0前言
静力桩施工是通过静力液压桩机的液压系统以压桩机自重和机架上的配重提供反作用力而将预制桩压入土中的沉桩工艺。这种施工工艺是目前桩基础施工中比较推行的一种桩基施工方法，该桩基的施工具有噪音小、无振动、无冲击力等优点，适应城市工程施工的要求；同时压桩桩型一般选用预应力管桩，该桩作基础具有工艺简明，质量可靠，造价低，检测方便的特性。这两个优点的结合便大大推动了静压管桩应用在建筑施工市场的地位，所以我们熟练掌握桩基施工规范的同时，也希望对静压桩的沉桩机理及工程实践中的应用有进一步的了解，本文为此一浅述。

 

 

1静力压桩的沉桩机理
沉桩施工时，桩尖进入土体中时原状土的应力状态受到破坏，造成桩尖下的土体压缩变形，土体对桩尖和桩身产生相应阻力，随着桩贯人压力的增大，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反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，桩将继续下沉；反之，则停止下沉。
压桩时，地基士体受到强烈扰动，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。随着桩的沉人，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人，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，与桩的人土深度成反比。
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人硬土的增加而减少。
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。
2常见质量事故分析及处理
总结土木建筑学会近年对一些静压桩工地质量事故进行咨询处理的一些案例，如白云区萧岗的华建苑工程，中山大学住宅楼工程，农垦公司住宅楼工程，晓港中干警宿舍，世纪广场商住楼工程等等，可以发现一些常见问题。
2．1断桩、斜桩
产生这种原因有三种情况：一是管桩的自身质量问题导致的，预应力管桩它是高强度砼预制桩，所以它的桩身砼强度必须要达到100％方可以进入施工现场进行施压，否则它会由于静压桩机的强大抱压力夹断，根据压桩的原理，压桩时抱力一定要大于压桩力的；还有设计桩型时，设计人员一定要根据地质情况和桩身的极限承载力合理选择管桩的壁厚。二是由于地质原因引起的断桩、斜桩，我们下河地区，地下水位比较高，淤泥质土层和流砂土层比较多，在压桩施工中如果表层土的承载力比较低，且地下水位叉高，表层土下又是较厚的流砂层或者淤泥层，压桩时桩机行就容易把施工完的桩全部挤断，因为由于水位高，压桩机在行走时多少重复碾压，使表层土形成了弹簧土，这样桩机的自身压力就会把处与流砂层段的管桩挤断、挤断斜；所以施工静压管桩对施工场地的要求是很重要的，如果遇到这样的情况，我认为把静压法改为锤击法施工是可以避免的，因为锤击桩机的自重是远远比静压桩机小的。三是施工的垂直度控制不好也是造成断桩的主要原因，这个问题只要施工工程中严格把好垂直度控制关就可以避免了。
2．2桩身上抬
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挤压上抬，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。桩身上抬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。在处理上施工前合理安排压桩顺序，同一单体建筑物～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。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。
2．3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。旅焊对称进行，焊拉时间控制得当，普通焊接完成后自然冷却l0分钟左右方可施打，因高温焊缝遇水后变脆，容易开裂，可以推荐使用二养化碳气体保护焊，这样焊好就可以立即进行压桩，缩短成桩时间。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人高度为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。
2．4桩顶(底)开裂
由于目前压桩机越来越大，最重可达12000KN，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。
2．5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。
3结语
静压桩的沉桩机理非常复杂，与土质、土层排列、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关，有待进一步研究。静压桩施工中出现的问题也各种各样，最常用的处理方法是提高终压力进行复压。往往桩在做完静载试验发现不合格后，还要增加静载试验或大应变检测，以确定更大范围不合格桩数量分布。有时基坑已开挖，桩头已凿去位置难确定，压桩机撤出现场，复压或补桩有一定困难，这就要采取其它一些措施处理不合格桩，如灌浆补强、降低桩承载力标准或扩大承台等。相信随着工程实践的不断丰富，能为静压桩规程的制定提供更多的素材。