预应力管桩静压法施工虽然有其独特的优点，但也有其弱点和局限性。本文结合新建甬台温铁路浦北特大桥预应力管桩施工的实际情况，对预应力管桩静压法施工中常见的问题特别是挤土效应进行了阐述与分析，并提出了相应的预防措施。
《施工技术》创刊于1958年，是由中华人民共和国住房和城乡建设部主管，亚太建设科技信息研究院、中国建筑设计研究院、中国建筑工程总公司、中国土木工程学会主办，国际刊号ISSN:1002-8498,国内刊号CN:11-2831/TU.国内建设系统的国家级、核心科技期刊。
作者一直从事工程施工和管理工作，先后担任过施工员、质检员、技术负责人等工作，从事多个项目施工组织设计、施工组织、方案的编写，及质量检查等工程施工和管理工作。下面结合新建甬台温铁路工程浦北特大桥基础的施工，谈谈预应力管桩静压法施工常见问题分析与预防措施。
预应力管桩静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构桩机自重和桩架上的配重作反力而将预制桩压入的一种沉桩工艺。浦北特大桥选用YZY500型静力压桩机。预应力管桩静压法施工相对于锤击法施工有其独特的优点，比如避免施工时振动、躁声、油烟等对周围环境的影响。但静压法施工同样也有其弱点和局限性。常见的问题有：沉桩倾斜、桩尖达不到设计标高、桩身上浮、已打管桩被挤偏位、对邻近地下管线和建筑物造成影响。下面对以上问题进行一一分析。
一、沉桩倾斜问题分析及预防措施
沉桩倾斜多见在插桩初压即有较大幅度的倾斜。此种情况的原因，主要是地面以下不远处有障碍物，如旧建筑物的基础、大块石和各种管道等。对此问题的处理方法是：在规范允许偏差范围内将桩位偏移后沉桩。若在规范允许偏差范围内偏移管桩尚未避开地下障碍物，需将桩位下障碍物挖除、重新回填土再继续打桩。
二、桩尖达不到设计标高问题分析及预防措施
在压桩施工中，往往发生桩不能沉入到设计标高的情况。有的为在某一施工区域内个别管桩压不到设计标高，有的为某一施工区域内的管桩普遍压不到设计标高。桩尖压不到设计标高主要归结为以下几个方面的原因：
(一)、 设计桩长过长
由于地质资料或钻探资料不全使设计桩长偏长，施工时受到管桩极限承载力和桩机最大压桩力的限制，不能随意加重配重，压桩力将无法克服压桩阻力使管桩压到设计标高。
(二)、 中断沉桩时间过长
在压桩过程中往往由于设备突然损坏或停电等特殊原因，致使一根桩在压入过程中突然中断，中断时间过长时，桩侧摩阻力恢复很快，压桩阻力增加导致管桩无法继续往下压。
(三)、 桩尖碰到了局部较厚的砂层或砾土夹层
沉桩时若碰到较厚的砂层或夹层往往会突然压不下去。浦北特大桥36#～42#承台在地面以下25m左右有一含砾粉质黏土层。砾石含量最多可占全量的35%。管桩压到此层时，下沉困难。
三、 挤土效应引起的问题分析及预防措施
在管桩沉入过程中，在不排水条件下，管桩向四周挤开与自身体积等同的土体进入土层，使地基土受到压缩和密实度增大，所以静压预应力管桩也属于挤土桩，在管桩沉入过程会产生挤土效应，造成桩周土体中产生很大的应力增量，并在土中产生超静孔隙水压力。因此在沉桩过程当挤土效应明显时除对桩施工质量造成影响外也会对环境造成不利的影响。
挤土效应对桩施工质量造成不利的影响主要是指沉桩过程中由于桩周围的土有侧向和上部移动的倾向，使已施工管桩桩身上浮或偏位。管桩偏位的大小与地质情况和管桩压桩顺序有关。桩身上浮及偏位主要发生在软土中。施工时可根据实际情况根据管桩插打顺序和方向预设偏移量。对于桩身上浮的管桩，则应采用受压措施或复压，以保证管桩承载力。
静压法沉桩过程中，挤土效应对邻近建筑物和地下管线的影响是显而易见的，由于管桩对土的挤压，导致土体隆起和对建筑物基础的挤压，可致使地下管线破断以及建筑物墙壁开裂。浦北特大桥83#承台两旁分别有φ40铸铁水管和φ20水泥管。施工83#管桩时，由于挤土效应，导致水泥管破裂，铸铁管接头漏水。
一般来说，静压法沉桩工程中，打桩影响的程度与打桩区的面积、桩数、桩长、桩径的大小和打桩速度成正比、与距离成反比，同时对建筑物的危害程度还与建筑物的基础类型、建筑物的埋深、建筑物的刚度等有关。为了减小沉桩对邻近建筑物或地下管线的影响，此时可在建筑物与边桩之间挖一条约1.5米宽、深度与建筑物基础或地下管线埋深同深的边沟，这样在管桩施工过程可减缓土体挤压。打桩顺序宜先在邻近建筑物或地下管线处周围打桩，然后往内部打桩，这样先打的桩相当于形成一道屏障，可在一定程度上阻挡后施工管桩对土体的挤压力传递。83#承台管桩施工时，发现地下水管后，就在水管与边桩之间挖了一条约1.5m宽、2m深的水沟，在后续的管桩施工中再未发现水管破裂和接头漏水。79#承台管桩离洪印包装厂厂房最近22米，宏印包装厂内有精密仪器设备。为减小79#承台管桩施工对宏印包装厂的影响，在79#承台边桩于宏印包装厂之间挖了一条约2m宽、3m深的水沟。同时先施工离宏印包装厂最近的边桩，然后按背着宏印包装厂方向的顺序插打其余管桩，有效的避免了宏印包装厂受到影响。
但以上2种方法只能对建筑物离管桩施工区域不太近或埋深不深的管线和基础不深的建筑物起到有效的保护作用。当管桩施工区域面积大、管桩布置密集、施工进度快时，大量的沉桩在饱和软土中沉入会产生强烈的挤土作用，沉桩过程中对桩周围土体来说，是一个不排水的挤压过程，强烈的排挤作用使桩周土体中存在很高的空隙水压力，但在沉桩结束后空隙水压力逐渐消散，土体会发生再固结。土体固结会导致土面下沉。当建筑物离管桩施工区域很近时，土体的隆起、挤压和再固结下沉必然对建筑物的地基受力造成影响，从而引起建筑物墙壁开裂。因此当管桩数量多又密集，又需连续插打且建筑物离管桩施工区域又很近时，必须采取有效的措施将沉桩过程挤土效应所产生的应力释放掉，才能保证邻近建筑物的安全。比较可靠的措施一是设置排水砂井或塑料排水板，砂井和排水板可促使空隙水压力很快消散。但由于打桩是瞬时作用的，而排水却需要一定的时间，两者之间的作用不是同步发生的，所以采用此方法对减少土的挤压效应不是很明显。二是设置应力释放孔，以增加塑性区内体积压缩变形，尽量将沉桩过程挤土效应所产生的应力释放掉，从而起到对建筑物的保护作用。为施工方便，应力释放孔设置在打桩区边桩与建筑物之间，采用机械取土成孔，孔径为40~50cm，孔深取邻近管桩桩长的三分之二到管桩桩长之间。浦北特大桥36#～42#承台管桩施工时就设置了应力释放孔。36#～42#承台管桩边桩离当地居民房最近只有10米，管桩数量多、布置密集，施工进度快。开始施工时对建筑物未采取任何保护措施，结果才打了十多根桩就出现了居民房墙脚处水泥地面开始开裂和房子内墙抹灰剥落。后来在房屋和边桩之间设置了2排应力释放孔。应力释放孔孔径为50cm，孔深与邻近管桩桩长基本一致。应力释放孔排距2m。每排孔间距为1m，两排孔错开布置。应力释放孔用机械取土成孔，成孔后在孔内安放φ40cm竹笼子，以防止孔体土体坍塌。应力释放孔的设置有效的预防了居民房墙壁裂缝的产生。
四、 结语
实际上，预应力管桩静压法施工可能还会遇到其它的问题，本文只是阐述了最常见的问题。对于沉桩过程中出现的问题对桩的施工质量和环境所造成的影响程度与打桩区的地质情况、布桩情况、打桩的速度、打桩的顺序具有密切的关系。特别是沉桩的挤土效应是一个十分复杂的问题，对其理论的分析往往是不够的，施工时需要观察在沉桩过程中周边环境的反应情况，才能采取有效的防治措施。
参考文献
1. 中铁工程总公司，《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》，第1版，北京，中国铁道出版社，2005年
2. 中铁工程总公司，《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》，第1版，北京，中国铁道出版社，2005年
3. 王科智、杨敏、范新华，《预应力静压管桩施工工法探讨》，《江苏建筑》，2006年，02期。
