，因高温焊缝遇水后变脆，容易开裂。工程上比较有效的补救技术措施是采用填芯混凝土法，即在管桩施压完毕后立即灌入高度为1。5m左右的C30细石混凝土封底，桩端不漏水,桩端附近水压平衡，桩端土承受三相压力，承载力能保持稳定。 （4）桩顶（底)开裂 由于目前压桩机越来越大,最重可达10000KN，对于较硬土质，管桩有可能仍然压不到设计标高，在反复复压情况下

9、，管桩桩身横向产生强烈应力，如果桩还是按常规配箍筋，桩顶混泥土抗拉不足开裂,产生垂直裂缝，为处理带来很大困难。另一种情况就是管桩由软弱土层突然进入硬持力层,没有经过渡层，桩机油压迅速升高，桩身受到瞬间冲击力也容易引起桩顶开裂，如果硬持力层面不平整，桩靴卡不进土引起桩头折断破碎，桩机油压又下降，再压时压力不稳定，吊线测量桩长发现比入土部分短.处理上事前改进桩尖形式（圆锥形桩尖易滑），事后用压力灌浆把桩底破碎混凝土粘结住,适当折减承载力设计值。 （四）、基坑开挖 由于本基坑工程开挖工作量大，基坑开挖面积13190,开挖深度为5。57。4m，土石方量约为9万m3。由于本基坑面积大，先对四周水泥搅拌桩

10、进行施工支护（按基坑支护图纸进行放坡、挂网、喷砼),开挖到水泥搅拌桩桩顶标高后施工压顶梁，下阶段配合桩基础施工；（详见基坑支护及土方开挖专项方案）。(五）、总结问题的存在和处理意见1静压桩的沉桩机理非常复杂,与土质、土层排列、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关，有待进一步研究。静压桩施工中出现的问题也各种各样，最常用的处理方法是提高终压力进行复压。往往桩在做完静载试验发现不合格后，还要增加静载试验或大应变检测，以确定更大范围不合格桩数量分布。有时基坑已开挖，桩头已凿去位置难确定，压桩机撤出现场，复压或补桩有一定困难，这就要采取其它一些措施处理不合格桩，如灌浆补强、降低桩承载力标准或扩

11、大承台等。相信随着工程实践的不断丰富,能为静压桩规程的制定提供更多的素材。2试压桩规定(试桩表式详见广东省建筑工程竣工验收GD2301014用表）：本工程的地质情况显示,桩的长度相差比较大，有部分桩的持力层埋深较浅，在正式施工前,在持力层较浅的区域,较深的区域，先进行试桩，以检测单桩承载力是否达到设计要求。如达不到要求,则进行设计修改，如达到设计要求,则按照设计施工图进行施工。具体选试桩桩位由设计单位、建设单位来定。试桩应符合以下要求：（1)试桩在同一条件下试桩数量不少于点总桩数的1%,且不少于3根;（2)试压桩的规格、长度及地质条件应具有代表性；（3）试压桩应选在地质勘探技术孔的附近;（4）

12、施压方法及施压条件应与工程桩一致；（5)试压桩宜按1%的工程桩数量进行静载试验。3液压式压桩机作业的施工要点（1）压桩机应按有关规定配足重量,符合最大压桩力的要求；（2)施工过程中，桩机就位后将桩吊放入压机内，启动液压夹头紧桩身对准桩位中心、调直、然后压桩：每位沉桩高度为一个压桩行程，反复往下沉桩，完成一节桩的沉桩过程；然后用焊接接桩,再重复第三节、第三节等的沉桩过程，从而成一根桩的施工过程；(3）由于本工程送桩后留下的桩孔会影响下一根的施工，施压时桩会向桩孔方向偏移，带有桩尖的第一节桩插入地面0。51。0m时,应严格调整桩的垂直度,偏差不得大于0。5%，然后才能继续下压； (4）当桩端嵌入遇

13、水易软化的强风化岩,全花化岩时,为防止桩端软化，需采用C30微膨胀混凝土对桩底进行填充，填充高度为1500mm。（5)压桩过程中应经常观测桩身的垂直度，当桩身垂直度偏差大于1%时，应找出原因并设法纠正;当桩尖进入较硬土层后,严禁用移动机架等方法强行纠偏；（6）压桩过程中应经常注意观察桩身混凝土的完整性，一旦发现桩身裂缝或掉角，应立即停机，找出原因，采取改进措施;（7）每一根桩应一次连续压到底，接桩、送桩应连续进行，中间不得无故停歇，且尽可能避免在桩尖接近设计持力层时进行接桩；（8）压桩时应由专职记录员及时准确地填写压桩施工记录表，并经现场监理人员（或建设单位代表)验证签名后才可作为有效施工记录

14、。4送桩的施工要点（1）当桩顶被压至接近地面需要送桩时，应测出桩的垂直度并检查桩头质量合格后应立即送桩，压、送桩应连续进行；（2)当场地上多数桩较短（L15m）或桩端持力层为风化软质岩可能需要复压时,送桩深度不宜超过2m.（3）除本条第3款规定外，当桩的垂直度小于1且桩的有效桩长大于30m时，静压桩送桩深度可根据需要送得比打入式桩深一些，但不宜超过8m；（4)送桩的最大压桩力一般不宜超过桩身允许压桩力。5复压桩的施工要点压桩终止前应连续2次3次满载复压,复压时每次都要注意贯入度，入土桩长大于8米时应满载复压2次3次；小于8米复压3次5次.6接 桩 方 法(1）、在下节桩施压完后，其未入土部分桩

15、段的桩头宜高出地面0.51。0m时即可接桩。将准备配用的桩段牵吊到位,端面焊接时要将桩端铁板清理干净，并使其接面调平接直，确定桩身自然垂直后方可焊接，任一单桩的接头数量不超过2个,每根桩须对照地质钻探资料预计总长，选用合理的桩节组合,以使接桩次数尽量减少。(2)、接桩采用焊接接桩法：上下桩桩头需设导向箍以保证上下桩节找平接直，上下节桩之间的间隙应用铁片全部填实焊牢，然后沿圆周对称点焊六处，待上下桩节固定后拆除导向箍，继而分层对称施焊，每个接头的焊缝不得少于两层，每层焊缝的接头应错开,焊缝须饱满，不得出现夹渣或气孔等缺陷，施焊完毕需自然冷却不少于8分钟后方可继续施压。(3）、桩打好后，桩头高出地面的部分应