预制静压桩施工过程的回弹抬桩效应分析
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【摘要】桩顶上台的现象在预制静压桩施工过程中十分常见，也正是由于基桩的回弹而使得基桩在承受荷载之后沉降会有很大的差异，这对于建筑工程的质量有着很大的影响，为了保证建筑工程质量，促进我国工程建设的全面发展。在本文中笔者将结合自身多年的工程实例经验对抬桩原因进行分析，对回弹抬桩的解决方式提出建议。
【关键词】预制静压桩；施工过程；回弹抬装；复打
1、引言
建筑工程中预制静压桩施工过程结束之后，在砂性土壤中由于过深的将基桩埋入土中而使桩伤裂，在可塑或者硬塑的黏土中经常会发生抬桩效应。根据调查资料显示，抬桩最多的为15cm，同时伴有建筑物开裂的现象，通过对悬桩的检查发现，问题的引发原因主要是由于基桩自身的承载力不足所造成的的，在基桩支撑载荷之后建筑物就会发生沉降现象。以下笔者将对预制静压桩施工过程的回弹抬桩效应这一问题的特征及原因等进行阐述，以期能够对我国的预制静压桩施工过程中所出现的回弹抬桩效应解决能够有所帮助，提高我国建筑工程的建设质量和水平。
2、静压桩施工方法控制
2.1施工前应设置测量基线与水准点，基线应设置在不受施工影响处。
2.2桩混凝土需达到100%的设计强度后方可运输进场，起吊时捆绑牢固，起吊点符合力学原理要求，在距桩顶端0.2米处设置吊点，吊索与桩之间要加衬垫，起吊时平衡起升，避免碰撞和震动。桩堆放时要按长度分类堆放，堆放场地坚实平整，且承重点设置在吊点附近距端部0.2米处，堆高不超过2层，两端桩错落长度不大于10厘米。
2.3桩的吊点定位，利用桩架附设的起重钩吊桩就位。
2.4采用静压法施工，桩架挺杆和桩帽将预应力管桩嵌固，在桩架的两滑道中间，桩位置及垂直度经校正后开始沉桩，桩就位要仔细检查桩身质量。送桩时，应采用钢制送桩器放于桩头上将桩送入。施工时注意送桩器和工程桩对齐，以轴线重合为准则。当工程桩送到设计深度时，可将送桩器拔起，起拔送桩器采用桩架上导向滑轮钢绳上钩子挂好，启动卷扬机，慢慢拔起。
2.5当第一节桩施压到离地面1米时，起吊第二节桩，与底节桩对好并复核垂直度无误后，开始施焊。焊接符合要求后，再施压沉桩，桩顶离地面1米再起吊第二节桩，续施工就位。复核焊接垂直施焊沉桩，直到施工完毕。施焊前先检查上下桩接触面。再复核垂直和上下节桩的同心度，确认无误差或误差很小时再全面焊接。焊缝分两次满焊，焊缝应连续、饱满。焊后应清除焊渣。接桩动作应迅速尽量保证连续施工。
3、工程试桩概况
某建筑高层住宅楼的建筑工程中，所采用的就是静压桩基础，桩长设计长度为25m，桩断面为500mm×500mm，桩基的最高承载力为1500KN。压桩的最大压力值规定为1200KN。
该区域自上而下的土层厚度：
A区：第一层为填土层，厚度为0.7m；第二层为细砂层，厚度为4.9m；第三层为淤泥层，厚度为4.0m；第四层为粉质粘土层，厚度为3.2m；第五层为淤泥质土层，厚度为5.7m；第六层为粉质粘土层，厚度为1.9m；第七层为中细砂层，厚度为2.1m，第八层为粉质粘土层，厚度为3.1m。A区桩基的持力层为中细砂层。
B区：第一层为细砂层，厚度为5.6m；第二层为淤泥层，厚度为4.1m；第三层为粉质粘土层，厚度为2.4m；第四层为淤泥质土层，厚度为6.5m；第五层为粉质粘土层，厚度为2.2m；第六层为粘土层，厚度为2.4m；第七层为粉质粘土层，厚度为6.3m。B区桩基的持力层为粘土层。
在此建筑高层住宅的桩基施工完成之后，通过对基桩的静载荷实验发现，在各级荷载作用下桩基的下沉各有不同。为了更加全面、直观的费基桩沉降量进行统计，在基桩施工完成之后对工程现场中所有的基桩进行测量，其测量值如下：
4、对桩基的Q—S曲线特征分析
A区中桩基础为砂土，在砂土中基桩沉降量的Q—S曲线通过统计分析发现随着压力的增大基桩的沉降量也会随之增加，曲线呈平滑下弯的走势，没有变化较为突然的拐点存在。由此可见在A区中的基桩其桩顶部位的标高及代表基桩的沉降情况，桩顶的抬高量非常小，可以忽略不计。
B区中桩基础为粘土，在粘土中基桩沉降量的Q—S曲线通过统计分析可以看出其载荷试验的沉降量是非常大的。在此项工程中的25幢135#当其载荷达750KN的时候Q—S曲线中会出现明显的拐点，曲线呈陡降的趋势下滑，此时基桩的沉降增量非常大。如果此时对基桩的载荷继续提高，到1000KN的时候，在曲线中会出现第二个拐点，自此之后曲线就变得比较平滑，表示基桩的沉降增量不会很大。对于B区的桩顶标高的测量可以发现此处的基桩都有明显的上抬现象。通过以上的分析可以看出基桩的回弹以及荷载之后Q—S曲线的异常都是一种必然现象。
5、对Q—S曲线异常的原因分析
在施工过程中，静压桩上的压力消除之后基桩上的竖直压应力得到释放，此时便会使基桩发生回弹的效应，基桩回弹效应与地质条件有着很大的关系，是对各个基桩施工现场的地质条件的真实反映。通过科学的试桩实验发现，如果基桩的持力层为黏土层的时候，其抬高量通常都比较大，造成这种现象的原因不仅仅是受到邻近基桩的挤压造成的侧向影响，还有一个非常重要的原因就是因为基桩的持力层变形对桩基造成反弹。如果桩基的持力层为砂性土，在桩基的竖直方向的压力消除之后，砂土的变形量是非常小的，因此对于基桩的反弹量也非常小，所以以砂性土作为持力层的基桩在去掉竖直压力之后其标高变化量非常小。
从另一个角度来说，如果基桩的回弹上升量比较大，在对基桩的静载荷实验中基桩就会出现大量的沉降。通过对A区、B区的Q—S曲线分析可以看出，在B区的Q—S曲线中第一个拐点之后曲线呈现明显的陡降趋势，此时表明基桩的沉降量非常大，在B区Q—S曲线的第二个拐点之后，曲线则变得较为平滑，此时基桩的沉降量相对来说要比较小。造成这一问题的主要原因就是基桩由于持力层的变形而受到回弹力，基桩上抬，上抬的过程中当虚土将基桩和密实土隔断之后，形成悬桩，基桩便不再回弹。
根据建筑工程中对于不同基桩的支撑条件分析，悬桩属于摩擦桩，也就是说桩顶所承受的载荷完全都由基桩的外侧在摩擦阻力的作用下所承受。在上文中所涉及到的对基桩的载荷试验中载荷分别为750KN和1000KN，而这些载荷已经是各个机床自身的极限摩擦阻力，此时Q—S曲线中就会出现非常明显的拐点，基桩在此时也会明显的下沉，Q—S曲线呈现陡降趋势。继续保持基桩的荷载力，基桩便会持续下沉，直到桩基下方的虚土在桩基下沉的作用下被压实之后，位于持力层中的端承力才能够起到作用，这时候桩基的支撑条件已经发生了变化，基桩已经成为摩擦—端承桩，桩顶的载荷由基桩周围的土以及基桩的端土一起承担。也正是由于这种原因在Q—S曲线中又出现第二个拐点，此时的曲线会变得相对较为平缓，桩顶的沉降增量也会明显的变小。
6、如何有效避免静压桩施工过程中出现回弹效应
由于预制静压桩对于工程项目的质量有着很大影响，所以在静压桩施工过程中通过科学、合理的措施避免回弹效应的出现在预制静压桩的过程中是非常重要的，其具体操作方式如下：
（1）在预制静压桩的过程中，所使用的混凝土要保证达到设计要求的强度之后在进行静压桩施工，在起吊静压桩的过程中要根据力学的相关知识，选择位置合理的吊点，以保证起吊静压桩的过程能够安全、顺利的实现。同时还要注意保护桩体，可以添加一些垫片等减少操作过程中对桩体产生的冲击。
（2）预制静压桩的过程中主要采用的是惊讶发，通过桩架将桩基进行固定，同时保证桩架处于滑道的中心位置，在保证其位置符合既定要求之后在进行沉桩操作，在此项施工之前要对桩体进行检查，保证其质量符合施工要求。在送桩的过程中主要通过送桩器实现专题的送入工作，在进行此项施工的过程中要保证水平基线与垂直点吻合，达到预定位置之后在去除送桩器。
（3）在施工过程中要实行责任制，明确各个施工细节的具体负责人，并要求严格的按照设计图纸的要求进行操作。通过技术交底将施工过程中的细节加以说明，同时还要加强静压桩施工过程的验收工作，在出现静压桩回弹效应的时候积极采取有效措施对问题进行解决。施工完成之后要对预制静压桩进行抽检，同时要安排专人负责保养工作，保证预制静压桩施工过程能够顺利完成。
7、结束语
通过预制静压桩的施工方式，建筑物的沉降不均匀的主要影响原因是基桩回弹的作用下产生的。所以说在预制静压桩施工过程完毕之后首先要对基桩的回弹状况进行严格的审查和监督，对于出现的情况要及时的处理，每隔一段时间对回弹的基桩进行复打，这样才能够有效的保证建筑工程的质量。以上是对预制静压桩施工过程的回弹抬桩效应的分析，在以后的工作中还要对此问题进行更加深入的探讨和研究，尽量避免和减少回弹效应对于建筑工程质量的影响。
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