上海耀武岩土工程有限公司
摘要：预制桩基在房屋建筑工程的应用越来越广泛。预制桩基不仅可以满足承载力要求，而且施工起来比较简单，造价相当较低。本文结合上海万科安亭10#地块桩基围护工程实例，分析介绍了静压桩法在桩基工程中的工作机理和施工技术，可供类似工程施工参考。
关键词：房屋建筑工程；预制混凝土桩；静力压桩法；施工技术
1项目概况
上海万科安亭10#地块项目占地面积约42184.6m2，总建筑面积58623.67 m2。总容积率46403.06 m2。13a-01a占地面积65823.4 m2。总计容面积78988.08 m2。地库面积22000 m2。本项目桩基采用PHC管桩，围护采用双轴搅拌桩（插拔钢管）、钢筋混凝土压顶、砼护坡等。
2静压桩法施工原理
2.1沉桩施工
在进行沉桩施工时，首先应保证桩尖垂直作用于土体，以便其能够更容易打破土的初应力，此时桩尖之下的土体会在作用力影响下，出现逐渐压缩变形的情况。同时，随着沉桩深度增加，土体作用在桩尖的作用力也会随之增加，土体受桩尖作用力影响，产生的变形量会逐渐增加，且在这种持续性作用力之下，地表土体会逐渐向上变形，深层土体则会向桩的四周挤开。
2.2压桩
从实际压桩施工情况来看，桩体四周土层的抗剪强度，与土体自身性质、初始静剪强度有着直接性关系。如果土体为粘性土质，在压桩施工中则会出现逐渐降低桩周土的抗剪强度的情况；如果土体为砂性土质，在排除松砂这种情况外，土体的抗剪强度受到影响产生变化的幅度将较小。但在实际施工中，不同深度的土层，其对桩侧产生摩阻力大小存在着较大的差异，桩下沉越深，则受到来自土体的摩阻力也将会越大。
2.3终压力与极限承载力
在完成静压桩施工之后，靠近桩的土体，其内部空隙中的水压力会呈现出减弱趋势，桩四周存在的缝隙将逐渐被土体填满，周围土体的强度处于逐渐恢复状态，此时桩下部对土体产生的挤压作用力将会逐渐减弱，当进入到这个阶段后，桩体便产生极限的承载力。
而极限承载终压力与承载力之间存在着较大不同，极限承载力相较于极限终压力数值更高，但在实际施工中，许多施工人员、设计人员却常将这两个概念混淆，二者之间存在着相互关联，但在数值上比不一定相等，具体差异主要与桩长、桩周土以及桩端土的性质有关。
3静压预制桩施工方案
经过对的工程设计图纸、现场地质情况以及施工机械设备性能等展开综合分析，最终确定选用全液压静力压桩工艺展开施工，该施工技术在应用过程中所有动作都应用液压进行驱动，拥有“自行移位”功能，能够独立完成整个静压桩施工过程（吊桩→对桩→压桩）。在进行移位时，主要借助纵、横向油缸的伸程与回程，以此完成纵向、横向的移动。在进行压桩时，首先将桩垂直吊入到压桩机内，然后借助塔架桩机平台为其提供反向作用力，此时压桩油缸处于伸程状态，将桩压入到地层之中，在完成该行程压桩施工后，压桩油缸变为回程状态，使之恢复到行程的顶部位置，以此实现重复往返性动作，直到将桩压到设计的标高位置为止。
3.1施工前准备
首先对施工场地做平整处理，同时在压桩作业区域外5m位置处设置排水沟，然后对场地内道路、场地内电力线路等进行铺设。现场测量人员应基于现场情况和业主提供，在现场设置高程控制点、建筑红线等，且注意设置点位不应受到沉桩施工影响。所设置的控制桩应当由监理工程师检查验收，在合格后对之做出保护，为后期沉桩施工测量奠定基础。
3.2桩的验收、起吊、搬运及堆放等
3.2.1预制桩生产制作应当由具有相应资质的厂家完成，然后将预制桩运输到施工现场，由我方人员联同监理人员对预制桩进行检查验收，待检查验收合格才能将之应用到工程中，预制桩生产制作允许偏差如表1所示：
表1预制桩的允许偏差
.png)
3.2.2桩的堆放
桩堆放的场地应做平整处理，且保证地质坚实，避免在堆放过程中出现不均匀沉降，对桩质量造成影响。设置垫木位置应当与吊点位置保持相同，使之处于相同平面内。同型号桩应统一堆放，并使桩尖朝向一致，桩堆放层数应控制在四层及四层以内，在进行预应力管桩堆放的过程中，层与层之间既可设置垫木，也可不设置垫木，但如果层间不设置垫木，则最底层的贴地垫木则不能省略，同时应用木楔塞住边缘位置处的管桩，避免其出现滚动。
当预制桩混凝土的强度达到设计要求，并进行脱模处理后才能进行起吊、搬运处理，且在此过程中应注意保持平衡，做到轻起轻放，避免对预制桩造成损坏。在进行水平吊运施工时，应在两端处进行钩吊施工，同时保证吊装绳索与桩身水平轴线之间的夹角在45°以内，两端的起吊点距离桩端的位置为0.207L，如果采用单点起吊，应将吊点设置在距离桩端0.29L位置处。
3.3施工工艺流程
施工工艺流程见下图1
.png)
注：单节桩或两节桩，省去部分焊接桩。
图1预制桩施工工艺流程图
3.4测放桩位
根据前期设置的控制点，依照设计图纸在现场测放桩位，并在对应桩位的中心位置处应用钢筋做出标记，同时在完成桩位测放之后，应由监理单位人员复核，在检查无误之后才能进行后续施工。为避免桩机在就位时由于对土体挤压作用，使得放桩位置出现移动，应在桩机就位之后再重新复核检查桩位，确保偏差低于10mm。
3.5压桩、接桩、送桩
3.5.1压桩
在进行压桩施工时，须保证桩体混凝土强度满足设计强度之后才能进行。同时应保证桩架处于竖直状态，送桩器与桩头的四周应保留一定间隙，间隙约为5-10mm。在进行抱压式压桩施工的过程中，应注意控制夹具所处位置，使之与桩身两侧合缝位置不相同。应用经纬仪设备调整桩身的垂直度，在未发现异常的情况下进行压桩施工，如果在压桩过程中出现以下几种情况，应立即暂停压桩施工，同时向甲方人员以及相关部门反映实际情况，在将问题处理之后再开展施工。在进行压桩施工的过程中，应尽可能避免桩身发生较大偏移，当桩体突然出现较大幅度下沉之后，可能引起桩身损坏，或者出现桩下沉量超标过多。
3.5.2接桩
本工程项目中接桩应用焊接的方式，且在桩段连接就位之后，应使之与前段桩节的中心保持一致，在完成连接之后桩身应处于垂直状态，进行焊接连接之前应将桩头部位预埋的铁件做除锈处理，使铁件表现出金属的光泽。如果桩节的间隙较大，可向其中垫设铁皮并焊接牢固，桩节之间的缝隙应控制在2mm以内。在进行焊接处理时，首先进行四角点焊做临时固定，然后应用对称焊接方式降低焊接过程中可能引起的变形，焊接连接应保证连续饱满，保证其质量达到设计要求。在进行手工焊接施工时，第一层焊接应采用Φ3.2mm电焊条打底，在将根部焊透之后，第二层才能应用直径更大的焊条进行焊接，通常应用Φ4mm或Φ5mm的焊条，且焊条质量满足GB/T5117-1995要求。
对于拼接处坡口槽位置处的焊接施工，主要应用电焊三层环缝焊接方式，且在焊接过程中主要采取有效变形防护，同时注意控制焊接的电流、速度、厚度，对每层焊接中产生的焊渣，应先将其敲除，然后再开始下层焊接。坡口位置应做全焊接处理，且的焊接的厚度应相较于坡口高1mm，焊接过程中进行逐层检查，保证每层焊接质量，避免焊缝存在较大的质量隐患，其整体质量应达到《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）［1］二级焊缝的要求。进行焊接接桩施工时，应尽可能缩短焊接所需时间，避免因为长时间停止施压，出现桩周土重固结的情况，焊接拼缝允许偏差的具体数值如表2所示。
表2 拼缝允许偏差表
.png)
3.5.3送桩
在沉桩施工过程中，送桩属于最后的施工工序，为保证最终沉桩施工质量，在施工过程中应严格按照要求进行。（1）送桩杆应设有尺寸标志，便于在施工过程中准确控制桩体进入土层的深度；（2）为避免桩顶受力出现破碎，应在送桩杆与桩顶之间设置衬垫，且注意观测送桩深度时，应将衬垫的厚度排出；（3）在进行送桩施工时，应注意保证送桩杆与桩体之间的垂直度，避免桩出现较大的偏移；（4）送桩施工过程中，应将桩顶产生标高偏差控控制在-50～+50mm范围之内，且及时做好相关的记录工作。（5）在将送桩杆拔出之后，应及时将存在的桩洞做回填处理。
3.6沉桩质量控制
桩位允许偏差：应符合下表规定：
预制桩（钢桩）桩位的允许偏差（mm）
.png)
最终沉桩施工完成后，桩身的垂直度偏差应≤0.5%，且不能出现朝同一方向倾斜的情况。对桩位偏移、垂直度造成的影响因素较多，实际施工中主要应控制一下几点：（1）进行施工放样之后，应做好桩位与轴线的检查工作；（2）在沉桩过程中，受挤土作用，可能出现地面变形，由此可能引起桩发生位移，因此在沉桩施工前应对桩位做出校核；（3）当沉桩遇障碍物偏移时，应先将桩拔出，将障碍物清除完毕之后再进行压桩施工；（4）调平桩机的机身。
4结语
静力压桩法具有施工简单，质量好，工程造价低等优点，这种方法在工程建设中得到了广泛使用。其次，为了提高桩基施工质量，保证桩基施工过程中不存在施工质量问题，应采用完善的施工方法和科学的施工技术。对每个施工环节进行严格控制以提高施工质量以及提高施工的整体安全性和可靠性。
参考文献：
［1］《建筑桩基技术规范》（JGJ94－2008）；［S］
［2］《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）［S］
［3］预应力管桩施工技术在桩基工程中的应用［J］郑勇杰.广东建材.2020-11-15