钢筋混凝土预制桩施工技术的应用

摘要：建筑基础是建筑物的根本，承受着建筑物的全部荷载，并将这些荷载传递给承载力较大的土层，是建筑物的重要组成部分。钢筋混凝土预制桩施工技术作为建筑工程施工的关键核心，对工程质量起着至关重要的作用。本文主要探讨的就是钢筋混凝土预制桩施工中的技术要领与内容。

关键词：建筑工程；钢筋混凝土；预制桩；施工技术

前言

一般来说，钢筋混凝土预制桩所用混凝土强度等级不宜低于C30，主要根据桩断面大小及吊装验算确定。在桩顶和桩尖部位应加强配筋。钢筋混凝土预制桩施工包括预制桩制作、起吊、运输和堆放，以及沉桩的施工工艺过程。本文将着重介绍预制钢筋混凝土实心方桩的施工。

1预制桩的制作、起吊、运输和堆放技术

钢筋混凝土预制桩的制作有并列法、间隔法、叠浇法、翻模法等，现场多采用叠浇法、间隔法制作。制作程序如下：现场布置→场地平整→浇地坪混凝土→支模→绑扎钢筋，安装吊环→浇筑桩混凝土→养护至30%强度拆模→支上层模，涂刷隔离剂→重叠生产浇筑第2层桩→养护→起吊→运输→堆放。桩的制作场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉降，重叠浇筑层数不宜超过4层，水平方向可采用间隔法施工，桩与桩、桩与底模问应涂刷隔离剂，防止黏结，上层桩或邻桩的浇筑必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30%以后方可进行。预制桩一般从通用图集中选取。纵向钢筋直径不宜小于14 mm，配筋率与沉桩方法有关：锤击沉桩不宜小于0.8%，静力压桩不宜小于0.4%。制作时桩的纵向钢筋宜对焊连接，接头位置应相互错开；桩尖一般用钢板或粗钢筋制作，与钢筋骨架焊牢；桩顶设置钢筋网片，上下两端一定范围内的箍筋应加密。桩的混凝土强度等级不宜低于C30（静压法沉桩时不宜低于C20），混凝土浇筑时应由桩顶向桩尖连续浇筑，一次完成，不得中断。洒水养护时间不少于7d，桩的制作偏差应符合有关规范要求：当桩的混凝土达到设计强度的70%后方可起吊，达到100%后方可运输和打桩；如提前起吊，必须做强度和抗裂度验算，并采取相应的保证措施。由于桩的抗弯能力低，起吊弯距往往是控制纵向钢筋的主要因素，因此吊点应符合设计规定，满足起吊弯矩最小（或正负弯矩相等）的原则；在起吊和搬运时必须做到平稳，不得损坏；如桩未设吊钩，捆绑钢丝绳与桩之间应加衬垫，以免损坏棱角。打桩前，桩从制作处运到现场以备打桩，可根据打桩顺序随打随运，尽可能避免二次搬运。对于桩的运输方式，在运距不大时，可直接用起重机吊运；当运距较大时，可采用大平板车或轻便轨道平台车运输。桩堆放时，场地须平整、坚实、排水畅通。垫木间距应与吊点位置相同，各层垫木应位于同一垂直线上。堆放层数不宜超过4层；对不同规格、不同材质的桩应分别堆放。

2预制桩沉桩施工技术

预制桩的沉桩方法有锤击法、振动法、静压法及水冲法等，其中以锤击法与静压法应用较多。

2.1锤击沉桩

打桩设备包括桩锤、桩架及动力装置三部分，选择时主要考虑桩锤与桩架：桩锤是对桩施加冲击力、打桩入土的主要机具。桩锤有落锤、汽锤、柴油锤、液压锤等；落锤采用人力或卷扬机起吊桩锤，然后使其自由下落，利用锤的重力夯击桩顶，使之入土，落锤为铸铁块，重0.5～2.0t，其构造简单，使用方便，费用低，但施工速度慢，效率低，且桩顶易被打坏。落锤适用于施打小直径的钢筋混凝土预制桩或小型钢桩，在软土层中应用较多；汽锤是以蒸汽或压缩空气为动力进行锤击，前者需要配备一套锅炉设备对桩锤外供蒸汽。根据其丁作情况又可分为单动汽锤与双动汽锤：单动汽锤重1～15t，常用锤重为3～10t，冲击体只在上升时耗用动力，下降时依靠自重。单动汽锤冲击力较大，每分钟锤击数为 25～30次，效率较高，可以施打各种类型的桩，双动汽锤一般重l～7t，其外壳（汽缸）固定在桩头上，锤在外壳内上下运动，冲击体的升降均南蒸汽或压缩空气推动。双动汽锤冲击次数多达每分钟100～200次，工作效率高，因此适宜打各种类型的桩，还可用于拔桩、打斜桩及水下打桩；柴油锤是利用柴油燃烧爆炸，推动锤体往复运动打击桩体。柴油锤按构造分为筒式、活塞式和导杆式三种，重 0.3～10t，其体积小、锤击能量大、打桩迅速，每分钟锤击次数约40～80次，施工效率高。柴油锤可用于各类型桩及各种土层，但不适于硬土和松软土作业。在过软的土中作业往往会由于贯人度过大，燃油不易爆发，桩锤不能反跳，造成工作循环中断。此外，由于振动、噪声、废气污染等公害，在城市中施工受到一定限制；液压锤分单作用液压锤和双作用液压锤。对于前者，冲击缸体通过液压装置提升后快速释放，自由下落打击桩体；对于后者，下落时以液压驱使下落，冲击缸体能获得更大加速度、更高的冲击速度与冲击能量，因此每一击能获得更大的贯入度，液压锤具有很好的工作性能，且无烟气污染，噪声较低，软土中启动性比柴油锤有很大改善。但其结构复杂，维修保养工作量大，价格高，且作业效率比柴油锤低。用锤击沉桩时，选择桩锤是关键：一是锤的类型；二是锤的重量，锤击应有足够的冲击能量，锤重应大于或等于桩重。实践证明，当锤重为桩重的1.5～2.0倍时，效果比较理想。桩锤过重，易将桩打坏。桩锤过轻，锤击能量的很大一部分被桩身吸收，回跃严重，施工中多采用“重锤轻击”方法，落距小、频率高，不易产生回跃与桩头受损，桩容易入土。

2.2打桩施工技术

打桩前应做好各种准备工作，包括清除障碍物、平整场地、定位放线、水电安装、安设桩机、确定合理打桩顺序等。桩基轴线定位点应设在打桩影响范围之外，水准点至少2个以上。依据定位轴线，将图上桩位一一定出，并编号记录在案。

2.2.1打桩顺序

打桩顺序的合理与否，影响到打桩速度、打桩质量及周围环境。打桩顺序通常有打桩顺序的合理与否，影响到打桩速度、打桩质量及周围环境。打桩顺序通常有由一侧向单一方向、自中间向两个方向、自中间向四周等。打桩顺序的选择应结合地基土的挤压情况、桩距大小、桩机性能及工作特点、工期要求等因素综合确定。打桩将导致土壤挤压，当桩的中心距大于或等于4倍桩径或边长时，打桩顺序与土壤的挤压关系不大，采用何种打桩顺序相对灵活。而当桩的中心距小于4倍桩径或边长时，土壤挤压不均匀的现象会很明显。此时，如采用由一侧向单一方向打桩，虽然桩机移动方便，作业效率高，但它会使土壤向一个方向挤压，使后续桩难以入土，出现多种问题，无法保证桩基质量。因此，对于密集群桩，应采用自中间向两个方向和自中间向四周两种打桩顺序。当施工区毗邻建筑物或地下管线时，应由被保护的一侧向另一方向施打，避免建筑物开裂或管线破裂；当基坑较大时，应将基坑划分为数段，并在各段范围内分别按上述顺序打桩，但各种情况下均不应采取自外向内、或自周边向中间的打桩顺序，以避免中间土体挤压过密，使后续桩难以打入，或虽勉强打入，但使邻桩侧移或上冒。此外，根据桩的设计标高及规格，打桩时宜先深后浅、先大后小、先长后短，这样可以减小后施工的桩对先施工桩的影响。由于已打预制桩可能会留有一段在地面以上，影响了桩机的前进，因此，桩机移动一般是随打随后退。

2.2.2打桩工艺

打桩施工是确保桩基工程质量的重要环节。主要工艺过程如下：场地准备→确定桩位→桩机就位→吊起桩锤和桩帽→吊桩和对位→校正垂直度→自重插桩人土→固定桩帽和桩锤→校正垂直度→打桩→接桩→送桩→截桩等。打桩宜采用“重锤低击”的方式。刚开始时，桩重心较高，稳定性不好，落距应较小。待桩入土至一定深度（约2 m）且稳定后，再按规定的落距连续锤击。打桩过程不宜中断，否则，土壤固结会致使桩难以打入。用落锤或单动汽锤打桩时，最大落距不宜大于1m；用柴油锤时，在打桩过程中，遇有贯人度剧变、桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹、桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎等异常情况时，应暂停打桩，及时研究处理。如桩顶标高低于自然地面，则需用送桩管将桩送入土中，桩身与送桩管的纵轴线应在同一直线上，拔出送桩管后，桩孔应及时回填或加盖，在打桩过程中，应做好沉桩记录，以便工程验收。

2.2.3接桩

预制桩的接长方法有焊接法、法兰接以及浆锚法三种。前两种桩可用于各类土层，浆锚法仅适用于软土层。焊接法接桩目前应用最多，其节点构造如下：接桩时，检查上下节桩垂直度无误后，先将四角点焊固定，然后应两人同时于对角对称施焊，防止不均匀焊接变形。焊缝应连续饱满，上、下桩段间如有空隙，应用铁片填实焊牢，接长后，桩中心线偏差不得大于10 mm，节点弯曲矢高不得大于l‰桩长。浆锚法按桩：上节桩预留锚筋、下节桩预留锚筋孔。接桩时，上下对正，将熔化的硫黄胶泥注满锚筋孔和接头平面，然后将上节桩落下即可。该法不利于抗震，一级建筑的桩基或承受上拔力的桩应谨慎选用。

2.2.4打桩的质量控制

打桩的质量检查主要包括沉桩过程中每米进尺的锤击数、最后1m锤击数、最后三阵贯入度以及桩尖标高、桩身垂直度和桩位。打桩停锤的控制原则为：摩擦桩的入土深度控制，应以设计标高为主，最后贯入度可作参考；对于端承桩，以最后贯入度控制为主，而桩端标高仅作参考；如贯入度已达到而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵，按每阵10击的贯入度不大于设计规定的数值加以确认，必要时应通过实验或与有关单位会商确定。桩的垂直偏差应控制在1%之内；平面位置的允许偏差应根据桩的数量、位置和桩顶标高按有关规范的要求确定，单排桩约为100～150mm，多排桩约为1/3～l/2桩径或边长。

3结语

钢筋混凝土预制桩施工，应熟悉锤击沉桩的打桩顺序、打桩工艺、接桩和质量控制，熟悉静力压桩的施工，了解钢筋混凝土预制桩的制作、起吊、运输和堆放要求，了解锤击沉桩的设备和预制桩施工常见的质量问题及处理方法，才能提高施工建筑的质量与水平。

参考文献：

[1]孔庆峰，唐景山.基础工程施工[M].北京：中国建筑工业出版社，1993

[2]张有权.钢筋混凝土预制桩施工质量控制[J].山西建筑，2004（22）

[3]丁斌.钢筋混凝土预制桩施工过程中常见问题及处理[J].山西建筑，2005（13）

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