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摘要：静压桩施工技术在高层建筑桩基础施工中得到广泛应用，为提高基桩施工技术，为高层建筑的质量和稳定性的提升提供良好的技术支持，文章结合实际工程案例，对静压桩的施工工艺进行了探讨，阐述了压桩质量控制技术，并针对施工实际，提出了施工中高强预应力管桩施工问题及预防措施，供参考。
关键词：高层建筑；静压桩基础；质量控制技术；预防措施
0引言
在现如今的建筑工程施工的过程中,对于建筑的质量和稳定性要求相对较高,尤其是在高层建筑的施工工程中。桩基础施工对于高层建筑的稳定来说至关重要,这就要求在建筑工程当必须采用过硬的施工技术来保障建筑工程质量。在众多的桩基础施工技术中，静压桩是一种利用静力把预制桩压入地基中的技术，具有单桩承载力高、压桩速度快、成桩质量高以及无振动和噪音等特点。随着建筑施工场地环境的复杂化,桩基础静压桩施工技术充分体现了其优势,因而在当前的建筑施工中也得到了普遍的应用。作为当前桩基础主要形式之一，静力压桩施工工艺对提高桩基的质量非常重要。但在施工施工的过程中，该技术也存仍然存在一些施工质量问题。造成该问题的主要原因是因为高强预应力管桩的桩基地质的不确定性、复杂性和高脆性。基于此，文章就高层建筑当中静压桩施工技术的上述问题进行相关探讨。
1桩基施工技术在高层建筑的应用
1.1工程概述
在进行高层建筑中基础静压桩的施工过程之前，需要对施工现场进行全面的勘查。某高层建筑面积:地下13042m2，地上36445m2，其结构形式采用的是框剪结构，地上20层，地下1层。本工程地基土不存在液化。本工程采用预应力高强混凝土管桩,桩径为Ф500，壁厚为100mm，125mm混凝土C80，配筋A型，持力层为强分化花岗岩层，桩的承载力以端承为主，送桩控制以承载压力为主，桩长为辅。
通过对现场实际勘测，该工程详细的地质情况如表1所示:
表1工程详细土层情况
层号
岩土性质
平均厚度/m
砂质粘性土
5.1～8.4
粉质粘土层
0.6～3.9
砾质粘性土
17.4～28.3
岩石层
5.12
岩石层
3.84
综合本工程的工程地质、地下水情况、建筑的用途、特点和层高等因素，在设计单位进行基础方案选型、经济比较后，该工程桩基础采用高强预应力管桩基础，并采用静压法施工。⑤层强风化花岗岩工程性能较好，地基承载力较高，中等压缩性，土层分布均匀，作为拟建建筑物的基础持力层，桩端持力层为强风化岩。管桩PHC500-100-A单桩竖向承载力特征值为2100kN，管桩PHC500-125-A单桩竖向承载力特征值为2500kN，桩长为20～30m，总桩数407根。
1.2静压机施工前的现场准备工作
在正式进行高层建筑桩基础施工前,应当认真做好施工前的准备工作,对施工现场进行勘察,准备好需要的材料以及技术资料,以便桩基础施工能够正常进行。根据建设、城建、规划等部门提供的图纸及施工场地现场调查，施工区域及毗邻区域内的无管线、建（构）筑物及障碍物影响施工，及时处理施工场地内影响压桩的上空及地下障碍物，平整及处理施工场地，达到地面平整、排水通畅、坡度不大于2%。根据静压机设备的尺寸荷载用大块石平铺了进场的道路及组装场地，静压桩机进场安装就位后试运转正常，静压机施工场地要平整坚硬，对于可能不适合压桩机正常运行的松软场地应作处理，使场地的承压能力能满足压桩机正常运行的要求。在较软的场地中适当铺设石渣，不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降，静压桩桩机对施工场地要求较高，由于桩机及配重达500t以上，为防止桩机下陷而造成桩身倾斜、桩机挤压对桩位的影响，影响施工质量及施工安全，必须对施工场地进行局部回填平整，采取必要的措施提高地基承载力，使其达到静压桩施工要求。场地处理完成后在不受施工影响的地方设置基桩轴线的控制点和水准基点，且标记明显并作好保护。
1.3静压桩施工关键工序
1.3.1测量放线
根据设计图纸编制工程桩测量定位图，并保证轴线控制点不受压桩时振动和挤土的影响，保证控制点的准确性。根据实际打桩线路图，按施工区域划分测量定位控制网，一般一个区域内根据每天施工进度放样10～20根桩位，在桩位中心点地面上打入一支φ4.0长30～40cm的焊条，并用红绳标示。
桩机移位后，应进行第二次核样，核样根据轴线控制网点所标示工程桩位坐标点（X、Y值），采用极坐标法进行核样，保证工程桩位偏差值小于10mm，并以工程桩位点中心，用白灰按桩径大小画一个圆圈，以方便插桩和对中。工程桩在施工前，应根据施工桩长在匹配的工程桩身上划出以米为单位的长度标记，并按从下至上的顺序标明桩的长度，以便观察桩入土深度及记录。
1.3.2试桩
打桩前需要对管桩进行压静载荷试验。试桩方法:为了了解桩荷载和沉降关系，确定管桩的允许承载能力，应模拟实际荷载情况进行加荷试验。加荷采用千斤顶，配合使用相应的油压表或测力环，所用仪表有百分表、水平仪等，将百分表固定在支架上。首先对仪表的灵敏性和安放在桩顶上的千斤顶是否平稳进行检查，四周安全架采用木楔垫稳，并对仪表进行校核。采用分段加荷方式。每段荷载值取桩静力计算允许承载力的0.1倍，但第一级加荷值为分段荷载的2倍。加荷过程中必须均匀轻放、对称，加荷后对其平稳性进行检查，然后移开四周安全架上的木楔使桩自由下沉。每次观测记录间隔时间，在每级加载后1h内每隔15min测读一次，之后每0.5h测读一次。当每级荷载作用下桩的沉降量不大于0.1mm/h时，则认为达到稳定，可进行下一级荷载加载。试验终止后即可卸荷，卸荷的每级荷载为加载时的2倍，每级卸载后隔15min测读一次，读两次后，隔0.5h再读一次，即可进行下一级荷载卸载，全部卸载后，隔3～4h再测读一次。做好详细的记录并对测试数据进行分析。
1.3.3接桩
管桩接桩，采用焊接接桩，其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.5～1.0m。下节桩的桩头处宜设导向箍以方便上节桩就位，接桩时上下节桩应保持顺直，中心线偏差不宜大于2mm，节点弯曲矢高不得大于1‰桩长。管桩对接前，上下端板表面应用钢丝刷清理干净，坡口处露出金属光泽，对接后，若上下桩接触面不密实，存有缝隙，可用厚度不超过5mm的钢片嵌填，达到饱满为止，并点焊牢固。
2质量控制技术
桩基工程属于地下隐蔽工程，为保证这一技术的合理运用，施工人员需要做好相应的施工准备，严格控制每一环节的施工技术，通过严格的检测以保证施工质量能够符合要求保准。在施工中，配桩和送桩的需要根据地质资料的桩长对每个桩进行配桩，同时在每个桩的施工前，对第一条桩适当地配长些，以便掌握该地方的地质情况。其它的桩可以根据该桩的入土深度或加或减，使能合理地使用材料，节约管桩。
压桩前应用吊锤观测控制桩身地垂直度，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%。当下一节桩压到地面25mm左右时，根据配桩方案进行接桩时，应先将桩管吊起对位，控制好垂直度。
压桩在施工前，先详细地研究地质资料，选择有代表性的三个桩位，进行试桩，第一条连续压到设计极限单桩承压力，第二、第三条只压到设计值的60％左右，（每入土1m读取压力值），停机1～3min后复压，记录复压值（吨位）。等待7～15d后进行静压试验，由建设、设计、勘察、监理单位人员参加，合格后设计部门即可制定本工程的终压条件。
接桩的焊接应严格要求，施焊时要将桩头清刷干净，焊缝应连续饱满，先进行自检，发现焊接缺陷的焊缝应重新焊，请现场监理验收，焊接后，待焊口自然冷却8min后才继续压入土层。
基坑开挖时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。挖土宜分层均匀进行，严禁集中一处开挖，挖土过程中桩周土体高差不宜大于1m；开挖的土方不得堆积在基坑内，应及时外运，严禁挖土机械碰及桩身或桩头，当开挖深厚淤泥等软弱土地层中的基坑时，宜采用人工开挖；或应采取地基加固处理后再用机械开挖；必要时，桩与桩之间可采用构件连接。
3高强预应力管桩施工问题及预防措施
3.1管桩断裂
由于预应力混凝土管桩内混凝土强度不够或管壁较薄，导致在施工的中很容易发生断裂。发生断裂的原因除以上两点外，还有管桩在堆放、运输、装卸过程中出现很多裂纹、桩身弯曲超过限值、沉桩过程中桩身倾发生过大的倾斜量、管桩焊接不牢固、焊接缺乏足够的冷却时间、接桩时桩心发生过大的偏差。
预防措施:施工前对每个高强预应力管桩的壁厚、内外径、桩身是否有裂纹、桩身的弯曲度等进行检查。此外，高强预应力管桩在堆放、搬运的过程中都应引起注意。焊接时严格按照焊接工艺步骤进行。施工前先进行场地的整理，确保沉桩范围内不存在坚硬的障碍物。
3.2桩身位移和上浮
在高强预应力管桩沉桩过程中，有可能会出现因相邻桩间的彼此作用而产生桩身上浮或横向位移。产生这种问题的原因是在进行多节高强预应力管桩施工时，由于相邻两桩不在同一轴线上，致使管桩发生弯曲、高强预应力管桩沉入土中遇到坚硬障碍物，使管桩桩尖错位、当桩间距较小时，由于挤压作用挤使桩体发生一定程度的向上隆起，带动附近的桩体、沉桩后由于水压力的作用而把相邻的桩浮起。
预防措施:高强预应力管桩沉桩前应将地下的障碍物清理干净，稳桩时确保上下两节桩的轴线在同一直线上，当高强预应力管桩出现偏斜时应及时纠正。当地下水比较丰富时应采取相应的降排水措施；基坑的开挖必须在高强预应力管桩沉桩完成一段时间后再进行。具体的间隔的时间应综合地质状况、桩的密度、孔隙水压力和基坑的开挖深度等因素而定。
3.3管桩完整性
在施工前，如果不对高强预应力管桩桩身的承载了和完整性进行检查，极有可能对后续的施工环节带来很大的麻烦，若忽视了高强预应力管桩的质量问题，会对工程的整体质量带来严重的影响。为了尽量减少因高强预应力管桩质量而引起的问题，管桩施工前需要进行仔细的检测，包括静载实验低应变动力检测。
预防措施:低应变动力检测。桩身的完整性通过低应变动力检测技术进行检测，确保每个桩都具有很好的完整程度，进而不出现断桩现象。
4结束语
综上所述，静压桩基础的施工是影响高层建筑施工质量的关键。为了保障建筑工程的质量，在工程施工过程中应对施工工艺以及注意事项等进行深入的理解掌握，制定合理的施工方案，对沉桩技术和工序等进行严格要求，最后对于工程的质量加强检测。相信随着其应用的不断拓展，不断积累工程实践，静压桩施工技术也务必得到不断地完善。
参考文献
[1]李永胜.高层建筑桩基础静压桩施工技术探讨[J].山西建筑.2011(16).
[2]姚树芹.静压桩工艺简述和施工注意要点[J].石油化工建设.2016(04).
[3]周俊鹏,黄雪峰,方晟.静压桩压入过程的现场试验和数值模拟[J].兵器装备工程学报.2016(10).