高层建筑桩基础静压桩施工及质量控制研究

高层建筑桩基础静压桩施工及质量控制研究

郭克俊

上海基强建设工程有限公司

摘要：静压桩是当前应用较为广泛的桩基，具有文明施工、无噪声污染、施工质量可靠等优点，深受业主青睐，本文结合宣桥镇老港农民集中安置单元05-01地块征收安置房项目工程实例，主要分析了了静压桩施工技术的实践应用及相关的质量控制措施。结果表明，合理科学的质量控制措施不仅可以减少挤压效应，而且有助于提高建筑工程的施工水平。

关键词：高层建筑；桩基础；静压桩；施工技术；质量控制

1工程概况

浦东新区宣桥镇老港农民集中安置单元05-01地块征收安置房项目。建设地点：浦东新区宣桥镇，东至悦通路，南至学顺路，西至六奉公路，北至横一号河。建设用地面积约33933.60m2，总建筑面积约101275.84m2。拟建建筑为6栋高层住宅（21层），最大高度60米。本项目桩基工程采用三种桩型分别是PHCAB500(100)管桩、PHCAB400(95)管桩及预应力实心方桩型号AZH-300，以下为桩基工程量汇总表1：

表1桩基工程量汇总表

备注：桩基工程量根据电子版图纸统计，施工以正式图纸为准。

2工程施工重点难点分析

⑴本工程场地较大，现场多为原有素土无施工便道，局部可能满足不了施工要求。⑵本工程号房管桩桩型为30米以上，共分为3段，这增加了压桩垂直度控制的难度。⑶邻近有需要保护的既有建构筑物，桩基施工可能会对其造成影响。⑷疫情施工期间，现场施工人员较多，防疫难度较大。⑸场地存在原有未拆迁房屋及距离较近老建筑物。

3静压桩施工技术分析

3.1施工方法和压桩机选型

本工程桩基施工均采用静力压桩法，施工过程中采用先大后小的施工顺序，由于本项目地库与号房距离较近，施工过程总采用先管桩后方桩的施工顺序，焊接采用二氧化碳气体保护焊接接桩；根据设计图纸中桩径、桩长、送桩深度及地勘资料，我司选用800T全液压型静力压桩机合计3台。

3.2施工测量

3.2.1测量网点的布设

根据现场的地形条件及业主提供的轴线坐标点、基准坐标点，计划使用高精度仪器进行标设桩位点和测量控制点，并结合业主提供的坐标点来形成一套完整的测量控制网，同时将在测量网点上所做的木桩、钢筋控制桩全部用混凝土加固对其保护，并且须经监理复核无误后方可使用。

3.2.2桩位放线与复核

根据施工图纸尺寸，专业测量人员采用J2经纬仪精确投放每个桩位，并在每个桩位上做出明显的标志。在放置桩位之前，必须进行测量放线并记录。经过测量放线记录和计算图的计算、核对和审核后，监理签字后才允许使用。对于桩位的投放，允许有一定误差±2cm。在确认桩位的正确性后，将自行组织自检，并向监理报告，若经复查无误，才能办理签证手续并进行沉桩。在沉桩过程中，施工班组还应该对每个桩位进行复核，以确保桩位在施工过程中不会因土体的挤压而产生偏位。

3.3成品桩验收、现场堆放

3.3.1桩材现场验收

成品桩送到现场后，现场接收人员应于卸桩前索取必须存档的资料，比对出厂合格证等桩信息，检查桩节数。

3.3.2卸桩后的验收

现场人员根据图集标准对桩身质量情况逐根或抽样检查，重点验收项目是：单节长度、管壁厚度、截面尺寸、桩身横向裂纹、桩身弯曲矢高、端板平整度。所有项目均合格者方可使用，否则做退场处理。

3.3.3桩材堆放

桩材堆放处无积水，地坪无较大的高低不平，桩下应设置垫木不造成翻滚，堆桩点应尽量靠近压桩区，减少场内倒桩次数，避免造成现场桩的破坏。

3.3.4沉桩

压桩的标高控制应作为首要考虑因素，终止压入力控制应作为辅助措施。在接桩时必须确保上下节桩的中心线偏差不超过5mm，节点的弯曲矢高应不大于桩长的千分之一，且不超过20mm。接桩质量应经过监理检查合格后方能继续沉桩，并及时办理验收手续。如在压桩的过程中发现以下情况，应分析情况，确定是否进行施工：⑴当最终压入力超过桩身材料的强度标准值时，还是不能将桩压至设计顶部高度。 ⑵尽管桩已经被压到了设计顶部高度，但其承受的压桩力依然偏低。⑶桩身出现明显偏斜和移动；⑷桩身表面出现了暴露的钢筋和明显的裂缝，已经超出了规范要求。 ⑸在桩顶处发生破碎和桩身突然弯曲时，桩不能正常沉入土壤内。

表2 沉桩允许偏差及检验方法

备注：d为桩的直径或截面边长。

3.4接桩

⑴所有单体桩基采用端板焊接接桩。在焊接接桩之前，预埋铁件的表面应保持干净，并且在上下节之间的间隙处应该用铁片垫密，并确保不会松动。焊接过程中应采取相应措施，采用对称焊接方式，以减少变形，并且焊接缝应该连续饱满。

⑵通常情况下，距离地面1m左右是接桩的适宜位置。在安装上下节桩时，节点中心线的偏差不能超过10毫米。节点的弯曲矢量不能超过1‰桩长。接桩完毕后，焊接点需要自然冷却8分钟以上，然后再将桩沉入土中。如果有钢制零件外露，则应涂敷防腐漆，以避免生锈和腐蚀。

⑶管节拼接成整桩采用端板焊接联接，预制钢筋混凝土PHC管桩的接桩焊接，是整个沉桩过程的关键工序。在进行焊接之前，必须先确认管节和端板是否符合要求，这是保证焊接质量的重要步骤。需要确保端板平整，对其上的坡口、浮锈和污物进行彻底的清理，以避免出现焊接瑕疵和引起安全隐患。只有在对管道和端板进行严格的检查和清理后，才能提高焊接效果的质量和稳定性。

⑷电焊拼接坡口槽时，必须对称进行三层及以上的环缝焊接，以减小焊接变形。在进行焊接时，应该正确掌握施焊速度与焊接电流，并确保每层的焊接厚度均匀。在每一层焊接之间，必须清理焊渣后再进行下一层的焊接。为确保焊接质量，坡口焊的电焊应完全填满，并且电焊厚度应高出坡口1mm。焊缝每层都要进行检查，以确保没有夹渣、气孔等缺陷。同时，在停歇时间方面，需要保证8分钟。焊缝的质量必须符合《钢结构工程施工规范》（GB50755-2012）二级焊缝要求。

⑹如果焊枪喷嘴变形成了椭圆形，应当及时更换以保证正常使用。在安装焊枪喷嘴时，需要检查是否能轻松扭紧喷嘴，以避免空气卷入的危险。另外，需要注意绝缘接头部分不能露出喷嘴的螺纹。如果发现分流环破损，也应该及时更换。最后，若气孔堵塞，则应取下来清除。⑺为了能够达到最佳的焊接效果，导电嘴的孔径应该与使用的焊丝直径相同。如果使用直径为1.2mm的焊丝，可以选择孔径为1.3mm的导电嘴进行使用。需要注意的是，当导电嘴的孔径大于1.6mm时，就必须更换全新的嘴，以确保良好的焊接效果。

⑻为了确保使用安全，需要保证焊枪软管的弯曲半径不小于500毫米。此外，弹簧软管使用中需要定期检查与清洗，建议每两周进行一次。清洗步骤如下：将弹簧管轻轻卷成直径为200毫米的圈，然后在钢板上轻轻叩打，最后使用压缩空气吹除弹簧管内的杂物，以确保使用时干净无障碍。

⑼焊接要点：将采用使用后退法焊接的方式来焊接上下桩，以确保根部完全焊透。在焊接过程中，焊丝外伸长度为16-20mm。为避免产生咬边和溢瘤等缺陷，先在焊缝接头的连接处超前15-20mm处引弧，然后回到接头处进行正常焊接。确保焊缝连续、饱满，并且不会出现夹渣、气孔等缺陷。每个接头的焊缝在经过检查员检验合格后，才会向监理申请签字后继续进行沉桩施工。

4静压桩施工过程中的质量控制

4.1标高控制

在压入PHC管桩和方桩前，需要在桩体侧面进行长度标记。标记的间距应该按照每1米均匀划分。当接近设计标高时，需要适当加密标尺，每隔0.5米进行一次标记。

4.2垂直度控制

当桩基已基本垂直后，松开喂桩机钢丝绳并将桩顶喂入桩帽，然后扶正桩帽。在离桩机25米处准确设置2台经纬仪，使其互相成直角，并观测桩机导杆的垂直度，直至满足要求。用经纬仪观测桩的垂直度，保证插桩的垂直度偏差不超过0.5%。如果偏差超出限值，应及时进行调整，但要确保桩身不会裂开。将桩插入土中的深度控制在3米，必要时，需将桩拔出重新插入。

4.3接桩

当桩下段沉至离地面0.5~0.8m时，应吊起节桩，并令其对准后，在使用经纬仪进行微调以确保其垂直度。随后进行焊接，上下节桩需要垂直，并且中心线偏差不得大于5mm。焊接期间需避免出现咬边和溢瘤等缺陷，同时焊缝应该连续、饱满，避免出现夹渣、气孔等缺陷。

4.4送桩

当送桩杆和桩的断面间存在差异或间隙时，沉桩过程中会对桩顶施加过大压力，导致桩顶破碎和局部弯曲。所以，送桩环节在沉桩施工中至关重要，不容忽视。

⑴为了保证送桩器的工作质量，需要确保它具有足够的强度与刚度，这样可以使其在工作时不会受到损坏或变形。在挑选送桩器时，要尽量选择刚度接近桩身刚度的产品，同时还要考虑如何减小在送桩时产生的上拨阻力。此外，送桩器应与PHC管桩直径相适应，这有助于保证送桩器在桩体上的稳固性，避免移位或者其他问题发生。另一方面，在选购送桩器时，还需要注意桩帽与桩顶的套接长度，这个长度一般为30至40cm，其作用是为桩帽提供稳定的支撑，以保证整个桩体的稳固性。

⑵设计图纸与水准点高程的引用可用于计算桩的送桩长度。为确保准确性，建议两个或更多人分别进行计算与复核，并确认无误后才将标记标注在送桩器上。在送桩的过程中，需要在送桩杆上标出送桩标高线，以测读桩顶标高并进行沉桩标高控制。

⑶为了避免桩顶被压碎，应在送桩杆与桩顶的接触面加装硬木衬垫。为了保证与桩顶的密贴，应该定期更换硬木衬垫。在控制送桩深度时，应不计算硬木衬垫的厚度。

⑷在进行钢桩安装时，需要确保送桩器和桩身在同一条中心轴线上，以保证送桩的精准度和稳定性。当完成送桩后，还需要注意桩身位置的准确性，特别是当送桩深度过深时，桩的偏斜可能会更加明显。因此，在施工过程中，必须保持送桩杆和桩身轴线的一致性。为确保送桩的垂直度，需要使用两台互为正交的经纬仪进行观察和控制。

⑸送桩达到预定深度后，不要立即拔出送桩杆，而应该先将其拔松。当相邻的桩已经按照预定深度入土后，再拔出送桩杆。这种做法的优点在于，防止拔出送桩杆后形成孔洞，影响邻桩插桩时的平面位置精度。⑹为了确保桩的完整性，压桩过程中应注意不能偏心。每根桩的压桩作业应在同一班次内完成，以避免桩周土体固结，导致沉桩困难。当拔出送桩杆后，还需及时用草包覆盖孔洞，以防止坠人或坠物事故的发生。同时，还需考虑满足桩机行走的要求。

5结语

静压法主要用于控制复合桩基与常规预制桩基础的沉降。按照其技术优势，该技术属于绿色施工范畴，已成为城市建筑首选的桩基施工技术。因此，单桩竖向极限承载力应根据工程地质条件和桩入土深度确定，这是保证静压桩施工的关键；其次，应注意施工过程中的挤压效应，并采取相应的控制措施。所以，应不断改善安静压桩的施工水平将提高建筑物的稳定性和安全性。

参考文献：

[1].《预应力混凝土管桩》（10G409）[S].

[2].《钢结构工程施工规范》（GB50755-2012）[S].

[3].《建筑地基基础工程施工质量验收标准》（GB50202-2018）[S].

[4].建筑工程中锚杆静压桩施工工艺的运用探索[J].周龙.低碳世界.2020-01-25

[5].静压桩施工技术在高层建筑中的应用及质量控制的研究[J].郑榉.福建建材.2019-01-20