中 南 大 学 现 代 远 程 教 育
毕 业 论 文
论文题目 浅谈静压桩施工技术
姓 名 董爱飞
专 业 土木工程
层 次 本 科
入学时间 2013年
学习中心 长铝学习中心
指导教师 王旭升
2015年5月6日
中南大学网络教育
毕业论文（设计）任务书
[1] 题目类型：①理论研究，②实验研究，③工程设计，④工程技术研究，⑤软件开发。
本任务书必须网上报送学院，学院审批通过后，下载放置在学生论文首页。
中南大学网络教育毕业论文（设计）
目 录
摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅰ
第一张绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
第二章静压桩的应用特点„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
第三章静压桩的适用范围„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
第四章静压桩的工艺原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
第五章施工工艺和质量控制方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
1.1施工工艺„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
5.2静压桩机械设备的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
5.3主要施工方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
5.4常见质量事故分析及处理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
5.5静力压桩质量检验标准„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
5.6管桩与承台的链接方式„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
5.7施工注意事项„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11
结论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12
结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13
参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14
摘要
静压桩施工技术是一种传统的施工技术相对比较简单的地基基础处理方法, 随着国家对环境保护要求越来越严格,在所有地基基础处理施工方法中, 静压桩工法由于对环境不造成污染,包括不需使用泥浆作冲洗液,不需排除废浆污染环境、施工使用静力液压压桩,不造成噪音污染、施工效率高,施工不需干固期,单桩承载力直观可靠、抗震性能好等特点,在城市人口密集的旧城改造中具有市场发展前景。本文介绍了静压桩的静压法沉桩机理、适用范围以及静压桩的工艺原理，重点突出了应用该技术的施工方法、常见质量事故分析及处理以及质量控制标准，管桩与承台的连接方式以及施工中的注意事项，并探讨了应用该技术的范围和相关指标, 为静压桩的广泛应用积累了有益的经验。
关键词：静压桩， 施工技术， 沉管 ， 终压力
第一张绪论
静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将桩压入土中的沉桩工艺。随着人们意识观念的不断更新和现代化建筑工业的不断发展，进几年来，预应力管桩一方面由于其具有单桩承载力高，结构传力明确，沉降量小，即可一柱一桩设置，又可作为工程建筑的支撑，抗滑、锚拉或挡土等的使用，得到了许多设计单位、建设单位的青睐和认可。另一方面，由于桩基质量可以预控，可直接检查桩直径，垂直度情况，桩基质量非常可靠：同时由于其克服了锤基法施工在无噪音、无振动、无冲击力环保等方面的缺点、造价较低、检测方便等优点，在许多地区得到了迅猛发展及推广应用。由于管桩基础设计和施工的特殊性，各地区根据国家现行的有关标准、规范、在总结各地区勘察、设计、施工及工程质量验收的基础上，制定了各地区管桩技术规程《建筑预应力混凝土管桩基础技术规程》人们在对《静压桩基础技术规程》千呼万唤的同时，并在规程设计和施工的基础上，也希望对静压桩的沉桩机理本及工程实践中的应用有进一步的了解，本文为此作一介绍，与大家共勉。
第二章静压桩的应用特点
2.1质量可靠，单桩承载力高
由于管桩材料为高强砼，高速离心成型工艺和和二次湿热养护工艺工厂化制作，桩身质量及沉桩长度可用直接检测，管桩质量可靠。是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将桩压入土中，压桩力可通过压力表直观、安全、准确度高；静压法沉桩与锤击法沉桩施工相比，因沉桩过程是慢速均匀加载，无冲击和反射应力波，对桩身冲击应力小，施工质量易保证。 由于 管桩桩身混凝土强度高，可打入密实的砂层和强风化岩层，由于挤压作用，桩端承载力可比原状土质提高60%-75% ，桩侧摩阻力提高20%-40%，并因管桩为高强度混凝土预应力构件，尤其抗压、抗弯性能好，其桩身承载力比其它桩种高2－5倍。
2.2施工速度快，建设投资周期短
管桩为工厂预制混凝土构件，采用高压、蒸汽养护，生产周期短，一般3-5天即可出厂，可提前批量生产，不占用施工养护周期。静压法沉桩施工，如果场地条件许可，一台桩机可压入300m左右的管桩。在普通地质条件下，2-3分钟即可压入10m长一根管桩，施工时间主要用在桩头、接桩焊接及倒运管桩、移动桩机等其他工作项目上。而且沉桩完毕后，桩体即有强度，承载力达到最终承载力的80%以上。在必要时可加快施工进度，缩 短投资周期，获得良好的经济效益。
2.3施工污染少、安全环保，对周边影响小。
静压法沉桩施工管桩，因采用电力液压驱动操作，无震动、无噪音。而锤击法沉桩震动剧烈，噪音大且拌有浓烟油污，对周边环境影响大，且锤击法沉桩施工，对周边土地振动大，影响周围建筑（构）物的安全稳定。而静压由于是缓慢匀速压入，对土体振动小，为周边环境影响小。而且管桩均为成品，与混凝土灌注桩相比无砂石料、混凝土及泥浆等污染。
2.4适应性能好，应用较广泛。
预应力管桩能够穿透普通软土层及粉沙粘土层，配上开口型桩尖减少挤土效应后，具有良好的穿透土层能力，尤其是采用静压沉桩方式。遇到特殊土质如软硬不均、上软下硬、软硬突变的土层，穿透能力更优于锤击法沉桩方式。锤击桩法沉桩方式，因一惯的高度（即冲击力）在突遇复杂土层时极易将桩体打坏破损，造成质量事故。预应力管桩桩段有10-12m13-15m一节的，也有3-4m5-6m一节的，搭配灵活，运输吊装方便，成桩长度不受限制，用普通的电焊机即可实现迅速接驳。在港口码头、铁路桥涵及市政、房建工程中均能够应用推广。
2.5造价低、材料损耗小，经济效益高。
由于管桩混凝土强度高，单桩承载力大，工程造价相对于混凝土灌注桩便宜40%左右。由于静压法沉桩对桩身破坏小，送桩到位率高，截桩小，质量可靠，经济效益较高。
第三章静压桩的适用范围
静压管桩作为一种快速兴起的一种基桩形式，适用于各类建筑物的 低承台桩基础，如工业与民用建筑、铁路桥梁、机场、港口码头、水利及市政工程等；适用于一般粘性土及回填土、淤泥和淤泥质土、粉（砂）性土、非自重湿陷性黄土质以及强风化（全风化）的岩层、坚硬的碎石土层和砂土层中，并且不受地下水位高低的影响。与锤击法沉桩方式相比尤其适应于软硬突变的土层中；由于静压无噪音，在对环保要求较高的地区，特别是在城市和居民区的新建和改造工程施工尤其适用。虽然管桩是空心结构，但仍有一定的挤土效应，对附近建筑物及地下管线有一定的影响，而且静压机械本身占用一定的空间，所以在贴近建筑物的位臵上，不适宜进行管桩的施工；由于静压机械自重较大，要求施工场地平整，对场地土地耐力要求高（要求场地表层土压强≥120kpa），同时不适宜用在地下障碍物较多、深层土质内存在孤石以及地下岩面坡度太陡的土层中。
第四章静压桩的工艺原理
管桩静压法沉桩工艺原理，在桩机就位后，利用适合吨位的吊车（或压桩机自带的起吊设施）吊起管桩进行喂桩，通过静压桩机中心的夹具对桩进行夹抱，调整垂直后进行施压。施压时，静压桩机机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车，小车在大小步履轨道上由油缸控制运动，抱压桩时，借助自重及配重，以器缸液压互联动力系统方式通过夹头相交压力施加压桩力，管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中，然后通过焊接将上下两节管桩连接实现接长，并通过送桩器将桩顶送到设计标高的一种成桩工艺。
沉桩施工时，桩尖“刺入”土体中时原状土的初应力状态受到破坏，造成桩尖下土体的压缩变形，土体对桩尖产生相应阻力，随着桩贯入压力的增大，当桩尖处土体所受应力超过其抗剪强度时，土体发生急剧变形而达到极限破坏，土体产生塑性流动（粘性土）或挤密侧移和下拖（砂土），在地表处，粘性土体会向上隆起，砂性土则会被拖带下沉。在地面深处由于上覆土层的压力,土体主要向桩周水平方向挤开，使贴近桩周处土体结构完全破坏。由于较大的辐射向压力的作用也使邻近桩周处土体受到较大扰动影响，此时，桩身必然会受到土体的强大法向抗力所引起的桩周摩阻力和桩尖阻力的抵抗，当桩顶的静压力大于沉桩时的这些抵抗阻力，桩将继续“刺入”下沉。反之，则停止下沉。
压桩时，地基土体受到强烈扰动，桩周土体的实际抗剪强度与地基土体的静态抗剪强度有很大差异。随着桩的沉入，桩与桩周土体之间将出现相对剪切位移，由于土体的抗剪强度和桩土之间的粘着力作用，土体对桩周表面产生摩阻力。当桩周土质较硬时，剪切面发生在桩与土的接触面上;当桩周土体较软时，剪切面一般发生在邻近于桩表面处的土体内，粘性土中随着桩的沉入，桩周土体的抗剪强度逐渐下降，直至降低到重塑强度。砂性土中，除松砂外，抗剪强度变化不大，各土层作用于桩上的桩侧摩阻力并不是一个常值，而是一个随着桩的继续下沉而显著减少的变值，桩下部摩阻力对沉桩阻力起显著作用，其值可占沉桩阻力的50～80％，它与桩周处土体强度成正比，与桩的入土深度成反比。粘性土中，桩尖处土体在扰动重塑、超静孔降水压力作用下，土体的抗压强度明显下降。砂性土中，密砂受松驰效应影响土体抗压强度减少，松砂受挤密效应影响土体抗压强度增大，在成层土地基中，硬土中的桩端阻力还将受到分界处粘土层的影响，上覆盖层为软土时，在临界深度以内桩端阻力将随压入硬土内深度增加而增大。下卧为软土时，在临界厚度以内桩端阻力将随压入硬土的增加而减少。
一般将桩摩阻力从上到下分成三个区：上部柱穴区，中部滑移区，下部挤压区。施工中因接桩或其它因素影响而暂停压桩的间歇时间的长短虽对继续下沉的桩尖阻力无明显影响，但对桩侧摩阻力的增加影响较大，桩侧摩阻力的增大值与间歇时间长短成正比，并与地基土层特性有关，因此在静压法沉桩中，应合理设计接桩的结构和位置，避免将桩尖停留在硬土层中进行接桩施工。
第五章施工工艺和质量控制方法
5.1施工工艺
液压管桩的施工工艺：测量定位------桩基就位------复核桩位------吊装揷位------桩身对中调直------静压沉桩------接桩------再静压沉桩------送桩------终止压桩------桩质量检验------切割桩头------填充管桩内的细石砼。
5.2静压桩机械设备的选择
根据工程地质、设计桩径、单桩极限承载力及施工现场场地特点确定压桩机性能和技术参数（见表5.2）
5.3主要施工方法
5.3.1压桩施工前，按照施工方案和规范或技术规程进行管桩、设备、施工机具和应用辅材等进行准备。
5.3.2静力压桩单桩竖向承载力，可通过桩的终止压力值大致判断，但因土质的不同而异。桩的终止压力不等于桩的极限承载力，要通过桩的静载对比试验来确定一个系数，然而再利用系数和终止压力，求出单桩竖向承载力的标准值K，即K=ks。如判断的终止静压力值不能满足设计要求，应立即采取送压加深处理或补桩，以保证桩基的施工质量。
5.3.3压桩应控制好终止压力：我们在三门峡金渠综合住宅楼桩基工程施工中，
压桩到设计桩长和设计要求的桩端持力层，压力表的压力达到单桩承载力2.7倍时，即采用最终压力值，作为桩承载力估算的依据，停止压桩，最是一种经验参数。否则应增加桩长，并会同设计单位另行处理，由设计单位确定。
5.3.4压桩应连续进行，采用硫磺胶泥接桩间歇不宜过长（正常气温下为10-18mm），接桩面应保持干净，浇筑时间不超过2min，上下中心线应对齐，偏差不大于10mm；节点矢高不得大于1%桩长。
5.3.5压桩过程中如发生停顿，一部分空隙水压力会消失，桩周土会发生径向固结现象，使土体密实度增加，桩周的侧壁摩擦阻力也增长，尤其是扰动重塑的桩端土体强度得到恢复，致使桩端阻力增长较大，停顿时间越长扰动土体强度增长越多。因此，静压桩沉桩不宜中途停顿，必须接桩停留时，宜考虑浅层接桩，还应尽量避开在好土层深度处停留接桩。静压桩是挤土桩，压入过程中会导致桩周围土的密度增加，其挤土效应取决于桩截面的几何形状、桩间距以及土层的性能。
5.3.6垂直度控制：调校桩的垂直度是沉桩质量的关键，须高度重视。压桩前应用吊锤观测控制桩身的垂直度，而在压桩过程中也应随时观测，若发现倾斜，应立即调整，保证桩身入土时的垂直度偏差不超过0.5%，成桩后偏差不超过0.5%。桩机驾驶人员在施工员的组织、指挥下，在沉桩的过程中施工人员随时观察桩的进尺变化，如遇地质层有障碍物、桩杆偏移时，应分一二个行程逐渐调直。
5.3.7沉桩线路的选定：预应力桩基施工时，随着入桩段数的增多，各层地质构造土体密度随之增高，土体与桩身表面间的摩擦阻力也相应增大，压桩所需的压入力也在增大。为使压桩中各桩的压力阻力基本相近，入桩线路应选择单项进行，不能从两侧往中间进行（即所谓跳打关门桩）这样地基土在入桩挤密过程中，土体可自由向外扩张，即可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的挤压而造成部分桩身倾斜，保证了群桩的工作基本均匀并符合设计值。
5.4常见质量事故分析及处理
总结近年来静压桩设计和施工经验，可以发现一些常见问题。
5.4.1浮桩
由于静压桩是挤土桩，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浮桩，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，但当桩尖达到持力层，承载力又有明显增加，沉降曲线又趋于平缓，这是桩身上抬的典型曲线。浮桩除了静载沉降偏大外，对桩而言可能会把接头拉断，桩尖脱空，同时大大增加对四周桩的水平挤压力,导致桩倾斜偏位。观察场地浮桩情况可在桩基施工时先打几根观测桩，数量和位置应具有代表性，打桩过程中可通过对观测桩的监测了解场地的大致浮桩情况。
在处理上施工前合理安排压桩顺序,同一单体建筑物一般要求先压场地中央的桩,后压周边的桩;先压持力层较深的桩,后压较浅的桩。同一场地的多栋单体建筑宜分散跳打。同时减少单位时间沉桩数量。出现桩身上抬后一般采用复压的办法使桩基按正常使用，但对承受水平荷载的基础要慎重。
5.4.2 引孔压桩的问题
为了防止桩间的挤土效应太大，或土质太硬而使桩身较短，施工中往往采用引孔压桩的工艺 ，即先钻比管桩略小规格的直径钻孔，深度是桩长的（2/3～1）L，然后将管桩沿预钻孔压下去。引孔应随引随压，中间间隔时间不宜大长，否
则孔内积水，一是会软化桩端土，待水消散后孔底会留有一定空隙；二是桩外壁冒，削弱了桩的侧摩阻力。
对于较硬土质中引孔压桩还会有桩尖达不到引孔孔底的现象，施工完成后孔底积水使土体软化，使承载力达不到设计要求。
5.4.3桩端封口不实
当桩尖有缝隙，地下水水头差的压力可使桩外的水通过缝隙进入桩管内腔，若桩尖附近的土质是泥质土，遇水易软化，从而直接影响桩的承载力。对于桩靴的焊接质量要求与端板间无间隙、错位,保证焊缝饱满,无气孔。施焊对称进行,焊拉时间控制得当,焊接完成后自然冷却10分钟左右方可施打,因高温焊缝遇水后变脆,容易开裂。工程上比较有效的补救技术措施是采用“填芯混凝土”法，即在管桩施压完毕后立即灌入高度为1.2m左右的C20细石混凝土封底，桩端不漏水，桩端附近水压平衡，桩端土承受三相压力，承载力能保持稳定。
5.4.4桩顶(底)开裂
由于目前压桩机越来越大，最重可达6800KN，对于较硬土质，管桩有可能仍然压不到设计标高，在反复复压情况下,管桩桩身横向产生强烈应力，如果桩还是按常规配箍筋，桩顶混泥土抗拉不足开裂，产生垂直裂缝，为处理带来很大困难。另一种情况就是管桩由软弱土层突然进入硬持力层，没有经过渡层,桩机油压迅速升高,桩身受到瞬间冲击力也容易引起桩顶开裂,如果硬持力层面不平整,桩靴卡不进土引起桩头折断破碎,桩机油压又下降,再压时压力不稳定,吊线测量桩长发现比入土部分短。处理上事前改进桩尖形式(圆锥形桩尖易滑),事后用压力灌浆把桩底破碎混凝土粘结住,适当折减承载力设计值。
5.4.5地质构造带
不少地段处在地质断裂破碎带上，在这些场地采用静压桩，由于受构造断裂的影响，地层结构受到改变，破碎带作为地下水通道常软化持力层。压桩时虽满足终压力及桩长要求,而静载时桩又不合格。不合格桩长范围可从8米至30米都会出现，与规程统计的经验公式完全不符，可见由于土体的破碎加上水的润滑,土的抗剪强度基本散失,压力不再随桩长的增加而增加,这要特别引起重视。对于有软硬夹层，尤其是硬夹层不厚的情况下，施工时桩尖到达硬夹层，由于超孔压的反向作用，使桩的终压力满足设计要求，而施工完成后随孔压消散，土抗剪强度还没恢复，静载时桩尖土承受更大的压力，传递到软弱下卧层后引起该层土压缩增大，进而桩顶下沉增加,位移不满足要求。
5.4.6断桩
压桩时碰到孤石或其它障碍物使桩尖偏移,同时桩身混凝土强度高,导致桩身脆端,此时应补桩处理。
5.4.7短桩
桩时碰到孤石或其它障碍物使桩端达不到持力层,桩长较短，相邻桩长相差较大，此时应视情况补桩处理。
5.4.8超送桩
由于地质资料只提供地质情况参考，尤其是地质情况复杂地区，配桩长度
较难确定，如果配桩较短，将导致桩超送，桩顶低于设计标高，此时应待基槽开挖后视桩顶标高采取承台做锅底或接桩。如桩顶低于设计标高不多如小于等于500MM，可将承台局部做成锅底配构造筋处理；如桩顶低于设计标高较多应接桩处理，接桩方法有两种：混凝土灌注桩接桩和倒接桩。混凝土灌注桩接桩是采用人工挖孔或模板成孔后灌注混凝土桩头的接桩方法，此种方法质量可靠但工期较长，材料费较高。倒接桩是利用现场砍下的桩头倒过来与基桩桩头钢板焊接的一种接桩方法，此种方法简单，工期短，材料利用率高但质量值得商榷，原因一是由于场地工作面小，坑内焊接质量不易保证，二是现场砍下的桩头质量亦难保证，三是接桩位置一般在桩上部，此部位正是桩受竖向力和水平力较大处接头处或砍下的桩头如有质量问题对整个建筑影响较大。
5.4.9基坑开挖
由于静压桩逐渐用在高层建筑中,基坑开挖不可避免。应根据开挖深度考虑是否需要先围护开挖再沉桩的方案。边打桩边开挖是不可取的,先打桩后开挖应考虑对称均匀,如在中间开挖把土堆在周围就会造成四周和中心的土体高差悬殊,同时超孔隙水压及震动会使管桩倾斜或折断,所以合理制定基坑开挖方案是必不可少的。
5.5静力压桩质量检验标准
静力压桩质量检验标准见表5.5所示
5.6管桩与承台的链接方式
一般情况下，工程管桩与承台采用刚性链接，管桩的桩头均采用专用工具锯断，断口平齐，故不能利用桩身内的钢筋深入承台，作为链接的钢筋。在桩头的桩管内填充4200mm高的C30细石砼，并在砼中均匀插入6根14钢筋与承台进行连接，效果很好。
5.7施工注意事项
压桩施工前应对现场的地质情况了解清楚，做到心中有数；同时应做好设备的检查工作，保证实用可靠；压桩过程中，应随时注意使桩保持轴心受力，若有偏移，要及时调整；接桩时应保证上下接桩的轴线一致，并尽可能地缩短接桩时间；测量压力等仪表应注意保养、及时检修和定期标定，以减少量测误差。压桩机行驶道路的地基应有足够的承载力，必要时需作处理。
结论
综上所述静压桩具有无振动、无噪音、成本低、无泥浆和保护环境等优点，特别适合于稠密市区的施工。静力压桩受力明确，压桩的同时可准确记录压桩的入土深度，每根桩都类似于做了一次快速载荷试验，是桩基施工中一种理想的施工工艺技术，在适宜地区值得推广应用。
结束语
感恩上天，感谢有你！首先，要感谢一直辅导我非常认真负责的毕业论文指导老师，是您的谆谆教诲，让我有了不一样的学习旅程，您的用心与付出，让我觉得倍感关注，需要更加努力。感谢这个平台，我97年毕业于焦作煤炭工业学校工民建专业，总觉得专业知识的缺乏，所以又报考了我们中南大学，和老师同学有缘相聚在一起。人生路上，能与书香常相伴，能以老师为友人，能以传道授业解惑为生，也是幸事一件。祝愿我们每一个有梦想的人，都可以在实现梦想的过程中，找到充实，幸福的感觉。甘于谦逊，力求品格善美，甘于宁静致远，力求精彩生活！亲爱的同学们，我们一起加油，努力！
参考文献
1、土力学与地基基础（21世纪高等职业院校土木工程专业系列教材）作者: 傅裕寿张正威编著ISBN: [1**********]66, 7302186367出版社: 清华大学出版社出 版日期: 2009-3-1
2、土木工程教材精选：土力学地基基础（第5版） [Soil Mechanics and Geotechnical Engineering(Fifth Edition)]
3、静压法管桩工程技术与质量控制 梁志飞（文章编号）1672-7045（2009）SO0114-003
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论文题目 浅谈静压桩施工技术
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2015年5月6日
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[1] 题目类型：①理论研究，②实验研究，③工程设计，④工程技术研究，⑤软件开发。
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摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅰ
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第二章静压桩的应用特点„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
第三章静压桩的适用范围„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
第四章静压桩的工艺原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
第五章施工工艺和质量控制方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
1.1施工工艺„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
5.2静压桩机械设备的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
5.3主要施工方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
5.4常见质量事故分析及处理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
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5.6管桩与承台的链接方式„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
5.7施工注意事项„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11
结论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12
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摘要
静压桩施工技术是一种传统的施工技术相对比较简单的地基基础处理方法, 随着国家对环境保护要求越来越严格,在所有地基基础处理施工方法中, 静压桩工法由于对环境不造成污染,包括不需使用泥浆作冲洗液,不需排除废浆污染环境、施工使用静力液压压桩,不造成噪音污染、施工效率高,施工不需干固期,单桩承载力直观可靠、抗震性能好等特点,在城市人口密集的旧城改造中具有市场发展前景。本文介绍了静压桩的静压法沉桩机理、适用范围以及静压桩的工艺原理，重点突出了应用该技术的施工方法、常见质量事故分析及处理以及质量控制标准，管桩与承台的连接方式以及施工中的注意事项，并探讨了应用该技术的范围和相关指标, 为静压桩的广泛应用积累了有益的经验。
关键词：静压桩， 施工技术， 沉管 ， 终压力
第一张绪论
静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将桩压入土中的沉桩工艺。随着人们意识观念的不断更新和现代化建筑工业的不断发展，进几年来，预应力管桩一方面由于其具有单桩承载力高，结构传力明确，沉降量小，即可一柱一桩设置，又可作为工程建筑的支撑，抗滑、锚拉或挡土等的使用，得到了许多设计单位、建设单位的青睐和认可。另一方面，由于桩基质量可以预控，可直接检查桩直径，垂直度情况，桩基质量非常可靠：同时由于其克服了锤基法施工在无噪音、无振动、无冲击力环保等方面的缺点、造价较低、检测方便等优点，在许多地区得到了迅猛发展及推广应用。由于管桩基础设计和施工的特殊性，各地区根据国家现行的有关标准、规范、在总结各地区勘察、设计、施工及工程质量验收的基础上，制定了各地区管桩技术规程《建筑预应力混凝土管桩基础技术规程》人们在对《静压桩基础技术规程》千呼万唤的同时，并在规程设计和施工的基础上，也希望对静压桩的沉桩机理本及工程实践中的应用有进一步的了解，本文为此作一介绍，与大家共勉。
第二章静压桩的应用特点
2.1质量可靠，单桩承载力高
由于管桩材料为高强砼，高速离心成型工艺和和二次湿热养护工艺工厂化制作，桩身质量及沉桩长度可用直接检测，管桩质量可靠。是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将桩压入土中，压桩力可通过压力表直观、安全、准确度高；静压法沉桩与锤击法沉桩施工相比，因沉桩过程是慢速均匀加载，无冲击和反射应力波，对桩身冲击应力小，施工质量易保证。 由于 管桩桩身混凝土强度高，可打入密实的砂层和强风化岩层，由于挤压作用，桩端承载力可比原状土质提高60%-75% ，桩侧摩阻力提高20%-40%，并因管桩为高强度混凝土预应力构件，尤其抗压、抗弯性能好，其桩身承载力比其它桩种高2－5倍。
2.2施工速度快，建设投资周期短
管桩为工厂预制混凝土构件，采用高压、蒸汽养护，生产周期短，一般3-5天即可出厂，可提前批量生产，不占用施工养护周期。静压法沉桩施工，如果场地条件许可，一台桩机可压入300m左右的管桩。在普通地质条件下，2-3分钟即可压入10m长一根管桩，施工时间主要用在桩头、接桩焊接及倒运管桩、移动桩机等其他工作项目上。而且沉桩完毕后，桩体即有强度，承载力达到最终承载力的80%以上。在必要时可加快施工进度，缩 短投资周期，获得良好的经济效益。
2.3施工污染少、安全环保，对周边影响小。
静压法沉桩施工管桩，因采用电力液压驱动操作，无震动、无噪音。而锤击法沉桩震动剧烈，噪音大且拌有浓烟油污，对周边环境影响大，且锤击法沉桩施工，对周边土地振动大，影响周围建筑（构）物的安全稳定。而静压由于是缓慢匀速压入，对土体振动小，为周边环境影响小。而且管桩均为成品，与混凝土灌注桩相比无砂石料、混凝土及泥浆等污染。
2.4适应性能好，应用较广泛。
预应力管桩能够穿透普通软土层及粉沙粘土层，配上开口型桩尖减少挤土效应后，具有良好的穿透土层能力，尤其是采用静压沉桩方式。遇到特殊土质如软硬不均、上软下硬、软硬突变的土层，穿透能力更优于锤击法沉桩方式。锤击桩法沉桩方式，因一惯的高度（即冲击力）在突遇复杂土层时极易将桩体打坏破损，造成质量事故。预应力管桩桩段有10-12m13-15m一节的，也有3-4m5-6m一节的，搭配灵活，运输吊装方便，成桩长度不受限制，用普通的电焊机即可实现迅速接驳。在港口码头、铁路桥涵及市政、房建工程中均能够应用推广。
2.5造价低、材料损耗小，经济效益高。
由于管桩混凝土强度高，单桩承载力大，工程造价相对于混凝土灌注桩便宜40%左右。由于静压法沉桩对桩身破坏小，送桩到位率高，截桩小，质量可靠，经济效益较高。
第三章静压桩的适用范围
静压管桩作为一种快速兴起的一种基桩形式，适用于各类建筑物的 低承台桩基础，如工业与民用建筑、铁路桥梁、机场、港口码头、水利及市政工程等；适用于一般粘性土及回填土、淤泥和淤泥质土、粉（砂）性土、非自重湿陷性黄土质以及强风化（全风化）的岩层、坚硬的碎石土层和砂土层中，并且不受地下水位高低的影响。与锤击法沉桩方式相比尤其适应于软硬突变的土层中；由于静压无噪音，在对环保要求较高的地区，特别是在城市和居民区的新建和改造工程施工尤其适用。虽然管桩是空心结构，但仍有一定的挤土效应，对附近建筑物及地下管线有一定的影响，而且静压机械本身占用一定的空间，所以在贴近建筑物的位臵上，不适宜进行管桩的施工；由于静压机械自重较大，要求施工场地平整，对场地土地耐力要求高（要求场地表层土压强≥120kpa），同时不适宜用在地下障碍物较多、深层土质内存在孤石以及地下岩面坡度太陡的土层中。
第四章静压桩的工艺原理
管桩静压法沉桩工艺原理，在桩机就位后，利用适合吨位的吊车（或压桩机自带的起吊设施）吊起管桩进行喂桩，通过静压桩机中心的夹具对桩进行夹抱，调整垂直后进行施压。施压时，静压桩机机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车，小车在大小步履轨道上由油缸控制运动，抱压桩时，借助自重及配重，以器缸液压互联动力系统方式通过夹头相交压力施加压桩力，管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中，然后通过焊接将上下两节管桩连接实现接长，并通过送桩器将桩顶送到设计标高的一种成桩工艺。
沉桩施工时，桩尖“刺入”土体中时原状土的初应力状态受到破坏，造成桩尖下土体的压缩变形，土体对桩尖产生相应阻力，随着桩贯入压力的增大，当桩尖处土体所受应力超过其抗剪强度时，土体发生急剧变形而达到极限破坏，土体产生塑性流动（粘性土）或挤密侧移和下拖（砂土），在地表处，粘性土体会向上隆起，砂性土则会被拖带下沉。在地面深处由于上覆土层的压力,土体主要向桩周水平方向挤开，使贴近桩周处土体结构完全破坏。由于较大的辐射向压力的作用也使邻近桩周处土体受到较大扰动影响，此时，桩身必然会受到土体的强大法向抗力所引起的桩周摩阻力和桩尖阻力的抵抗，当桩顶的静压力大于沉桩时的这些抵抗阻力，桩将继续“刺入”下沉。反之，则停止下沉。
压桩时，地基土体受到强烈扰动，桩周土体的实际抗剪强度与地基土体的静态抗剪强度有很大差异。随着桩的沉入，桩与桩周土体之间将出现相对剪切位移，由于土体的抗剪强度和桩土之间的粘着力作用，土体对桩周表面产生摩阻力。当桩周土质较硬时，剪切面发生在桩与土的接触面上;当桩周土体较软时，剪切面一般发生在邻近于桩表面处的土体内，粘性土中随着桩的沉入，桩周土体的抗剪强度逐渐下降，直至降低到重塑强度。砂性土中，除松砂外，抗剪强度变化不大，各土层作用于桩上的桩侧摩阻力并不是一个常值，而是一个随着桩的继续下沉而显著减少的变值，桩下部摩阻力对沉桩阻力起显著作用，其值可占沉桩阻力的50～80％，它与桩周处土体强度成正比，与桩的入土深度成反比。粘性土中，桩尖处土体在扰动重塑、超静孔降水压力作用下，土体的抗压强度明显下降。砂性土中，密砂受松驰效应影响土体抗压强度减少，松砂受挤密效应影响土体抗压强度增大，在成层土地基中，硬土中的桩端阻力还将受到分界处粘土层的影响，上覆盖层为软土时，在临界深度以内桩端阻力将随压入硬土内深度增加而增大。下卧为软土时，在临界厚度以内桩端阻力将随压入硬土的增加而减少。
一般将桩摩阻力从上到下分成三个区：上部柱穴区，中部滑移区，下部挤压区。施工中因接桩或其它因素影响而暂停压桩的间歇时间的长短虽对继续下沉的桩尖阻力无明显影响，但对桩侧摩阻力的增加影响较大，桩侧摩阻力的增大值与间歇时间长短成正比，并与地基土层特性有关，因此在静压法沉桩中，应合理设计接桩的结构和位置，避免将桩尖停留在硬土层中进行接桩施工。
第五章施工工艺和质量控制方法
5.1施工工艺
液压管桩的施工工艺：测量定位------桩基就位------复核桩位------吊装揷位------桩身对中调直------静压沉桩------接桩------再静压沉桩------送桩------终止压桩------桩质量检验------切割桩头------填充管桩内的细石砼。
5.2静压桩机械设备的选择
根据工程地质、设计桩径、单桩极限承载力及施工现场场地特点确定压桩机性能和技术参数（见表5.2）
5.3主要施工方法
5.3.1压桩施工前，按照施工方案和规范或技术规程进行管桩、设备、施工机具和应用辅材等进行准备。
5.3.2静力压桩单桩竖向承载力，可通过桩的终止压力值大致判断，但因土质的不同而异。桩的终止压力不等于桩的极限承载力，要通过桩的静载对比试验来确定一个系数，然而再利用系数和终止压力，求出单桩竖向承载力的标准值K，即K=ks。如判断的终止静压力值不能满足设计要求，应立即采取送压加深处理或补桩，以保证桩基的施工质量。
5.3.3压桩应控制好终止压力：我们在三门峡金渠综合住宅楼桩基工程施工中，
压桩到设计桩长和设计要求的桩端持力层，压力表的压力达到单桩承载力2.7倍时，即采用最终压力值，作为桩承载力估算的依据，停止压桩，最是一种经验参数。否则应增加桩长，并会同设计单位另行处理，由设计单位确定。
5.3.4压桩应连续进行，采用硫磺胶泥接桩间歇不宜过长（正常气温下为10-18mm），接桩面应保持干净，浇筑时间不超过2min，上下中心线应对齐，偏差不大于10mm；节点矢高不得大于1%桩长。
5.3.5压桩过程中如发生停顿，一部分空隙水压力会消失，桩周土会发生径向固结现象，使土体密实度增加，桩周的侧壁摩擦阻力也增长，尤其是扰动重塑的桩端土体强度得到恢复，致使桩端阻力增长较大，停顿时间越长扰动土体强度增长越多。因此，静压桩沉桩不宜中途停顿，必须接桩停留时，宜考虑浅层接桩，还应尽量避开在好土层深度处停留接桩。静压桩是挤土桩，压入过程中会导致桩周围土的密度增加，其挤土效应取决于桩截面的几何形状、桩间距以及土层的性能。
5.3.6垂直度控制：调校桩的垂直度是沉桩质量的关键，须高度重视。压桩前应用吊锤观测控制桩身的垂直度，而在压桩过程中也应随时观测，若发现倾斜，应立即调整，保证桩身入土时的垂直度偏差不超过0.5%，成桩后偏差不超过0.5%。桩机驾驶人员在施工员的组织、指挥下，在沉桩的过程中施工人员随时观察桩的进尺变化，如遇地质层有障碍物、桩杆偏移时，应分一二个行程逐渐调直。
5.3.7沉桩线路的选定：预应力桩基施工时，随着入桩段数的增多，各层地质构造土体密度随之增高，土体与桩身表面间的摩擦阻力也相应增大，压桩所需的压入力也在增大。为使压桩中各桩的压力阻力基本相近，入桩线路应选择单项进行，不能从两侧往中间进行（即所谓跳打关门桩）这样地基土在入桩挤密过程中，土体可自由向外扩张，即可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的挤压而造成部分桩身倾斜，保证了群桩的工作基本均匀并符合设计值。
5.4常见质量事故分析及处理
总结近年来静压桩设计和施工经验，可以发现一些常见问题。
5.4.1浮桩
由于静压桩是挤土桩，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浮桩，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，但当桩尖达到持力层，承载力又有明显增加，沉降曲线又趋于平缓，这是桩身上抬的典型曲线。浮桩除了静载沉降偏大外，对桩而言可能会把接头拉断，桩尖脱空，同时大大增加对四周桩的水平挤压力,导致桩倾斜偏位。观察场地浮桩情况可在桩基施工时先打几根观测桩，数量和位置应具有代表性，打桩过程中可通过对观测桩的监测了解场地的大致浮桩情况。
在处理上施工前合理安排压桩顺序,同一单体建筑物一般要求先压场地中央的桩,后压周边的桩;先压持力层较深的桩,后压较浅的桩。同一场地的多栋单体建筑宜分散跳打。同时减少单位时间沉桩数量。出现桩身上抬后一般采用复压的办法使桩基按正常使用，但对承受水平荷载的基础要慎重。
5.4.2 引孔压桩的问题
为了防止桩间的挤土效应太大，或土质太硬而使桩身较短，施工中往往采用引孔压桩的工艺 ，即先钻比管桩略小规格的直径钻孔，深度是桩长的（2/3～1）L，然后将管桩沿预钻孔压下去。引孔应随引随压，中间间隔时间不宜大长，否
则孔内积水，一是会软化桩端土，待水消散后孔底会留有一定空隙；二是桩外壁冒，削弱了桩的侧摩阻力。
对于较硬土质中引孔压桩还会有桩尖达不到引孔孔底的现象，施工完成后孔底积水使土体软化，使承载力达不到设计要求。
5.4.3桩端封口不实
当桩尖有缝隙，地下水水头差的压力可使桩外的水通过缝隙进入桩管内腔，若桩尖附近的土质是泥质土，遇水易软化，从而直接影响桩的承载力。对于桩靴的焊接质量要求与端板间无间隙、错位,保证焊缝饱满,无气孔。施焊对称进行,焊拉时间控制得当,焊接完成后自然冷却10分钟左右方可施打,因高温焊缝遇水后变脆,容易开裂。工程上比较有效的补救技术措施是采用“填芯混凝土”法，即在管桩施压完毕后立即灌入高度为1.2m左右的C20细石混凝土封底，桩端不漏水，桩端附近水压平衡，桩端土承受三相压力，承载力能保持稳定。
5.4.4桩顶(底)开裂
由于目前压桩机越来越大，最重可达6800KN，对于较硬土质，管桩有可能仍然压不到设计标高，在反复复压情况下,管桩桩身横向产生强烈应力，如果桩还是按常规配箍筋，桩顶混泥土抗拉不足开裂，产生垂直裂缝，为处理带来很大困难。另一种情况就是管桩由软弱土层突然进入硬持力层，没有经过渡层,桩机油压迅速升高,桩身受到瞬间冲击力也容易引起桩顶开裂,如果硬持力层面不平整,桩靴卡不进土引起桩头折断破碎,桩机油压又下降,再压时压力不稳定,吊线测量桩长发现比入土部分短。处理上事前改进桩尖形式(圆锥形桩尖易滑),事后用压力灌浆把桩底破碎混凝土粘结住,适当折减承载力设计值。
5.4.5地质构造带
不少地段处在地质断裂破碎带上，在这些场地采用静压桩，由于受构造断裂的影响，地层结构受到改变，破碎带作为地下水通道常软化持力层。压桩时虽满足终压力及桩长要求,而静载时桩又不合格。不合格桩长范围可从8米至30米都会出现，与规程统计的经验公式完全不符，可见由于土体的破碎加上水的润滑,土的抗剪强度基本散失,压力不再随桩长的增加而增加,这要特别引起重视。对于有软硬夹层，尤其是硬夹层不厚的情况下，施工时桩尖到达硬夹层，由于超孔压的反向作用，使桩的终压力满足设计要求，而施工完成后随孔压消散，土抗剪强度还没恢复，静载时桩尖土承受更大的压力，传递到软弱下卧层后引起该层土压缩增大，进而桩顶下沉增加,位移不满足要求。
5.4.6断桩
压桩时碰到孤石或其它障碍物使桩尖偏移,同时桩身混凝土强度高,导致桩身脆端,此时应补桩处理。
5.4.7短桩
桩时碰到孤石或其它障碍物使桩端达不到持力层,桩长较短，相邻桩长相差较大，此时应视情况补桩处理。
5.4.8超送桩
由于地质资料只提供地质情况参考，尤其是地质情况复杂地区，配桩长度
较难确定，如果配桩较短，将导致桩超送，桩顶低于设计标高，此时应待基槽开挖后视桩顶标高采取承台做锅底或接桩。如桩顶低于设计标高不多如小于等于500MM，可将承台局部做成锅底配构造筋处理；如桩顶低于设计标高较多应接桩处理，接桩方法有两种：混凝土灌注桩接桩和倒接桩。混凝土灌注桩接桩是采用人工挖孔或模板成孔后灌注混凝土桩头的接桩方法，此种方法质量可靠但工期较长，材料费较高。倒接桩是利用现场砍下的桩头倒过来与基桩桩头钢板焊接的一种接桩方法，此种方法简单，工期短，材料利用率高但质量值得商榷，原因一是由于场地工作面小，坑内焊接质量不易保证，二是现场砍下的桩头质量亦难保证，三是接桩位置一般在桩上部，此部位正是桩受竖向力和水平力较大处接头处或砍下的桩头如有质量问题对整个建筑影响较大。
5.4.9基坑开挖
由于静压桩逐渐用在高层建筑中,基坑开挖不可避免。应根据开挖深度考虑是否需要先围护开挖再沉桩的方案。边打桩边开挖是不可取的,先打桩后开挖应考虑对称均匀,如在中间开挖把土堆在周围就会造成四周和中心的土体高差悬殊,同时超孔隙水压及震动会使管桩倾斜或折断,所以合理制定基坑开挖方案是必不可少的。
5.5静力压桩质量检验标准
静力压桩质量检验标准见表5.5所示
5.6管桩与承台的链接方式
一般情况下，工程管桩与承台采用刚性链接，管桩的桩头均采用专用工具锯断，断口平齐，故不能利用桩身内的钢筋深入承台，作为链接的钢筋。在桩头的桩管内填充4200mm高的C30细石砼，并在砼中均匀插入6根14钢筋与承台进行连接，效果很好。
5.7施工注意事项
压桩施工前应对现场的地质情况了解清楚，做到心中有数；同时应做好设备的检查工作，保证实用可靠；压桩过程中，应随时注意使桩保持轴心受力，若有偏移，要及时调整；接桩时应保证上下接桩的轴线一致，并尽可能地缩短接桩时间；测量压力等仪表应注意保养、及时检修和定期标定，以减少量测误差。压桩机行驶道路的地基应有足够的承载力，必要时需作处理。
结论
综上所述静压桩具有无振动、无噪音、成本低、无泥浆和保护环境等优点，特别适合于稠密市区的施工。静力压桩受力明确，压桩的同时可准确记录压桩的入土深度，每根桩都类似于做了一次快速载荷试验，是桩基施工中一种理想的施工工艺技术，在适宜地区值得推广应用。
结束语
感恩上天，感谢有你！首先，要感谢一直辅导我非常认真负责的毕业论文指导老师，是您的谆谆教诲，让我有了不一样的学习旅程，您的用心与付出，让我觉得倍感关注，需要更加努力。感谢这个平台，我97年毕业于焦作煤炭工业学校工民建专业，总觉得专业知识的缺乏，所以又报考了我们中南大学，和老师同学有缘相聚在一起。人生路上，能与书香常相伴，能以老师为友人，能以传道授业解惑为生，也是幸事一件。祝愿我们每一个有梦想的人，都可以在实现梦想的过程中，找到充实，幸福的感觉。甘于谦逊，力求品格善美，甘于宁静致远，力求精彩生活！亲爱的同学们，我们一起加油，努力！
参考文献
1、土力学与地基基础（21世纪高等职业院校土木工程专业系列教材）作者: 傅裕寿张正威编著ISBN: [1**********]66, 7302186367出版社: 清华大学出版社出 版日期: 2009-3-1
2、土木工程教材精选：土力学地基基础（第5版） [Soil Mechanics and Geotechnical Engineering(Fifth Edition)]
3、静压法管桩工程技术与质量控制 梁志飞（文章编号）1672-7045（2009）SO0114-003