1引言
靜壓法施工是通過靜力壓樁機(jī)以壓樁機(jī)自重及樁架上的配重作反力將預(yù)制樁壓入土中的一種沉樁工藝。早在20世紀(jì)50年代初,我國沿海地區(qū)就開始采用靜力壓樁法。到80年代,隨著壓樁機(jī)械的發(fā)展和環(huán)保意識的增強(qiáng)得到了進(jìn)一步推廣。至90年代,壓樁機(jī)實(shí)現(xiàn)系列化,且最大壓樁力為6800KN的壓樁機(jī)已問世,它既能施壓預(yù)制方樁,也可施壓預(yù)應(yīng)力管樁。適用的建筑物已不僅是多層和中高層,也可以是20層及以上的高層建筑及大型構(gòu)筑物。目前我國湖北、廣東、上海、江蘇、浙江、福建等省市都有應(yīng)用,尤以上海、南京、廣州及珠江三角洲應(yīng)用較多。
2靜壓法沉樁機(jī)理
靜壓預(yù)制樁主要應(yīng)用于軟土地基。在沉樁過程中,樁尖直接使土體產(chǎn)生沖切破壞,伴隨或先發(fā)生沿樁身土體的直接剪切破壞。孔隙水受此沖剪擠壓作用形成不均勻水頭,產(chǎn)生超孔隙水壓力,擾動了土體結(jié)構(gòu),使樁周約一倍樁徑的一部分土體抗剪強(qiáng)度降低,發(fā)生嚴(yán)重軟化(粘性土)或稠化(粉土、砂土),出現(xiàn)土重塑現(xiàn)象,從而可容易地連續(xù)將靜壓樁送入很深的地基土層中。壓樁過程中如發(fā)生停頓,一部分孔隙水壓力會消失,樁周土?xí)l(fā)生徑向固結(jié)現(xiàn)象,使土體密實(shí)度增加,樁周的側(cè)壁摩阻力也增長,尤其是擾動重塑的樁端土體強(qiáng)度得到恢復(fù),致使樁端阻力增長較大,停頓時(shí)間越長擾動土體強(qiáng)度恢復(fù)增長越多。因此,靜壓沉樁不宜中途停頓,必須接樁停留時(shí),宜考慮淺層接樁,還應(yīng)盡量避開在好土層深度處停留接樁。靜壓樁是擠土樁,壓入過程中會導(dǎo)致樁周圍土的密度增加,其擠土效應(yīng)取決于樁截面的幾何形狀、樁間距以及土層的性能。
3靜壓法適用范圍
靜壓法通常適用于高壓縮性粘土層或砂性較輕的軟粘土層,當(dāng)樁須貫穿有一定厚度的砂性土夾層時(shí),必須根據(jù)樁機(jī)的壓樁力與終壓力及土層的形狀、厚度、密度、上下土層的力學(xué)指標(biāo)、樁型、樁的構(gòu)造、強(qiáng)度、樁截面規(guī)格大小與布樁形式、地下水位高低以及終壓前的穩(wěn)壓時(shí)間與穩(wěn)壓次數(shù)等綜合考慮其適用性。
壓樁力大于4000kN的壓樁機(jī),可穿越5~6m厚的中密、密實(shí)砂層。中型壓樁機(jī)(壓樁力≤2400kN),穿越砂層的能力較有限,所以對其情況需進(jìn)行壓樁可行性判斷。
靜壓樁也適用于覆土層不厚的巖溶地區(qū)。在這些地區(qū)采用鉆孔樁很難鉆進(jìn);采用沖孔樁,容易卡錘;采用打入式樁,容易打碎。只有采用靜壓樁可緩慢壓入,并能顯示壓樁阻力,但在溶洞、溶溝發(fā)育充分的巖溶地區(qū),靜壓樁宜慎用,以及在土層中有較多孤石、障礙物的地區(qū),靜壓樁宜慎用。
小型壓樁機(jī)(壓樁力≤600kN)用于壓制預(yù)制小樁,適用于在10m以內(nèi)存在持力層(如硬塑粉質(zhì)粘土層、粉土層及中密粉細(xì)砂層等)。