摘要：针对软土地区静压预制桩施工中出现的问题，提出了质量控制的建议，探讨研究了压桩力与单桩竖向极限承载力标准值的关系，以供软土地区静压预制桩设计施工参考。
关键词：软土，静压预制桩，压桩力
中图分类号：TU473文献标识码：A
StudyonTechnologyofStaticPrefabricatedPile
Fengmao-feng
Abstract:AccordingtotheconstructionproblemsofStaticPrefabricatedPileinsoftsoil,somesuggestionsofpilequalitycontrolareputforward.What’smore,therelationshipbetweencompressivepressureandverticalultimatebearingcapacityofpileisdiscussed,soastoofferreferenceforthedesignandconstructionofstaticpressurepileinsoftsoil.
Keywords：softsoil,StaticPrefabricatedPile,compressivepressure
1前言
静压预制桩是借助专用设备的自重和配重或结构物做反力，通过液压机械作用于预制好的桩顶或桩身上，对其施加持续的压力，将桩体压入地基中形成的桩。静压预制桩施工凭借着无噪音、无振动及对环境无污染，故在近年来得到较快的发展。静压预制桩使用范围广泛，不仅适用于多、高层建筑，也适用于工业厂房及公路桥梁等土建工程。
2成桩机理
静压预制桩在静压力作用下沉入地基土中时，桩侧表面与桩周土体之间产生滑动摩擦，这种滑动摩擦作用非常小，而且在同一土层变化不大，压桩阻力是随桩端处土体的软硬程度即桩端土体的抗冲剪阻力的大小而波动，沉桩过程穿越的土层一般是软弱松散的，含水量高，孔隙比较大，当静压桩垂直受力下沉时，桩尖直接使土体产生冲剪破坏，同时桩周土体也产生剪切挤压破坏，孔隙水受此影响，形成不均匀水头，产生了超孔隙水压力，扰动了桩周土体结构，使桩周一定范围内的土体抗剪强度降低，粘性土发生了稠化，粉土和砂土发生了软化。压桩终止后，随着时间的推移，超孔隙水压力会逐渐消散，桩周土体固结，土的抗剪强度逐渐恢复，甚至会超过土体的原始强度，桩周土体恢复后，原来沉桩时的滑动摩擦变成了静摩擦，这种静摩擦作用和桩端端阻力就构成了工程中所需要的桩承载力。
3质量控制
3.1桩位的偏移
在静压预制桩施工中，最常见的质量事故就是桩位的偏移。常见的类型及解决措施为：
3.1.1地下障碍物导致桩位的偏移在桩基施工过程中，一定要搞清楚地下是否有管网或老基础。若有管网，则需报请设计院更改设计，对离压桩施工区域很近的管网，应在施工时加强监测，必要时采取防护措施；若有地下障碍物如老基础等物，则一定要排除干净后再进行施工。
3.1.2控制点位移导致桩位偏移。为避免桩位移动造成质量事故，可采取两条措施进行预防：一是桩机进场前，在施工现场满铺碎石或建筑垃圾200～400mm厚；二是保护好控制点，在静压桩工作范围以5～l0m保留2个控制点，并在施工前对桩位多次复核后再进行压桩。
3.1.3施工顺序不对引起桩顶位移。在压桩过程中，有时会发现已施工的桩产生横向位移，这通常是因为桩太密，压桩时土壤被挤，密实度很高，而造成土体向上隆起，相邻的桩一起涌起，并挤向土壤较松的一边。因此在遇到桩数多和桩距近的情况时，一定要因地制宜制定好施工顺序，采取分段压桩，或自中央向边缘压桩，严格按施工组织设计进行施工。
3.2断桩或斜桩。
断桩、斜桩是施工中经常遇到的问题，它涉及地形地质、材料质量、设备状况、操作工艺等方面的问题。
3.2.1桩身质量差造成断桩。预防此类质量事故的惟一办法就是严把材料质量进场关。
3.2.2操作工艺不当造成断桩：在压桩过程中，有时也会因为操作不当引起断桩。
3.2.3接头质量差引起断桩：桩的接头是整根桩的最薄弱处，常因接头质量不过关而发生松脱开裂的现象。静压预制桩的接桩方法通常采用焊接桩和硫磺胶泥锚接桩两种。
3.3压桩时达不到设计要求。
压桩时达不到设计要求通常是指以下两种情况。
3.3.1桩尖已到设计标高，而油压值未到设计工作压力。通常是因为地质资料不准确或钻探资料不全面造成的，采取送桩、接桩处理即可。
3.3.2桩尖尚未到设计标高，而油压值已到最大工作压力。出现这种情况的原因是多种多样的：地质资料或钻探资料不准确、不全面，在设计时定错了桩长；桩距太近、太密，施工顺序不对，沉桩困难；由于设备故障或其他原因，桩在下沉过程中突然中断，延续的时间过长，施工阻力增加，桩无法下沉到设计标高；桩尖遇到局部较硬的夹砂石、孤石等。
4保证质量的建议
4.1不能忽视沉桩的施工顺序
要针对不同土质和不同基础类型的场地，拟定沉桩的施工顺序方案。饱和粘土宜由里到外循序渐进施工，对于大底板下满堂布桩者可采取内螺旋曲线形式依次沉桩。如持力层表面呈倾斜状者，宜由低至高依次沉桩，防止桩端逐渐向外偏离设计桩位。
4.2引孔是一种有前途的防“拒打”措施
总体上说，在粘性土层中沉桩之前在预定桩位上引孔是一种好办法，但水下砂层和软弱淤泥层都不适宜用引孔。对于薄壁管桩则引孔较为理想。对于一般粘性土，采用管底高压水冲扩底是可能的，然后在扩底段内倒人碎石再对桩施加静压，使桩能发挥更大承载作用。也有对管桩端部作后压浆增强处理的成功经验。
4.3管桩孔内植芯法可大幅度提高承载力。
管桩沉入不必一定要按静力公式法计算深度执行，沉到较浅处即可。然后通过中心孔将钢管、H型钢或锥形实心混凝土小桩穿人桩端以下的好土层(砂土、硬粘土或风化软岩)中，然后在管孔内浇筑一定深度的微膨胀混凝土。接长的小桩起到挤密桩端以下的岩土、并直接增加管桩端部阻力的作用。这样做还可避免过大锤击数和过大静压力可能带来的危险。
4.4因地制宜地对场地分区设定桩端进入持力层深度。
应该在试桩阶段，仔细对照地质剖面图研究如何划定“桩深达标要求分区”。如果施工单位是由投标形式确定的，那么也应该让施工负责人员先熟悉地质剖面图，在试桩期间对照设计要求和沉桩实践，找出三者之间的矛盾，及时向建设、设计和监理单位反映，以寻求矛盾的合理解决。
4.5解决高应力、高孔压和外挤问题。
通常有两种解决措施：一是设置砂井或塑料排水板，使软土内水份提前向外排出，以降低桩间土总应力和孔隙水压力，使固结提前完成；二是插花地设置应力解除孔，使沉桩所占位置由应力解除孔体积来部分地消纳，这样土中总应力和外挤变形的增加可得到有效缓解，而解除孔的压扁引起土体的扰动照样会激发土中孔压的增长，固结和触变过程都能正常发挥桩间土后期正常的增强作用。两者相比之下，设置地基应力解除孔方法可避免软土因压桩而产生过高的总应力、孔隙水压力和外挤变形的缺点，在温州工业区某厂房的大面积管桩施工过程中采用此法效果显著。减小了大量压桩所引起的软土外挤对毗邻深基坑的威胁。
4.6深基坑开挖引起坑内工程预制桩位移问题
在支护结构背部紧靠支护桩位的附近设置密集的应力解除孔可有效地解除墙背土压力对桩排的横推作用，但支护桩间距过密时，减压效果不显著。坑内工程静压桩一般进入持力层深度有限，在基坑开挖过程中坑内土体极易向坑中心部位内挤(移位且倾斜)，工程预制桩抵抗内挤运动的能力很差，难免偏离设计桩位。解决的办法是：加大支护力度，优先考虑采用内支撑配合排桩支护的措施。否则，基坑开挖采用中心先开花逐步向外侧推进的形式进行。且坑底承台之间要设置连系梁提前浇筑混凝土，逐步向外拓展。
挖土应分层进行，高差不宜过大。软土地区的基坑开挖，基坑内土面高度应保持均匀，高差不宜超过lm，如土方开挖时相邻标高较大，应尽量加快土方开挖，避免长时间土方形成较大高差，造成土体移位对桩造成破坏，挖出的土方不得堆置在基坑附近、机械挖土时必须确保基坑内的桩体不受损坏。在土方开挖过程中，要严格按施工规范进行施工。
5压桩力探讨
根据温州地区经验，本文提出一个适宜于软土地区的静压预制桩的极限承载力与终压力之间的关系经验公式：
当L≤14m时：Q=(0.6~0.85)R
当14m<L<21m时：Q=(0.75～1.05)R
当L≥21m时：Q=(1.0～1.20)R
式中：Q为静压桩单桩竖向极限承载力标准值；R为静压桩的终压力值。桩长一些，土质好一些，取上限值；反之取下限值。
6结论
(1)静压预制桩的施工针对基础结构型式，认真分析工程地质条件，采取合理桩基施工方案。
(2)文中提出了保证静压预制桩质量的措施，具有良好的效果。
(3)文中提出了静压预制桩的极限承载力与终压力之间的关系经验公式，可以在工程实践中推广应用。
参考文献(References)：
[1]建筑地基基础工程施工质量验收规范[S]，GB50202-2002.北京:中国建筑工业出版杜,2002.
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