钢筋混凝土预制桩施工技术的应用

摘要：钢筋混凝土预制桩施工技术在建筑工程施工中是一项非常重要的技术与工业，预制桩技术必须根据土层情况、周边环境状况及上部荷载大小等确定桩型与施工方法，因此，文章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

中图分类号：TU753.3文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）16-0137-02

钢筋混凝土预制桩能承受较大的荷载，沉降变形小，施工速度快，故在工程中被广泛应用，预制桩是在工厂或施工现场预制，然后运至桩位处，经锤击、静压、振动或水冲等工艺送桩入土就位，预制桩包括钢筋混凝土桩、木桩或钢桩等，桩基础中多采用钢筋混凝土桩，文章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7 d，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0.5～2.0 t，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1～15 t，常用锤重为3～10 t，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～7 t，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0.3～10 t，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。

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。

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，其节点构造如下图所示：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（孔径为锚筋的2.5倍）。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。

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1 m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（最后三阵，每阵十击的平均入土深度，前提条件是打桩作业居于正常）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100～150 mm，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).