樁基工程靜力壓樁法施工技術(shù)應用

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摘要：論文主要目的介紹靜力壓樁法在樁基工程中工作機理、施工方法、施工工藝等，分析了優(yōu)缺點，為今后樁基工程中的應用起到了推廣作用。

關(guān)鍵詞：靜力壓樁法；樁基工程；應用分析

1.樁基施工概況

樁基施工技術(shù)是一成熟的施工技術(shù)。根據(jù)施工方式分，可分為灌注樁和預制樁。灌注樁按成孔方式可分為人工成孔灌注樁和機械成孔灌注樁。預制樁按施工方式可分為錘擊樁、靜壓樁、振沉樁和旋入樁。其中機械成孔灌注樁、錘擊樁以及靜壓樁，由于施工局限性小，施工樁徑靈活且適用性被強，廣泛運用于工業(yè)與民用建筑中。

2.靜力壓樁工作方法

2.1靜力壓樁法施工技術(shù)簡介及工作機理

2.1.1靜力壓樁法施工技術(shù)簡介靜力壓樁法是預制樁的施工方法，是通過靜力壓樁機的壓樁機構(gòu)，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。2.1.2靜力壓樁法工作機理（1）沉樁施工沉樁的施工過程，第一需要將樁尖對準土體，使其有一個向下的作用力將原狀土的初應力打破后，樁尖下方的土體會因作用力的影響而逐漸壓縮、變形。與此同時土地也會對樁尖有阻力，當整個樁向下的作用力越大，樁尖處的土體受到的應力大于其抗剪強度，整個土地會出現(xiàn)更加明顯的變形。這種持續(xù)的作用力會讓地表處的土體向上，而砂性土則會被樁帶入。當?shù)乇砩疃仁艿絹碜陨蠈油恋膲毫Γ麄€土體會向樁的周圍擠開。（2）壓樁當?shù)鼗耐馏w受到影響后，樁周圍的土體其受到的抗剪強度和地基土地原本的靜態(tài)抗剪強度之間有明顯差異。如果土質(zhì)較硬，樁周圍的土其剪切面發(fā)生在樁、土的接觸面上，而如果土質(zhì)較軟，這種情況剪切面則會發(fā)生在接近樁表面的土體。不同性質(zhì)的土其性質(zhì)變化也有明顯不同，如果是粘性土，樁周圍的土體其抗剪強度會逐漸下降。如果是砂性土，在除了松砂之外，其抗剪強度并不會出現(xiàn)較為明顯的變化，但是由于不同的土層其對樁側(cè)的摩阻力不同，其變化的規(guī)律是與樁的下沉深度有關(guān)。特別是樁下部受到來自土體的摩阻力，會對樁的沉樁阻力有較大影響。（3）終壓力與極限承載力當完成了靜壓樁的施工后，樁周圍的土體其孔隙中的水壓力會慢慢減弱，而整個周圍土體的強度開始逐漸恢復，在樁的上部其穴區(qū)會逐漸被填滿，而中部的滑移區(qū)消失后對樁下部的擠壓作用力開始減弱，一旦進入到這個階段，樁具備了極限承載力。土體中孔隙水壓力開始消散，土體發(fā)生固結(jié)強度逐漸恢復，上部樁柱穴區(qū)被充滿，中部樁滑移區(qū)消失，下部樁擠壓區(qū)壓力減小，這時樁才開始獲得了工程意義上的極限承載力。最終極限承載力達不到樁的終壓力。因此樁的終壓力與極限承載力是兩個不同的概念，一些初接觸靜壓樁的設(shè)計、施工人員往往將兩者混為一談。兩者數(shù)值上不一定相等，主要與樁長、樁周土及樁端土的性質(zhì)有關(guān)，但兩者也有一定的聯(lián)系。

2.2靜力壓樁法施工工藝

2.2.1施工準備施工準備主要包括7方面：施工技術(shù)資料準備、施工材料準備、施工通訊準備、施工現(xiàn)場準備、施工機械設(shè)備準備、生活設(shè)施的準備、施工現(xiàn)場放線準備。2.2.2施工順序及流程安排了解施工現(xiàn)場條件→安排施工任務計劃→熟悉有關(guān)資料→編寫施工方案→做好施工準備工作→組織機械與人員進場→組裝機械進行調(diào)試→試壓樁→壓工程樁→施工任務結(jié)束→整理資料→編制報告。

2.2.3施工工序和特殊工序的施工方法施工流程：測量定位→樁機就位→焊接樁尖→對中→調(diào)直→壓第一節(jié)樁→焊接→送第二節(jié)樁→送樁→達到設(shè)計承載力。（1）預制樁的起吊在吊放預制樁前進行垂直校正。預制樁在起吊、運輸和安裝中應采取措施防止變形，管樁吊裝宜采用兩支點法或兩頭勾吊法，施工時管樁吊立吊點位置為0.29L處，裝卸輕起輕放，嚴禁拋擲、碰撞、滾落。（2）焊接樁尖根據(jù)設(shè)計圖紙有使用樁尖要求的，需在沉樁前進行樁尖焊接。樁尖焊接宜在沉樁前樁豎直后與地面樁尖平面垂直，錯位偏差不宜大于2mm，焊接層數(shù)不得少于兩層，焊縫應飽滿、連續(xù)、避免虛焊。（3）預制樁的對位吊放時應對準樁位輕放、慢放、嚴禁高起猛落，強行下放，防止傾斜、彎折或碰撞。當樁被吊入夾樁鉗口后，由指揮人員指揮司機將樁緩慢降到樁尖離地面10cm左右，然后夾緊樁身，微調(diào)靜壓樁機使樁位對準，并將樁壓入土中0.5m~1.0m，暫停下壓，再從樁的兩個正交側(cè)面校正樁身垂直度，當樁身垂直度偏差小于0.5%時才可正式壓樁。（a）準備壓樁；（b）壓樁；（c）整節(jié)樁壓至地面接樁；（d）送樁；（e）壓樁完畢1.樁尖；2.第一節(jié)樁；3.第二節(jié)樁；4.送樁器；5.焊縫（4）預制樁水準的控制利用水準儀根據(jù)建設(shè)方提供水準點在送樁器上作好標志，每挪動一次水準儀必須重新做標志。壓施過程中有專人盯水準儀，控制送樁深度。（5）預制樁垂直度的控制壓施過程中有專人利用經(jīng)緯儀或線墜控制預制樁的垂直度，隨時注意調(diào)整。（6）壓樁、送樁應始終保持樁軸心受壓，若有偏移應立即糾正。混凝土預制樁的混凝土強度等級達到設(shè)計強度等級100%，才能運輸和施工作業(yè)。利用樁機附帶的起重設(shè)備進行吊樁時，應有專人負責指揮，吊點的選擇應合適，防止在拖動管樁及吊樁過程中損傷樁身或造成管樁斷裂。當上一節(jié)樁壓到其樁頂離地面800cm~100cm時，可進行接樁或者放入送裝器將樁壓至設(shè)計標高或設(shè)計施工壓力。采用焊接接樁時，應先沿樁身周圍點焊固定，然后對稱焊接，并確保焊縫質(zhì)量和設(shè)計尺寸。沉樁的作業(yè)空間必須處理好架空線路的障礙物和地下埋設(shè)的隱蔽（管線路及構(gòu)筑物）物，予以處理。壓樁機安裝就位，試車合格后，方可進行施工作業(yè)。樁堆放的地面應堅實、平整，并應按樁的型號、規(guī)格分別堆放，以保證起吊、運輸方便。同一根樁應連續(xù)施壓完成，不得無故中途停止施工。（7）接樁任一單樁的接頭數(shù)量不宜超過3個，應避免樁尖接近硬持力層或樁尖處于硬持力層時接樁；管樁接長時，應用鐵刷子等清理干凈接駁面和坡口，其入土部分管樁的樁頭宜高出地面0.5m~1.0m，上下節(jié)樁段應保持順直，錯位偏差不宜大于2mm，采用二氧化碳保護焊時，施焊宜用兩臺焊機對稱焊接，焊接層數(shù)不得少于兩層，焊縫應飽滿、連續(xù)、避免虛焊，焊后自然冷卻時間不宜少于8分鐘、嚴禁用水冷卻。冷卻并刷防腐漆后方可繼續(xù)沉樁。施工中，若壓阻力超過壓樁能力使樁架上抬或傾斜時，應立即停壓，查明原因，有可能遇到厚砂層等使阻力增大。發(fā)生這種情況時，可以用最大壓樁力作用于樁頂，采用忽停忽開的辦法，使樁緩慢下沉，穿過砂層。（8）靜壓樁機的挪位壓施后靜壓機挪位時防止樁位變形，及時對樁位進行復測。（9）預防已放樁位移位的措施靜壓樁是一項單工序的常規(guī)基礎(chǔ)樁型，由于平面定位點較多，經(jīng)測放復核無誤的樁位點，常常在施工過程中被破壞或者精度得不到有效的保證，結(jié)果造成樁位平面偏移的工程事故。針對這一情況，在進行測量定位的時候事先在不易被施工破壞的地方測放埋置2~3個測量定位控制點，這樣利用全站儀一站測量，無論是施工放線還是在施工過程中對破壞的樁位進行恢復，都可以得到有效保證。以業(yè)主提交的測量控制基準點為控制點，建立閉合導線控制網(wǎng)，測定軸線控制點，并報監(jiān)理公司驗收簽字認可后開始放樁位。按施工圖用全站儀或經(jīng)緯儀、鋼尺放樁位，并做好記錄、校驗、復檢，由監(jiān)理單位現(xiàn)場驗收。樁的垂直度：用兩個線墜或者水平尺來控制樁的垂直度。

2.3靜壓管樁的施工要點

2.3.1施工現(xiàn)場要求必須符合靜壓管樁的施工條件，施工前應先清除地上和地下的障礙物，場地應平整，排水應良好，地面應符合沉樁時的承載能力。當?shù)孛孑^松軟時，應采取相應措施保證樁機正常施工。

2.3.2沉樁順序應按“先中間后四周、先密集后稀疏、先長后短、先大后小”的原則，同時應結(jié)合工程地質(zhì)條件、場地與周圍建（構(gòu)）筑物、地下地上管線的關(guān)系，兼顧施工方便綜合考慮，確定更為合理的沉樁順序。

2.3.3應采取平穩(wěn)、緩慢而連續(xù)的沉樁方法當發(fā)現(xiàn)難以沉樁或樁身傾斜時，應暫停沉樁，排查原因，采取可靠措施后才能繼續(xù)沉樁。

3.靜壓力樁的優(yōu)、缺點

靜壓力樁具有對樁無破壞、無噪音、無振動、無沖擊力、無污染等優(yōu)點。靜壓力樁缺點也較明顯，靜壓樁因施工過程中需要較大且均勻壓力才能達到良好的沉樁效果，因此，靜壓樁機體型龐大，占地面積大，移動慢，樁位中心向四周至少需要5m~7m施工作業(yè)面，而且需要地面具有一定的承載能力，以保證樁機移位、定位的準確度，以及樁的垂直度。減少因樁端受力不均而產(chǎn)生的爆樁。

4.靜力壓樁適用范圍

從地質(zhì)上來說，一般適用于人工素填上、淤泥質(zhì)上、粘性土、粉土等軟土地基上的工業(yè)與民用建筑基礎(chǔ)；不宜穿越碎石層、卵石層、凍土、膨脹土等，也不宜以碎石、卵石及風化巖石做持力層。從地域上來說，適合市區(qū)內(nèi)、居民區(qū)、學校、醫(yī)院附近及精密生產(chǎn)工廠擴建工程以減少噪音、振動及對周邊建筑的影響，但此時應考慮靜壓設(shè)備對周邊環(huán)境的最小施工間距的要求。從基礎(chǔ)設(shè)計來說，如考慮樁土聯(lián)合基礎(chǔ)，樁筏結(jié)合及其他復合樁基礎(chǔ)，則可以減少基礎(chǔ)沉降，彌補超高層建筑樁基靜壓施工對超高壓樁力的要求，均有較好效果。

參考文獻：

［1］史佩棟,樁基工程手冊人民交通出版社"十二五"國家重點圖書出版規(guī)劃項目.2003年7月第8版．

［2］建筑樁基技術(shù)規(guī)范中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部JGJ94-2008.

［3］黃熙齡,錢力航.建筑地基與基礎(chǔ)工程.中國建筑工業(yè)出版社2016年10月出版.

作者：高璟坤 單位：河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院