浅议高层建筑桩基础静压桩施工技术及质量控制

浅议高层建筑桩基础静压桩施工技术及质量控制

殷光明

身份证号码：13068219920108XXXX

摘要：施工效率高、成本低、环境污染小的静力压入桩技术，在建筑工程中已经得到了长足的发展和广泛的应用。以静压桩相关理论为基础，结合具体工程实例，研究了高层建筑静压桩施工技术及质量控制措施。结果表明，科学的质量控制措施不仅能减少挤土效应，还有助于提高建筑工程施工水平。

关键词：高层建筑；桩基础静压桩施工；质量控制

引言

桩基础是一种广泛应用的深基础形式，随着科学技术的发展，各种桩基的施工技术也应运而生。其中静压法由于施工无噪声，不受气温影响，能保障桩的承载力，接桩方便，经济效益高等优点，在多层建筑、高层建筑、民用建筑、重型工业厂房等多项工程中都有应用，并且发挥着越来越大的作用。但由于静压桩属于挤土桩，其产生的挤土效应对周边环境有着一定的影响，同时静压桩施工过程又是一个复杂的问题，涉及土力学理论的各个方面，因此需要对静压桩施工的相关问题进行深入的分析。

1工程概况

福建某工程项目，用地面积39649.1m2，拟建10栋高层住宅，总建筑面积281877m2，其中地上建筑面积228715m2，地下53162m2，结合地质勘察资料本次桩基选用预应力混凝土管桩，设计桩径φ500mm。

2静压桩工作机理分析

2.1沉桩机理

在静压力的作用下，静压预制桩在地基土的下沉过程中，需要克服桩侧摩阻力和桩端阻力。桩周土体在压桩过程中，首先会发生冲剪破坏，孔隙水受此影响，将会形成不均匀水头，进而产生急剧上升的超孔隙水压力，对土体结构造成了扰动，并且这种破坏和扰动会随着压桩过程不断向下传递，使得桩身周围形成一定的塑性土区，桩身由此可以持续贯入。沉桩过程产生的剪切破坏面根据桩周土质的软硬程度不同，产生的位置也不相同，一般来说，土质较硬时，剪切破坏面发生在桩与土的接触面上；土质较软时，则发生在邻近桩表面处的土体内。同时受扰动和超静孔隙水压力的共同作用，桩尖处土体的抗压强度将会大幅度下降。沉桩结束后，桩周土体会发生固结，土体的抗剪强度和侧摩擦力也会恢复，从而保障了桩体的承载力。根据土体渗透性、排水状况的不同，沉桩机理的表现形式也不相同。（1）粘性土中的沉桩特性：此时桩尖向下冲剪土体产生的阻力就是压桩阻力，桩侧阻力此时较小，并且土层改变时，桩尖穿越时的阻力将会发生突变。随着时间的推移，后期单桩承载力显著提高。原因主要有三个方面：一是土的触变时效，后期土粒、水分子体系趋于平衡，土体损失强度逐步恢复；二是固结时效，压桩完成后，超孔隙水压力也会随之消散，在土体自重应力和沉桩扩张应力作用下，土的强度逐步恢复甚至会超过原始强度；三是桩周部分土完全重塑后，剪切强度也会慢慢提高，并大于外围的土体的剪切强度，当依附于桩表面时，增加了桩体的表面积，进而提高了桩侧摩擦力[1]。（2）砂性土中的沉桩特性：不同砂层压桩阻力各不相同，并且压桩阻力随着深度的增加而增大。此时超孔隙水压力较小，且消散较快。沉桩的影响主要表现为强化效应和松弛效应。

2.2荷载

传递机理可分为两个方面进行分析：一方面是桩顶，受荷载作用桩身下沉与土体相对位移产生了侧摩阻力，桩顶荷载超出侧摩阻力总和的那部分由桩端阻力承担，桩侧摩阻力和桩端阻力则承担着桩顶荷载。并且桩顶下沉和桩底下沉并不是同步进行，两者之间的差值就是桩身压缩量，它随着桩顶荷载增长呈线性增长。另一方面是桩轴力，是由桩侧摩阻力引起，自桩顶至桩底轴力逐渐减小，并呈现非均匀分布状态。非均匀变化的程度和侧摩阻力的大小呈正相关，也即是变化越大，侧摩阻力越大；反之则越小。

3静压桩施工技术分析

3.1静压桩基础施工步骤

具体施工步骤：现场勘查→编制施工方案→预购预制桩→测量定位→压桩→接桩/再压桩→送桩或截桩。该项工程中的施工要点主要有以下几个方面：（1）测量定位：为了便于复核桩位，施工前首先定好轴线并在固定体上做好标志。然后放好桩位，并钉入一根短钢筋作为标志。但由于桩机的行走会影响标志，因此在桩机就位后，需要对桩位进行再次复核，确保桩位的偏差小于20mm。（2）调整桩尖：该项工程选用了YZY型压桩机。因此首先启动了纵向、横向行走油缸，让桩尖对准桩位。然后压桩至土中1m左右，调整桩尖两个方向的垂直度，由于第一节桩是保证桩身质量的关键，因此必须确保其垂直[2]。（3）压桩：通过夹持油缸将桩夹紧后进行压桩。这一过程中，为了更好地判断桩的质量和承载力，需要认真观察桩入土深度和压力表读数变化，当压力表读数突然上升或下降时，要停止压桩并依据地质资料进行分析，以判断读数的合理性。（4）接桩：首先应避免桩端停在砂土层中进行接桩。本次接头形式采用了焊接，焊接直径要求在4mm以上。当焊接饱满后应进行自然冷却，冷却时间要大于8min。接桩过程中要做到两节的轴心线重合，连接后桩身保持垂直。这一过程需要注意的是，由于接桩会导致暂停压桩，这个间歇时间对下沉的桩尖阻力没有影响，但对桩侧摩阻力有着明显的影响。实践表明间歇时间越长，桩侧摩阻力的增值就越大，由此应对接桩的结构和位置进行合理设置。（5）送桩或截桩：当桩顶接近地面，压桩力小于规定值时，便可以送桩。当桩顶高出地面一段距离，压桩力又满足规定值时，为了方便压桩机移位，就需要进行截桩[3]。

3.2静压桩终压力与极限承载力

终压力Pu是指桩尖到达持力层终止压桩时的最终静压力，竖向的极限承载力标准值Quk则是沉桩结束后，土体固结时桩体能承受上部结构的最大荷载。可以看出两者的概念完全不同，由此两者的计算依据也不尽相同。根据统计分析，无论桩尖的持力层在哪一层，静压桩桩端的极限承载力为终压力的40%～55%，剩下的需要依靠桩周土体的抗剪强度来补充。

4静压桩施工过程中的质量控制分析

4.1做好准备工作

首先应做好相关施工单位资质的审查工作,对其技术力量、压桩水平进行了解，对施工组织设计、压桩路线进行审查，探讨实际可行性。同时还要根据工程地质资料和单桩承载力要求，做好桩机选择工作。一般来说压桩机吨位应大于1.2倍的竖向极限承载力标准值。其次是做好施工放线与定桩位，这是两个重要的工序，既影响着建筑位置是否满足设计要求，又关系着整个工程结构。最后是做好桩尖、桩身的质量检查，确保其外观、尺寸偏差、桩身弯曲等工况满足规范要求。

4.2桩身控制措施

由于静力压桩是挤土桩，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，防护及综合性防治措施，降低雷击问题对弱电系统的损害。在本项目中，施工单位通过避雷针、避雷网和避雷带等综合性措施构建接闪装置，以建筑内钢筋作为引线，以基础地梁钢筋、承台钢筋和桩基主筋作为接地装置，并做好焊接工作，确保弱电工程的防雷击效果。

5结语

智能化弱电安装工程是建筑施工的重要组成部分，其施工技术水平直接影响建筑功能的有效发挥，建筑施工单位应遵循整体规划、分步实施的原则，严格安装相关施工工艺标准加强各环节施工检查监督，加强与土建、装饰部门的协调，确保弱电工程顺利开展，为我国智能化建筑弱电工程安装提供参考。

参考文献

[1]岳栋.浅析智能化建筑弱电工程的技术施工与质量管理[J].智能城市,2016,2(06):182-183.

[2]顾俊辉.浅谈智能化建筑弱电工程的实施与质量控制[J].安装,2016(06):62-64.

[3]王彬.弱电智能化系统在建筑工程中的应用分析[J].信息化建设,2016(05):355-356.

[4]高青,路昊明,高敏.刍议建筑工程弱电智能化的应用以及管理[J].通讯世界,2014(15):129-130.

[5]何庆华.智能化建筑弱电工程的实施[J].中国科技信息,2005(17):138-147.