一、静力压桩的沉桩机理

静力压桩系以设备自重及配重作反力，克服桩在被压入过程中的桩侧摩擦阻力和桩端阻力，当预制桩在竖向静压力作用下贯入土层中时，桩周土体发生急速而激烈的挤压，桩尖首先直接使土体产生冲剪破坏，随着桩身的沉人，沿着桩身土体连续剪切破坏，土体中孔隙水受此冲剪挤压作用形成不均匀水头，产生急剧上升的超孔隙水压力，扰动了土体结构，这种破坏和心动随着桩的贯入会连续不断地向下传递，使桩周一定范围内土体抗剪强度降低，发生扰动软化，从而使桩被连续压入土体中。

压桩过程中的阻力主要为桩端阻力，其桩侧摩擦阻力为土体在扰动破坏状态下的滑动摩阻力，相对较小;其大小并不一定随桩的入土深度的增加而累计增加，而是随桩尖穿越土层强度变化而变化，和静力触探曲线一样反映土体的软硬程度，这一点从压桩阻力随桩入土深度变化曲线很明显可以看出，这对判断沉桩的可行性非常重要。沉桩结束后，经过一段时间的休止期，土体中孔隙水压力逐渐消散，土的抗剪强度和侧摩阻力恢复提高，从而使桩获得较大的承载力，一般情况下，土性越软，恢复休止期越长，桩身获得的后期单桩极限承载力也越高。

静力压桩沉桩阻力的大小和分布规律主要受土质、土层的排列、硬土层的厚度、持力层的埋深及强度、桩的断面大小、桩的数量、桩距、布桩形式、施工顺序、沉桩速率及速度等因素影响。一般情况下，桩端阻力和桩侧阻力占沉桩阻力的比例是一个变值，当桩的入土深度较大时，通常要多考虑其侧摩阻力;当桩入土深度较浅时，桩端阻力所占的比例则较大。当桩穿越较硬土层时，其桩端阻力占沉桩阻力比例较大。对相同土质土层的地基土，桩的断面越大其沉桩阻力越大;同样大小的桩，穿越土层越硬，其沉桩阻力越大。

二、静力压桩施工工艺流程

静力压桩施工同打入桩施工一样，一般采取分段压入，逐段接长的方法，其桩的制作、起吊、运输、堆放、施工流程、测量放线、定位等同打入法施工一样。

（1）施工前准备工作∶

①认真查阅岩土工程勘察报告及设计要求，弄清场地周围环境情况及工程进度要求，结合当地经验或有关公式，选择合适的压桩机型号及数量。

②踏勘现场，弄清场地周围交通情况，做好"三通一平"及场地内临时道路的铺设，满足压桩机及桩材进出场要求。将压桩机运入现场并安装调试正常。

③弄清施工场地及周围区域内地下及地上管线、地下建（构）筑物及障碍物、暗浜暗塘等，理场地内影响压桩施工的高空及地下障碍物、暗浜暗塘等，以满足压桩机接地比压强要求，保证施工时不陷机。

④饱和软黏土地区，周围地下管线较复杂的场地，应预先做好防挤压措施及变形监测点的布设，施工时进行监测，做到信息化施工。

⑤测量定位，在不受施工影响的地方设置坐标、标高控制点及轴线定位点。

⑥会审图纸，设计交底，编制施工组织设计或施工方案。⑦供电、供水、道路、排水、夜间施工照明、临设等应满足施工要求。⑧向现场施工人员进行安全技术交底。

⑨施工前应同时具备下列文件和资料∶场地岩土工程勘察资料、桩基施工图纸及会审!要、施工组织设计或施工方案、桩材出厂合格证、压桩机及吊机的出厂合格证及安检部门出具的大型设备安检合格证、测量仪器及压力表的校准校核合格证、特种人员上岗证书等。

（2）测量定位、放好样桩经复核检验完毕，移机就位，对中样桩，调平主机平台，将下节桩吊入夹持装置，夹持油缸将桩抱紧后，启动压桩油缸将桩压入土中lm左右，再次复查桩位后，用两台经纬仪相互交叉成 90°方向测桩的垂直度，桩插人土中的垂直度偏差不得超过桩长的 0.5%，满足要求后，压桩油缸继续升程将桩压入土体中，一个行程压桩完成，夹持油缸回程松开，压桩油缸回程提升，夹持油缸再次夹抱桩，压桩油缸再次升程压桩，重复上述操作即可连续将桩压入预定土层中。

（3）预制桩的分节长度根据桩的制作工艺条件、起吊、运输、现场条件、桩的断面大小及配筋情况决定。一般情况下，PHC、PC桩，直径 爽00mm 的单节长度≤11m;直径μ400mm 的单节长度≤12m;直径500～600mm 的单节长度≤15m。250mm×250mm～500mm×500mm断面预制钢筋混凝土方桩单节长度在 12～15m 内。

（4）桩的连接方法有焊接、法兰及硫黄胶泥锚接三种方法，前两种可适用于各类土层;硫黄胶泥锚接适用于软土层，且对一级建筑桩基或承受拔力的桩宜慎重选用。目前焊接法比较常用。当第一节桩桩顶压到距离地面 0.5～1.0m时，吊人第二节桩进行接桩，接桩时，上、下节桩的中心线偏差不大于 5mm，节点弯曲高不得大于桩长的千分之一，且不大于20mm。

焊接接桩宜优先采用二氧化碳保护焊，同时应满足以下要求∶

①方桩预埋件或管桩端板表面应用铁刷等清理干净，管桩坡口处应刷至露出金属光泽，并清除油污和铁锈，上下节桩桩顶平整度必须小于 2mm，纵轴线必须保持一致。

②方桩上下节桩之间的间隙应采用厚薄适当、加工成楔形的铁片填实焊牢。

③方桩应先四角电焊牢固，管桩应先在坡口圆周上电焊 4～6 点，然后对称施焊，以减少焊接变形。第一层焊应采用细焊条（3.2mm）打底，确保根部焊透，内层焊渣清理干净方可施焊外层，第二层焊可用粗焊条。焊缝必须每层检查，不应有夹渣、气孔等缺陷，焊缝要连续饱满，焊缝厚度必须满足设计要求。

④桩接头焊接完毕后，焊缝应在自然条件下冷却 5～8min 方可继续沉桩，严禁用水冷却焊缝。

⑤接桩的焊接质量应符合 GB 50205—2001中对三级焊缝的要求，重要的工程尚应做探伤试验，对有腐蚀性的土层尚应做防腐处理。

⑥接桩拼缝允许偏差见表 4-5。

⑦每根桩应一次连续压到底，接桩、送桩应连续进行，中间不得无故停歇，且尽可能避免桩尖在穿越硬土层时进行接桩。

硫黄胶泥锚接法应符合下列规定∶

①硫黄胶泥应严格按硫黄∶水泥∶砂∶聚硫橡胶=44∶11∶44∶1的重量配比配置成半成品，并应提供产品质量合格证。

②硫黄胶泥在运输、储存和使用时不得混有杂质，并应注意防潮、防火和防油污。③接桩前应先调直和清刷锚筋，并应检查锚筋长度、锚孔深度及锚筋锚孔平面位置是否匹配。锚孔内应做到干燥清洁，不得有积水、杂物和油污。

④硫黄胶泥的熔煮应采用自控电热熔化器，其浇注温度控制在 140～145℃之间，浇注时间不得超过 2min。

⑤接桩时接头的平面间隙和锚孔应灌满硫黄胶泥，灌注前宜在下节桩桩顶处装上夹箍，确保桩头顶面满铺 20mm 厚的胶泥，严禁采用在桩头边缘堆砂止流的作业法。

⑥硫黄胶泥试块每班不得少于1组，每组三块，试验方法参照混凝土试块试验规定。⑦灌注硫黄胶泥后需停歇的时间应符合表 4-6 的规定。

（5）送桩是压桩施工最后一道工序，施工现场必须配备专用送桩器。由于送桩器和桩存在不连续面，会使送桩器与桩的断面存在间隙或差异，使桩顶局部应力集中，导致桩顶破碎，还会造成桩的局部弯曲。因此，对于压桩施工中的送桩，应严格按下列要求执行。

①对于抱压式压桩机，送桩器截面外周形状应与静压桩横截面外周形状相一致，并应有足够的强度和刚度，其表面尚应有防止夹持机构打滑的设施，其长度应满足送桩深度的要求。

②送桩器应采用专制钢质送桩器，不得借用施工用的工程桩作送桩器。与桩顶面接触的送桩器端面应平整，并与送桩器中心轴线垂直。

③送桩前应对桩位再作一次复测并详细记录，有异常情况及时通知有关单位作出补救措施。

④送桩器上应有尺寸标志，以便测读桩顶标高，控制桩的入土深度。

⑤送桩器与桩顶的接触面间应加衬垫，防止桩顶压碎。衬垫需经常更换，送桩器与桩顶接触面要保持密贴。控制送桩深度时，还要加上衬垫的厚度。

⑥送桩时，若送桩器垂直度控制不好，送桩后很容易使桩平面位置产生偏差，尤其是送桩深度越深，桩的偏斜越大。故施工中必须保证送桩器与桩身的纵向轴线保持一致。送桩时，需用两台互为正交的经纬仪观测控制送桩器的垂直度。

⑦拔启送桩器，切忌偏心。

⑧送桩器拔出后，要及时回填桩孔洞。

（6）静力压桩施工停压控制标准∶

①对于摩擦桩和端承摩擦桩，桩端（指桩的全断面）位于一般土层，以标高控制为主，终压力作参考，应按设计的桩长度，把桩顶压至设计要求的桩顶标高。

②对于端承桩和摩擦端承桩，以终压力控制为主，桩端标高可作参考。

桩端持力层一般为坚硬、硬塑的黏性土，中密以上的粉性土、砂土、砾石类土、风化岩等，对于端承桩，压桩施工时以单一的标高控制很难做到，故以终压力作为控制主要参数，终压力值要具体分析土层的性质、密实程度、埋深、桩的大小、设计单桩极限承载力等因素后确定，一般可根据下列条件和原则综合确定∶

a. 根据现场试压桩的试验结果。

b. 地区经验或参考条件相似工地的施工经验。

c. 终压力值不宜大于桩身允许抱压压桩力的 1.1倍。

（7）在压桩过程中，遇下列情况之一应暂停压桩作业，并及时与有关单位研究确定是否继续施工∶

①压桩机压力表读数巨变或读数与地质资料中土层性质明显不符。

②桩难以穿越具有软弱下卧层的硬夹层。

③实际桩长与设计桩长相差较大。

④桩身混凝土出现裂缝或破碎、露筋，超过规范允许值。

⑤桩顶破碎，桩身突然弯曲，无法沉入土内。

⑥土中桩身出现崩裂声等异常现象。

⑦桩身突然倾斜、跑位。

⑧地面明显隆起，附近房屋及市政设施开裂受损。

⑨夹持机构打滑、桩机下陷等。

⑩邻桩上浮或桩头位移。

三、静力压桩施工常用辅助措施 

1.引孔压桩法当地基土在 20m深度范围内有难以穿越且不能作为桩端持力层的硬土层时，为确保沉桩质量，可采用"引孔压桩法"。引孔的直径一般比桩径或桩边长小100mm左右，宜用螺旋钻干作业法。引孔的垂直度不宜大于0.5%，引孔作业和压桩作业应连续进行，间隔时间不宜大于12h。

2. 辅助振动法

当地基土在 12m（单节桩长度范围内）深度范围内有难以穿越的粉性土、砂性土、碎石类土等，且不能作为桩端持力层的硬土层时，为确保沉桩质量，可采用"辅助振动法"，桩沉到该层顶部，松开夹桩装置，用相应激振力的振动锤夹住桩顶振动，直至穿过该层，再继续压桩。

3. PHC 桩十钢管桩组合桩法

压桩施工为PHC桩时，当地基土在 30m 深度以下有薄厚不等、软硬相间的好几层硬土层，其下有可作为持力层的稳定土层，设计要求桩须穿越该层又需进入持力层一定深度，判断压桩力超越 1.1倍的桩身允许抱压压桩力，且"引孔压桩法"和"辅助振动法"都难以实施时，其下节桩可采用与 PHC 桩等直径的钢管桩，并对其桩端部进行加强处理。

四、静力压桩施工顺序

静力压桩施工顺序基本同锤击法施工一样，只是在饱和软黏土地区要多考虑其挤土效应，一般情况下综合考虑下列原则后确定。

（1）根据桩的密集程度及桩基础与周围建（构）筑物、地下管线的关系∶

①若桩较密集且距周围建（构）筑物、地下管线距离大于1.0～1.5倍的桩入土深度，施工场地较开阔时，宜从中间向四周进行。

②若桩较密集且一侧靠近建（构）筑物、地下管线时，宜从毗邻建（构）筑物、地下管线的一侧开始由近及远进行。

（2）根据场地工程地质条件∶

①若场地较大部分区域的上覆土层中含砂（碎石、卵石）时，宜先在含砂（碎石、卵石）区域内施压。

②若持力层埋深或桩入土深度差别较大时，宜先施压长桩后施压短桩。

③上覆饱和软土层较厚，挤土效应较大时，宜"走长线"分散压桩，以减少超孔隙水压力的累积叠加。

（3）根据桩的规格及分布情况∶

①当场地内桩的规格不同时，宜先施压大桩，后施压小桩。

②当场地内存在 30 根以上的大承台时，宜先施压大承台桩，后施压小承台桩。

五、静力压桩施工质量检验与验收

1. 施工质量检验

（1）施工前应对成品桩（预制方桩或管桩）做外观及强度检验，接桩用焊条、焊丝或半成品硫黄胶泥应有产品合格证，或送有关部门检验，硫黄胶泥半成品应每 100kg作一组试件（3件）。

（2）静力压桩施工过程中，应检查压桩力、桩身垂直度、接桩间歇时间、接桩质量及压入深度。重要工程应对电焊接桩的接头做 10%的探伤检测。

（3）施工结束应检查桩顶标高、桩顶平面位置，并应做桩的承载力及桩身质量检验等。按桩顶标高控制的桩顶标高允许偏差为主50mm，按终压力控制的桩截桩后的桩顶标高允许偏差为主10mm。

桩身完整性检验∶施工结束后对单体工程抽取 20%，且不少于 10 根，每根柱子承台下不得少于 1 根，进行小应变检测，检查桩身完整性及焊接质量。

桩的承载力检验∶施工结束后对单体工程抽取1%，且工程桩总数在50根以内的不少于2根，其他条件不少于 3 根，做单桩承载力静载荷试验。

具体质量检验要求详见相关规范。

2. 静力压桩施工验收

（1）验收程序∶

①当桩顶设计标高与施工场地标高相同时，或桩基施工结束后，有可能对桩位进行检查时，工程验收工作可待全部桩施压完毕一次性完成。

②当桩顶设计标高低于施工场地标高，送桩后无法对桩位进行检查时，在送桩前进行中间验收，待全部施工完毕并开挖到设计标高后，再进行竣工验收。

（2）验收时应具备的文件和资料∶

①桩基设计文件和施工图纸，图纸会审纪要、设计变更单等。

②桩位测量放线图，工程测量复核验线签证单。

③场地岩土工程勘察报告。

④经审定的施工组织设计或施工方案，包括实施中的变更文件及资料。

⑤桩材料出厂合格证及其性能资料，现场制桩的原材料质保书、复试检验报告、混凝土试块强度报告等。

⑥压桩施工记录、隐蔽工程验收记录，桩位编号及压桩流程图。

⑦桩位竣工图。

⑧桩身完整性检验报告（小应变检测）。

⑨单桩承载力检测报告。

⑩质量事故处理资料等。

六、静力压桩施工常见问题及对策

静力压桩施工常见问题及对策见表 4-7。