静压方桩的试桩施工技术

姜 涛

中建一局集团第五建筑有限公司 北京 100024

1 工程概况

马鞍山经济技术开发区科技创新产业园项目位于安徽省马鞍山市经济技术开发区科技创新产业园区域，工程地下1层，地上6层、12层，建筑高度分别为27.85 m、51.30 m，基础为桩筏结构，主体为框架结构，总建筑面积223 000 m2。

2 地质概况

根据提供的相关详细勘察阶段岩土工程勘察报告，工程土质情况如下：

第①层：素填土（Q4ml），层厚0.40～3.30 m，层底埋深3.62～9.65 m。杂色，饱和，松散状态，部分为耕植土。主要由粉质黏土组成，为人工新迁任意回填组成，状态及密实度不均匀。

第②层：粉质黏土（Q4a1），层厚0.60～1.80 m，层底埋深3.45～5.42 m。灰褐色，湿、可塑状态，底部过渡为软塑状态。

第③层：淤泥质粉质黏土（Q41），层厚1.30～12.9 m，层底埋深－10.00～3.62 m。灰色，流塑状态。

第④层：粉质黏土（Q3a1），层厚0.80～4.20 m，层底埋深－8.75～6.06 m。见黑色氧化物斑点，夹条带状灰色黏土。

第⑤层：硬塑粉质黏土（Q3a1），层厚4.30～23.20 m，层底埋深－16.74～－6.85 m。黄褐、褐黄色，稍湿、硬塑状态。见黑色氧化物斑点，含铁锰质结核，夹团块状灰色黏土，有光泽，摇振反应无，干强度和韧性高。

第⑥层：全风化花岗岩（Yq4），层厚0.20～4.20 m，层底埋深－18.90～－12.38 m。灰黄、灰白色，风化程度为全风化，上部部分为残积土。原岩土成分已风化为黏土矿物，结构基本被破坏，岩芯呈土状或砂状，干钻可钻进，局部夹强风化岩块，为极软岩。

第⑦层：强风化花岗岩（Yq3），层厚2.30～7.40 m，层底埋深－24.10～－16.32 m。灰黄、灰白色，风化程度为强风化，风化程度不均匀，具球状风化特征，岩芯呈粗砂和碎块状，岩石坚硬程度属于软岩，岩体基本质量等级为V类。

3 桩端持力层

根据设计要求，桩端A区置于地质报告第⑥层全风化花岗岩，该层桩极限端阻力标准值6 000 kPa，基桩进入该层不小于1 000 mm。B区、C区置于地质报告第⑤层硬塑粉质黏土层，该层桩极限端阻力标准值5 500 kPa。

4 试桩

根据设计要求，现场正式压桩前，设计、监理、总包单位根据现场3个不同地质区域（A、B、C区），共同选定A区15 m、B区17 m、C区19 m的预制方桩进行试压工作。试桩目的为：检测压桩设备的机械性能；检测现场实际地质情况与地勘报告的差异；根据最终压桩力，确定配桩长度；检查专业班组的操作技能。

现场在A区选1根、B区选1根、C区选2根进行第1次试压。相关压桩情况如下：

1）A区323#桩：设计桩长15 m，设计最大压桩力3 500 kN；实测压桩力4 053 kN，桩顶设计标高－6.30 m，实测桩顶标高－0.65 m；有效桩长9.35 m。

2）B区240#桩：设计桩长17 m，设计最大压桩力3 500 kN；实测压桩力3 937.20 kN，桩顶设计标高－6.30 m，实测桩顶标高－2.72 m；有效桩长13.42 m。

3）C区138#桩：设计桩长19 m，设计最大压桩力3 500 kN；实测压桩力3 039.75 kN，桩顶设计标高－6.30 m，实测桩顶标高－6.30 m；有效桩长19 m。

4）C区142#桩：设计桩长19 m，配桩长20 m，设计最大压桩力3 500 kN，实测压桩力3 763.50 kN，桩顶设计标高－6.30 m，实测桩顶标高－6.92 m；有效桩长20.62 m。

根据2#楼15、17、19 m预制方桩的试压过程记录、结果，设计在A、B、C这3个区重新选定6根桩进行第2次试压。最大压桩力设计值为3 500 kN，桩顶设计标高－6.3 m，A区15 m桩按9 m长配桩，B区17 m桩按13 m长配桩，C区19 m桩按21 m长配桩。相关压桩情况如下：

1）A区319#桩：设计桩长15 m，按9 m长配桩，为做静载试验加长4 m，实际桩长13 m，实测桩顶标高－2.3 m；实测压桩力3 936 kN，有效桩顶标高－6.3 m；有效桩长9 m。

2）A区307#桩：设计桩长15 m，按9 m长配桩；实测压桩力4 428 kN，实测桩顶标高－6.15 m；有效桩长8.85 m。

3）B区267#桩：设计桩长17 m，按13 m长配桩；实测压桩力3 378.4 kN，实测桩顶标高－6.3 m；有效桩长13 m。

4）B区242#桩：设计桩长17 m，按13 m长配桩，为做静载试验加长4 m，实际桩长17 m，实测桩顶标高＋1.34 m；实测压桩力3 673.60 kN，有效桩顶标高－2.66 m；有效桩长9.36 m。

5）C区158#桩：设计桩长19 m，按21 m长配桩；实测压桩力3 706.4 kN，实测桩顶标高－6.3 m；有效桩长21 m。

6）C区147#桩：设计桩长19 m，按21 m长配桩；实测压桩力3 968.8 kN，实测桩顶标高－6.1 m；有效桩长20.8 m。

根据10根预制方桩试压过程记录，为保证桩基施工质量满足设计要求，经桩基、施工、勘察、设计单位等各方协商、研究，在桩基正式施工前，设计15 m长桩，配桩按10～15 m桩长加工、施工；设计17 m长桩，配桩按11～17 m桩长加工、施工；设计19 m长桩，配桩按21～22 m桩长加工、施工。

5 施工方法

5.1 施工工艺流程

复测桩位→桩机就位→验桩→吊车喂桩→桩位校测→夹桩具提升、夹桩→压桩→送桩→焊接接桩、压桩→监测记录→结束压桩、桩机移位→下一次循环[1-4]

5.2 压桩顺序

1）施工时，先进行试桩，后压工程桩。

2）压桩时，合理安排打桩顺序，使沉桩的推进方向逐排改变且同排可采用间隔跳打，从中间向四周对称施打。

5.3 压桩工艺

1）压桩前应处理高空和地下障碍物，压桩和运桩的场地应平整，在桩机移动的范围内除应保证桩机垂直度的要求外，还应考虑地面的承载力，施工场地及周围应保持排水沟畅通。

2）压桩前，压桩机应配足额定的总重，机械性能应保持正常运转。

3）插桩垂直度用经纬仪校验，插桩偏差（桩机与桩位对位偏差）不得超过5%。

4）桩身起吊过程中应平稳，同时加带吊绳，待桩吊至预定高度后，缓缓直立喂向桩机，起吊桩时，起重机伸臂上和桩下不准有人。

5）桩入桩机过程中，当桩尖离地面50 cm时，压桩机司机操作桩机的液压夹箍夹紧桩身，此时即可卸去吊桩的绳扣。

6）桩尖对准桩位后，桩机将桩尖部位缓缓压入表土层，并将其调整垂直，同时调平压桩机。

7）初压时采用低压力慢速作业，压力表读数以随压桩深度的递增而呈线性增大为好。随着压桩压力增大，班组质检员应密切注意各种现象。

8）桩机位置、压桩中心线一经调好，就可以进行压桩作业，一般情况下禁止任何形式的移位，如升降、水平向移动、扭转等。特别情况下如需桩机移位调整，应先请示现场技术人员，技术人员必须到场了解情况，认真测量，经验算并许可后方可施工，并指导移机压桩作业。

9）桩身和送桩的中心线应保持重合。压桩过程中，应随时注意保持桩处于轴心受压状态，如有偏移应及时调整。班组要经常复测桩的轴线和桩位，防止桩位移动和漏压桩。

10）压同一根桩时，施工记录员要认真做好施工记录，准确填写油压值读数，施工记录不得涂改。

11）桩入土2.0 m后发现桩不垂直时，可将桩拔起重新对位，严禁使用桩机移动调整桩的垂直度，以防桩身断裂。

12）压桩施工中，指挥人员和操作人员紧密配合，同时要随时注意出现的异常现象。遇到特殊情况应暂停压桩，并及时与建设、设计单位联系，共同协商解决。

5.4 方桩运输、堆放

方桩混凝土强度应达到设计强度后才能出厂。方桩吊运应轻吊轻放，严防碰撞。方桩堆放层数宜≤6层，方桩应按支点位置放在垫枕上，层与层之间用垫木隔开，每层垫木确保在同一水平面、垂直面上，堆垛时在两侧打好防止滚垛的木桩。

5.5 接桩

1）接桩时，一般在距地面0.5～1.0 m的高度进行，焊接前应将方桩泥砂清除，上下桩节找正接直，如节桩间隙较大，可用铁片填实焊牢，接合面之间的间隙不得大于2 mm。

2）桩头接口四角用角铁固定焊接，角铁规格为400 mm×100 mm×8 mm。

3）上下桩节必须接直焊牢，上下桩节的中心线偏差不得大于5 mm，节点弯曲矢高不得大于1/1 000桩长，且不大于20 mm。接桩后应待焊缝降温后再施打。

5.6 送桩、截桩

送桩的中心线要与桩身吻合一致后才能进行送桩。送桩留下的桩孔要立即回填密实。如需截桩，应先将不需要截除的桩身端部用钢抱箍抱紧，然后沿钢箍下缘锯断，严禁使用大锤硬砸。

6 结语

本工程在正式大面积压桩前通过对现场A区15 m、B区17 m、C区19 m预制方桩的试压工作，对压桩设备的机械性能、现场实际地质情况与地勘报告的差异、最终压桩力、专业班组的操作技能等进行了检测与确认，为后续压桩施工的顺序与工艺提供了借鉴依据，从而保证了工程进度、质量和成本。