摘要：静压高强预应力混凝土管桩是目前广泛使用的一种桩基工程。具有噪音低、无振动、质量稳定、工期短、成本低、施工效率高、单桩承载力高等特点，其施工技术对提高桩基质量具有重要意义。本文结合上海民办兰生复旦学校青浦分校工程实例，对静压桩的施工工艺进行了探讨，最后并提出了压桩施工常见问题及对策，以供参考。
关键词： 混凝土管桩；静力压桩；施工技术；常见问题
1工程概况
上海民办兰生复旦学校青浦分校位于上海市青浦区朱家角新镇区D07-04地块，其东至港周路（现状道路）、南至朱家角路（规划）、西至淀园路（规划）、北至D07-01地块(住宅用地)（规划）。项目用地面积53581m2，建筑面积约80000 m2。根据招标文件及设计建筑总平面图，本工程主要包括新建幼儿园、中小学、体育馆、实验楼、专业教室、宿舍、地下车库、剧院，地下室及相关配套设施。
2本工程的特点、重点、难点
2.1本工程特点、施工难点分析
2.1.1静压桩挤土效应影响
⑴静压桩施工有挤土效应，本工程桩基埋深约37～38m，挤土影响严重的区域约为74余米。⑵桩基施工本着“先深后浅、先密后疏”的原则组织施工。先施工两个地下室区域，再施工剩余区域。⑶挤土效应对周边管线及市政道路有一定影响，在正式开工前需对周边管线进行排摸，如管线在挤土效应影响范围内，需增加挖设挤土沟等方式释放，并合理安排施工顺序。
2.1.2工期目标高
本项目按照蓝图数量计划TL-PHC-B500-460(110)-33为：1219套，TL-PHC-B400-370(95)-33，724套，TL-PHC管桩共计1943根，工期为40天。由于桩基工程量较大，必须前期做好施工组织设计，合理安排施工步序，提前落实好施工设备及人员的进场安排，确保原材料供应及时；做好关键工序验收和各种工序间的衔接。层层落实各工序按计划实施，保证工期目标的实现。
2.2现场施工条件苛刻，环境要求较高
⑴目前现场仅有东侧一处出入口，按照总工期目标，桩基投入的施工设备较多，场地相对较小。⑵由于基坑靠近红线需提前规划好现场办公及生活区、冲洗设备、施工临时用地的布置，并根据项目生产进度及时调整场部。⑶由于项目对施工粉尘和噪声也较为敏感，故需提前与邻近单位联系沟通，在施工时采取除尘降噪错失，降低对附件居民生活学习的影响。
3 静压桩施工关键工序
3.1桩基施工流程布置
桩基施工本着“先深后浅、先密后疏”的原则组织施工。先施工两个地下室区域，再施工剩余区域。若有地下保护管线或其他保护对象，则从距离保护对象一侧向远离保护对象的方向组织施工，各区域压桩时按S形推进。
3.2压桩工艺流程
图1 压桩施工流程
3.3试桩
在进行打桩施工之前，首先应当针对管桩做静载荷试验。其目的主要在于通过模拟性加压，确定管桩的承载能力以及其与沉降之间的关系。具体方法如下：加载荷应用千斤顶配合的测力环来进行，在测试时将百分表固定于支架上，在安装完成后首先对仪表的灵敏性、千斤顶的平稳性做出检查，确保整体可靠，同时完成所用仪表的校核工作。静载荷施压采用分段加荷的方式，先确定桩的静力计算允许承载力，每段荷载取其0.1倍，但是第一级施加荷载应为其0.2倍。整个加荷过程应做到对称，且保持均匀轻放，然后检查加荷之后桩的平稳性，在未发现问题的情况下将安全架上的木楔移除，使桩自由下沉。
然后做好观测记录工作，在完成每级加载之后，1h内应间隔15min观测记录1次，在超过1h后间隔30min观测记录1次。在每级荷载施压下，桩的沉降量控制在0.1mm/h之内时，则认为该级荷载施压达到稳定，可开始下一级荷载加载。在完成整个试验之后，开始卸荷操作，在卸荷时每级荷载应为加载时的2倍，且在每级卸载完成后间隔15min观测记录数据1次，记录2次后，再隔30min观测记录1次，然后进入下一级荷载卸载。待全部荷载卸除完毕之后，约3-4h时再次进行1次观测记录。观测数据信息应做好详细记录，便于数据测试分析工作开展。
3.4压桩机就位
将压桩机运输到位，然后通过设备自身具有的液压装置来进行位置调节。同时，根据现场土壤承载能力，调整与其相对应的配重。在压桩机定位准确之后进行吊桩、压桩的工作。在进行吊桩时，应在桩体上部1/3位置处进行固定，并根据相关的标准和安全规范来进行施工作业；一般情况下，插桩进入土层深度约40cm时最为适宜，然后再调整插桩的垂直度，将插桩垂直度误差控制在0.5%以内，在确认无误之后才能进行静压沉桩作业。
3.5静压沉桩
在开展静压沉桩的过程中，主要采用压桩设备将桩体缓慢的压入土体之中，在此过程中应注意控制好压入速率，通常压桩速度应控制在2m/min以内，待施加压力达到标准值之后，应将作业荷载维持在相对稳定的状态，且保证压桩设备所施加压力与桩体之间处于垂直状态。如果在压桩作业过程中，出现桩体错位、偏移、桩身裂缝、桩体周边土体上浮等情况时，应当先暂停压桩作业，查找出现这些问题的原因，在解决问题后再重新进行作业。
3.6接桩
接桩应用机械螺栓连接的方式。在接桩之前，首先应当对上下两段桩体之间的中心线和垂直度做出检测，在确认达到要求后才能连接成整桩。其次在进行连接时，应采用以下顺序且达到规定要求：检查上下两段桩体连接尺寸偏差以及连接螺锁件质量，在确认无误之后将上下两段桩体端部的保护装置拆除，并清理表面存在的一些异物，然后将插杆与螺帽进行对接，同时在下段桩的大螺帽上安装弹簧、垫片、卡片。然后在下节柱端面涂抹专用密封材料，如果因为特殊原因，存在施工临时暂停的情况，应在拌制密封材料后的4h内完成接桩操作。
4 压桩施工常见问题及对策
从压桩施工的实际操作来看，在本工程项目施工中可能会出现桩体压坏、桩体压歪等问题，而实际中引发这些问题的原因较多，如：工艺操作不良、桩体制作质量不达标、土层变化等。因此，在施工中出现此类问题时应对其做具体性分析，然后结合实际原因拟定对应的解决方案。从具体来看，常出现的问题和解决方法如下：
4.1沉桩施工难以达到设计标高
4.1.1原因分析
通常出现这种情况的主要原因包括：所选用压桩设备的吨位偏小，难以提供足够的荷载；在压桩施工中出现中途停歇较长时间的情况，如：压桩设备出现故障，排除过程花费较多时间；压桩施工前缺乏对地质资料的详细分析，在浅层杂填土层中可能存在障碍物；由于桩距过密，使得周围土体被人为性挤密，土体的强度性能增强；桩身未达到足够的强度，在沉桩施工中出现局部性破损，造成停压；桩体插入倾斜度过大，使得沉桩施工困难。
4.1.2相应对策
应配备合适型号的压桩设备，使之在压入能力上满足沉桩需求；在沉桩过程中应尽可能做到连续性压入，避免中途出现停歇的情况，在压桩设备进入施工现场之前，应对之做必要的保养检修，保证在现场施工作业时故障发生概率较小；施工前应对地质资料做详细分析，及时将浅层存在的一些障碍物清除，同时保证具有足够的压重，能够使桩体顺利穿过硬夹层、透镜体等；在施工前对现场沉桩顺序做科学安排，避免在施工中出现“封闭”桩的情况；严格控制桩体制作质量，且在桩体进入施工现场时应做质量检测验收，满足设计要求的桩体才能应用于施工之中；如果在插入过程中发现桩体的倾斜度过大时，应当先将桩体拔出，然后进行重新插桩，确保垂直度偏差在规范要求范围内。
4.2沉桩达到标高，但桩体承载能力不满足要求
4.2.1原因分析
这种现象的主要原因有：由于地质勘察所获资料详细度不足，使得桩端持力层缺乏足够的承载力。如：未勘察清楚古河道切割区，使得设计桩未进入到持力层足够深度，又如持力层面存在较大的起伏，设计的桩体长度不足，也会影响到桩体承载能力。在进行试桩的过程中，休止期时间没有达到规范要求，存在提前测试的情况，或者在测试的过程中周边区域正进行压桩施工，使得土体受到扰动，影响到测试准确性。
4.2.2相应对策
如果勘测发现持力层存在较大起伏，应基于勘测结果做好区域划分，并设计不同长度的桩体；在压桩施工中应注意观测最终压力数值，如果出现最终压力数值明显低于其它区域的情况时，应对该位置再次进行勘测，及时发现如古河道切割区这种不良性地质，然后与设计单位取得联系，对布桩施工做出调整，通常可采用增加桩体数量或增加桩体的长度等方式来提升桩体的承载能力，使之达到设计的要求。在试桩时，休止期必须达到时间要求，且在试桩周围1.5倍桩长范围内不能进行压桩作业。
4.3桩体出现破损现象
4.3.1原因分析
桩体出现破损主要原因有：桩体制作时存在质量问题；桩体在运输或对方过程中存在支点位置不当的问题；在起吊时吊桩操作不当；压桩操作时存在桩与送桩杆不同心，产生较强施工偏压力引起；桩尖的强度达不到设计要求，难以冲破障碍物、持力层等；桩体存在偏位，采用强力偏位矫正，产生较大偏压力引起桩体破损。
4.3.2相应对策
桩身的混凝土强度应满足设计要求；在运输、堆放过程中，应依照设计要求在合适的位置处设置支点，并保证上下支点对齐；吊装施工时应保证桩体强度满足要求，同时起吊固定位置正确，如果采用两点吊方式，吊点应当距离桩端0.207L长，如果采用单点起吊方式，吊点应当距离桩端0.293L（L为桩长）。同时，在起吊的过程中应尽量避免桩体晃动，避免桩体与其它物体发生碰撞；送桩杆桩径应与桩体保持一致，且保证在相同轴线上，避免产生较大偏压力；适当提升桩尖的强度等级，使之能够顺利冲破障碍物、持力层；桩体在插入阶段应仔细校核其垂直度，避免在压入过程中发现偏差过大出现强力矫正的情况，且在压入施工过程中，应保持连续性。
5 结语
静压高强预应力混凝土管桩应严格执行有关标准、规范（规程），并做好施工过程中的各项试验、监测和检测，对施工过程进行严格控制，避免出现质量问题。静压高强预应力混凝土管桩施工技术在该工程中的应用取得了良好的效果，保证了工程的地基施工质量。随着对静压桩施工技术的不断研究和工程实践的积累，静压桩在大型复杂工程中的应用水平将大大提高。
参考文献：
[1] 《预应力混凝土管桩》（10G409）.[S]
[2] 《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）.[S]
[3] 《建筑地基与基础工程施工质量验收规范》（GBJ50202-2012）.[S]