桩基础工程

浅析桩基础工程

摘要：钢筋混凝土预制桩主要是利用锤击沉桩法、静力压桩法、水冲沉桩法、振动沉桩法进行施工。

关键词：锤击沉桩、静力压桩、施工

桩基础是深基础中的一种，是由基桩（沉入土中的单桩）和连接于基桩桩顶的承台共同组成。桩基础的作用是将上部结构的荷载，传递到深部较坚硬的、压缩性较小、承载力较大的土层上；或使软弱土层受挤压，提高地基土的密实度和承载力。以保证建筑物的稳定性，减少地基沉降。按桩的施工方法不同，有预制桩和灌注桩两类。预制桩是在工厂或施工现场用不同的建筑材料制成的各种形状的桩，然后用打桩设备将其沉入地基土中。灌注桩是在设计桩位上先成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔的方法不同，分为泥浆护壁成孔灌注桩、干作业钻孔灌注桩、沉管灌注桩等。

一、预制桩的构造和各项准备

钢筋混凝土预制桩是在预制构件厂或施工现场预制，用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中。其特点是坚固耐久，不受地下水或潮湿环境影响，能承受较大荷载，施工机械化程度高，进度快，能适应不同土层施工。目前最常用的预制桩是预应力混凝土管桩。（一）打桩前的准备

处理障碍物、场地平整、抄平放线、测定桩位、确定打桩顺序、打试验桩。

（二）桩的制作、运输、堆放

1.桩的制作

现场制作预制桩可采用重叠法，其制作程序为：现场布置→场地地基处理、整平→场地地坪浇筑混凝土→支模→绑扎钢筋、安设吊环→浇筑混凝土→养护至30%强度拆模→支间隔端头模板、刷隔离剂、绑钢筋→浇筑间隔桩混凝土→同法制作第二层桩→养护至70%强度起吊→达100%强度后运输、打桩。制桩时，应做好浇筑日期、混凝土强度、外观检查、质量鉴定等记录，以供验收时查用。

2.桩的运输

混凝土预制桩达到设计强度70%方可起吊，达到100%后方可进行运输。如提前吊运，必须验算合格。桩在起吊和运输时，吊点应符合设计规定，如无吊环，设计又未作规定时，绑扎点的数量及位置按桩长而定，应按起吊弯距最小的原则进行捆绑。

3.桩的堆放

桩堆放时，地面必须平整、坚实。垫木间距应根据吊点确定，各层垫木应位于同一垂直线上，最下层垫木应适当加宽，堆放层数不宜超过4层。不同规格的桩，应分别堆放。

（三）施工方法

混凝土预制桩的沉桩方法有锤击沉桩、静力压桩、振动沉桩等。

1.锤击沉桩

锤击沉桩也称打入桩，是利用桩锤下落产生的冲击能量将桩沉入土中。该法施工速度快，机械化程度高，适应范围广，但施工时有

噪音和振动，对于城市中心和夜间施工有所限制。打桩设备包括桩锤、桩架及动力装置。打桩工艺主要是吊装就位、打桩、接桩。桩头的处理，在打完各种预制桩后开挖基坑时，按设计要求的桩顶标高将桩头多余的部分截去。截桩头时不能破坏桩身，要保证桩身的主筋伸入承台，长度应符合设计要求。当桩顶标高在设计标高以下时，在桩位上挖成喇叭口，凿掉桩头混凝土，剥出主筋并焊接接长至设计要求长度，与承台钢筋绑扎在一起，用桩身同强度等级的混凝土与承台一起浇筑接长桩身。

打桩施工常见问题处理，在打桩施工过程中会遇见各种各样的问题，如桩顶破碎，桩身断裂，桩身位移等。发生这些问题的原因有钢筋混凝土预制桩制作质量、沉桩操作工艺和复杂土层等三个方面的原因。施工规范规定，打桩过程中如遇到上述问题，都应立即暂停打桩，施工单位应与勘察、设计单位共同研究，查明原因，提出明确的处理意见，采取相应的技术措施后，方可继续施工。

2.静力压桩

静力压桩是在软土地基上，利用静力压桩机或液压压桩机的静压力（自重和配重）将预制桩压入土中的一种新工艺。用于软土地基的沉桩工程，也可在填土及一般粘性土层中应用，特别适合于城市和有环境保护要求的地区沉桩，但不宜用于地下有较多孤石、障碍物的情况。

（1）压桩机械设备。静力压桩机分机械式和液压式两种。（2）压桩工艺与施工要求。静压桩施工，一般采用分段压入，

逐节接长的方法进行，其主要施工程序为：测量定位→压桩机就位→吊桩、插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→切割桩头。

施工要求①静力压桩机应根据设计和土质情况按额定的总重量配足压重。②在吊桩插桩过程中，应在桩压人土中0.5～1.0m时暂停下压，从桩的两个正交侧面校正桩身垂直度，待桩身垂直度偏差小于0.5%时才可正式开压。③压桩过程中，应经常观察压力表，控制压桩阻力，调节桩机静力同步平衡，避免产生偏心，并详细做好静力压桩工艺施工记录。④一般对纯摩擦桩，终压时以设计桩长为控制条件；对长度大于21m的端承摩擦型桩，应以设计桩长控制为主，终压力值作对照；对一些设计承载力较高的桩基，终压力值宜尽量接近压桩机满载值。⑤静力压桩单桩竖向承载力，可通过桩的终止压力值大致判断。如判断的终止压力值不能满足设计要求，应立即采取送桩加深处理或补桩，以保证桩基的施工质量。

3.水冲沉桩

水冲沉桩法是锤击沉桩的一种辅助方法。它是利用高压水流经过桩侧面或空心管内部的射水管冲击桩尖附近土层，便于锤击沉桩。一般是边冲水边打桩，当沉桩至最后1～2m时停止冲水，锤击至规定标高。水冲法适用于砂土和碎石土，有时对于特别长的预制桩，单靠锤击有一定的困难时，亦用水冲法辅助沉桩。

4.振动沉桩

振动沉桩法是利用振动机，将桩与振动机连接在一起，振动机产

生的振动力通过桩身使土体振动，使土体的内摩擦角减小、强度降低而将桩沉入土中。此法在砂土中效率最高。

二、桩基础施工技术现状及未来发展趋向

（一）、桩基础施工技术现状

按施工方法，桩可分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩三大类。再细分，桩的施工方法超过300种。施工方法的变化、完善、更新可以说是日新月异。常用桩设桩工艺选择应该遵循以下原则：因荷载制宜，因土层制宜，因机械制宜，因环境制宜，因造价制宜，因工期制宜。在选择桩型和工艺时，应对建筑物的特征（建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、建筑物的安全等级等）、地形、工程地质条件（穿越土层、桩端持力层岩土特性）、水文地质条件（地下水类别、地下水位标高）、施工机械设备、施工环境、施工经验、各种桩施工法的特征、制桩材料供应条件、造价以及工期等进行综合性研究分析后，并进行技术经济分析比较，最后选择经济合理、安全适用的桩型和成桩工艺。

需要引起注意的是：任何一种桩型都不是万能的，都有其适用范围，关键在于找到切入点，扬长避短；再好的桩型只要施工中不注意质量或超过其适用范围，就会出现质量问题甚至造成重大事故及经济损失。

（二）、桩基础施工技术发展趋向

在进入21世纪之际，桩基础施工技术发展中至少有以下一些动向值得人们关注。主要表现是向低公害工法桩方向发展。向扩孔