静压预制桩施工技术.doc

静压预制桩施工技术于建南通四建集团有限公司江苏南通226300【】：静压预制桩施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和桩 架上的配重作反力而将预制桩压入土中的一种具有发展前景的沉桩工艺静压法 施工具有无噪音、无污染、无震动、工效高等优点，近年来，在多层和高层建筑 的基础工程中得到广泛使用木文介绍了该施工工法在诺威尔能源装备研发生产 基地工程中的应用，分析了压桩机理，总结了前人的研究方法和成果，并指出其 局限性之处，提出就进一步开展该项技术的研究方向关键词】：静压预制桩；压桩机理；压桩力；承载力；弱点和局限性1、 引言静压施工法早在20世纪60年代在上海开始研究应用，到80年代随着压桩 机械的发展和环保意识进一步加强而得以推广，到90年代压桩机实现系列化， 据最新资料报道最大压桩力8000KN的压桩机己问世，既可施压预制方桩，也可 施压预应力管桩，适用的建筑物己不仅是多层和中高层，也可用于20〜35层的 高层建筑木文就该施工工法在诺威尔能源装备研发生产基地工程中的成功应用， 提出有待于进一步深入研究的方向2、 工程概况木工程为诺威尔能源装备研发生产基地，位于天津市滨海高新区，建筑面积 45726 m2,主厂房，钢结构一层，办公楼及辅房，框架四层，下部基础均采用静 压预制桩，总桩数为506根，桩截面350mm×350mm，桩长13.5〜16.0m, 桩身砼强度C30,单桩竖向极限承载力标准值为2250KN,单桩竖向承载力设计 值为 1200KN。

3、 地质情况场地内的地层结构自上而下依次为：① 素填土：黄、浅黄、稍湿、呈可塑状，主要由残积土及风化碎块石组成， 碎块石含量约占20〜30%，为新近填积该层场地内均有分布，厚0.7〜2.0m② 粉质粘土（ I ）:灰黄色、湿可塑〜软塑状，主要成份为高岭土，含有约 10%的石英砂该层在场地内均有分布，厚3.5〜5.0m,修正后标击数N=2.4〜7.5 击③ 淤泥质土：深灰色、饱和、呈软〜流塑状态，含少量朽木等腐殖质、具腐 臭味、易触变该层场地内均有分布，厚3.1〜4.8m④ 粉质粘土（II）:灰黄、灰色、灰黑、饱和、呈可塑状态，主要成份为粘 性土，该层在场地内均有分布，厚2.7〜4.5m,修正后标贯击数为N=3.0〜10.1 击⑤ 粉砂：深灰色、饱和、稍密、粉砂含量占50〜70%，成份为石英，见有少 量白云母片，粘性土含量占30〜40%分选性一般，底部偶见少量圆砾该层在 场地内均有分布，厚0.60〜1.80m，修正后标贯击数N=6.2〜7.5击⑥ 圆砾：灰、灰黄色、饱和、稍密〜中密，主要成份由卵石、圆砾、砂类土 及粘性土组成，其中砾卵石粒径一般l-3cm,个别大于10cm,成份为火山岩， 质地较坚硬、磨圆度较好，以次圆状为主，颗粒间以粘性土和砂类土充填，该层 在场地内均有分布，并从东往西逐渐变厚，厚3.8〜13.4m，修正后重型圆锥动力 触探击数N63.5=3.6〜4.0击。

⑦ 残积砂质粘性土：桔黄、灰黄、灰白色，湿、呈可塑〜硬塑状态，主要成 份为长石风化而成的高岭土及含量约占20%石英砂颗粒，揭露最大厚度为3.8m, 修正后标贯击数N=14.9〜23.9击4、持力层的选择① 素填土为新近填土，均质性差，欠固结，且承载力低，不宜选作建筑物的 天然浅基持力层② 粉质粘土（ I ）其强度较低，且下层为层③淤泥质土，也不宜选作建筑物 的基础持力层③ 淤泥质土，其承载力低，工程地质性能差，属高压缩性土，i在VII度地震 烈度下可能产生触变、震陷，因此，也不宜选作建筑物的持力层④ 粉质粘土（II），其承载力标准值达180KP3,但其分布不均匀，其下卧层 ⑤粉砂在VII度在地震裂度下将产生轻微液化，因此④粉质粘土（ II ）⑤粉砂均不 宜选作建筑物基础持力层⑤ 圆砾，其承载力标准值达25kpa，工程地质性能良好，厚度较大，层位稳 定II无软弱下卧层存在和软弱夹层，层低压缩性土，是建筑物理想的桩基础持力 层⑥ 残积砂质粘性土，其承载力较高，工程地质性能好，可作为建筑物的桩基 持力层，但其力学性能比圆砾差，埋藏较深，费用高，故也不宜选作本建筑物的 基础持力层5、静力压桩机的选用按经验法选用：根据终压控制条件结合设计要求可较容易地选择适用的静 力压桩机。

一般情况下，压桩机的最大压桩力不宜小于桩的设计极限承载力通过现场试压桩确定选用机型，通过静载试验分析单桩承载力是否满足设 计要求当在厚软土层中选用最人压桩力小于桩的极限承载力的压桩机来施工吋， 更需作现场试桩按当地选择压桩机的参考表进行选用实际施工中，一旦静压压桩机选定 并进场后，如果遇恢复系数较高的土层，Ml样长度的桩，其单桩承载力可能会比 预估的大，此时可以改变布桩数量及适当减少桩的入土深度，在保证承载力和沉 降量的前提下，降低基础工程造价根据本工程设计要求必须选用配重2800KN以上的沉桩机械，压桩力为 2300KN,沉桩打到压桩力要求以后，必须持荷5分钟，若5分钟内不能稳定， 必须再持荷5分钟，直至稳定为止（稳定标准5分钟内沉降不超过0.1mm）依 据上述要求，本工程采用武汉建筑工程机械厂生产的YZY-400液压静力压桩机这种压桩机是采用桩机自重和桩架上配重作反力，行走、转向、升降、夹桩、压桩等工作全部用液压操作，自动化程度高施压部位在桩身侧面施压吋，先 通过液压夹持机构将桩身夹紧，然后主机的两个或四个压桩油缸作伸程运动，上 向力由桩架自重和配重挡住，下向力由桩架自重和配重挡住，下向力迫使夹持机 构在导向架内向下运动，于是将桩身压入土中约一个行程的长度。

当压桩油缸行 程走满后，需将夹持机构放松，再使压桩机构作冋程动作，待夹持机构上升至原 来高度处，再将桩身夹住，再作压桩动作，这样上下来回运动，便可将整根桩压 入地基土层中该机设有液压步履装置，能自动作纵横向行动和原位回转，行走 转向方便，机上还装有工作吊机，可自行将预制桩吊入夹持机构内详具附图：故本工程采用液压静力压桩机总配重为2500KN,压力表读数以IMpa为单 位（按厂方提供击数参数lMpa=240KN）,施工吋终压力压力表读数为9.6Mpa经 换算终压力值为2304KN,满足设计要求6、桩的终压力与极限承载力的关系当预制桩在垂直静压力作用下沉入土层中时，桩周土体发生剧烈的挤压扰动, 土中空隙水压力急剧上升，从而在桩周•一定范围内产生重塑区，土的抗剪强度降 低，此时桩身容易下沉，压桩阻力主要来自桩尖向下穿透土层吋直接冲剪桩端土 体的阻力实际施工时表明压桩阻力并不一定随桩的入土深度的增加而增大，而 是随桩尖处土体的软硬及松密程度等因素，即桩尖土体的抗冲剪阻力大小而变化， 随着土层的改变，压桩阻力会发生突变，而在土性相同的情况下，压桩阻力基本 保持不变或略有变化一旦压桩终止并随着时间的延续，桩周土的触变吋效和固 结吋效体现出来，土体中的孔隙水压力逐渐消散，土体发生固结，土的抗剪强度 逐渐恢复，甚至超过原始强度。

恢复后的土体抗剪强度，方使静压预制桩获得工 程意义上的极限承载力所以静压桩的终压力与极限承载力是两个不同的概念， 两者的量值也不尽相同（在某些地区土层下两者数值也会相同）本工程共抽取8根桩进行单桩竖向抗压静载试验，静载试验按国家行业标准 《JGj94-94》中的冇关规定进行，试验静荷载由安装在桩顶的油压千斤顶进行逐 级加荷，千斤顶所需的反力由袋装砂堆重平台承担试验加荷方式为慢速维持荷 载法，每级荷载增量225KN,最大试验荷载加至2250KN，试验均进展顺利，未 出现异常现象，试桩在最人荷载作用下桩顶沉降小于40mm，II没冇明显沉降增大的现象详见单桩竖向抗压静载试验结果汇总表：7、 静压法施工的弱点和局限性由于持力层高低起伏，设计对桩长未及吋调整，当桩插入持力层一定深度 就无法打入而终止，使桩身露出设计桩顶过多（一般在1-2M）而形成露桩同 样，由于持力层起伏变化，沉桩到设计标高还未进入持力层，此吋的压力也未达 到设计要求，仍需继续沉桩，就形成了短桩这就是对勘察资料的准确性和勘测 精度提出了更多的要求故在持力层起伏变化很人地段及石灰岩地区应特别慎重要求边桩中心到旧有建筑物的距离较大本工程使用的液压静力压桩机的 夹桩机构设置在压桩机的中心，因此，施工边桩吋，要求边桩外有4m以上的空 间，为了能靠近旧冇建筑的地方压桩，桩机将桩身夹持和压桩机构从桩机中间移 至桩机前端，同吋卸下一部分配重，可使边桩允许距离为2m左右，由于偏置压 桩，压桩力一般只有原压桩机最大压桩力的60%左右。

沉桩时遇到“硬层”无法继续沉桩这里所说的硬层包括浅部的老基础、 石驳、大孤石和深部的硬塑老粘土，非常密实深厚砂层，密实沙砾石层等沉桩 吋遇到这些硬层，无法继续沉桩，或造成斜桩，严重的产生断桩故在施工前必 须仔细阅读岩土工程勘察报告，分析地质资料制定相应措施静压法施工对现场的地耐力要求较高，特别是大吨位压桩机，在新填土， 吹填土，淤泥地及积水浸沲过的场地施工会陷机机械进场前，必须对施工场地 情况进行实地勘察，有必要采用换土、夯填、压实等措施来提高上层土地耐力静压预制桩也属于挤土桩，在数量多布桩密集地区，也会产生由于土体挤 压上涌所带来的某些公害特别是对施工现场临近的地下通讯、电力电缆、污水、 供水、煤气管网等及邻近建筑物、道理需要进行特别保护8、 结束语静压预制桩的优点大家都己熟知，本文就不再详述，总而言之，该施工工法 有很大的推广价值和应用前景，具冇很强的生命力本文就该施工工法在诺威尔能源装备研发生产基地工程的应用，从压桩机理中分析了压桩力与极限承载力的 关系，再一次证实了该工法的成功应用范例，对静压法施工的不足之处提出本人 的看法，有待于进一步研究和改进。