对锤击沉桩施工技术的研究

对锤击沉桩施工技术的研究

叶真海

叶真海江苏万盛达建设有限公司

摘要:混凝土预制桩能承受较大的荷载、坚固耐久、施工速度快，在我国广泛使用，本文针对预制桩施工方法进行了系统的研究，并提出了自己观点。供参考。

关键词预制桩；承载力；打桩顺序；质量控制

桩基础是一种既古老又现代的在高层建筑物和重要建筑物工程中被广泛采用的基础形式。桩基础的作用是将上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的坚硬土层上，以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。

1打桩前的准备工作

打桩前应处理地上、地下障碍物，对场地进行平整压实；桩基轴线的定位点及水准点，应设置在不受打桩影响的地点，水准点设置不少于2个，在施工过程中可据此检查桩位的偏差以及桩的人土深度；接通现场的水、电管线，准备好施工机具；做好桩的质量检验。《建筑桩基技术规范》规定。

1)沉桩前必须处理架空高压线和地下障碍物，场地应平整，排水应畅通，并满足打桩所需的地面承载力。

2)桩打人时应符合下列规定：桩帽或送桩帽与桩周围的间隙应为5～lOmm；桩帽与桩之间应加设弹性衬垫，如硬木、麻袋、草垫等；桩锤、桩帽或送桩和桩身在同一中心线上；桩插入时的垂直度偏差不得超5o-5％。

3)正式打桩前，最好进行打桩试验，以便检验设备和工艺是否符合要求。

2打桩腰序打榭顿序合理与否，影响打桩速度、打桩质量，及周围环境

根据桩的设计标高，先深后浅；根据桩的规格，先大后小，先长后短。一般情况下，当桩的中心距小于4倍桩径时，就要拟定打桩顺序。打桩顺序一般分为：逐排打、自中央向边缘打、自边缘向中央打和分段打等四种。

打桩顺序影响挤土方向。打桩向哪个方向推进，则向哪个方向挤土。逐排打桩，桩架系单向移动，桩的就位与起吊均很方便，故打桩效率较高，但它会使土壤向一个方向挤压，导致土壤挤压不均匀，后面桩的打人深度将逐渐减小，最终会引起建筑物的不均匀沉降；自边缘向中央打，中间部分土壤挤压较密实，不仅使桩难以打入，而且在打中间桩时，还有可能使外侧已打的桩被挤压而浮起，同样影响桩基质量。因此上述两种打法仅适用于桩距较大(≥4倍桩径)，即桩不太密集时施工。而自中央向边缘打(又可自中央向四周打或自中央向两边打)和分段打是比较合理的施工方法，一般情况下均可采用。对于同一排桩，必要时还可采用间隔跳打的方式。

另外，当一侧毗邻建筑物时，应由毗邻建筑物处向另一方向施打，防止锤击沉桩过程中影响毗邻建筑物。对于大面积的桩群，宜分成几个区域，采用分段打顺序由多台打桩机采用合理的顺序同时进行施工。

3打桩施工

打往睹泡括：桩架移动和定位、吊桩和宅往、打桩、截桩和接桩等。打桩机就位后，将桩锤和桩帽吊起，然后吊桩并送至导杆内，垂直对准桩位缓缓送下插入土中。打桩时，应用导板夹具或桩箍将桩嵌固在桩架内。在桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫，以防损伤桩顶。然后固定好桩帽和桩箍，使桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，将桩锤缓落于桩顶上，经水平和垂直度校正后，开始沉桩。开始沉桩时应低提低击(即以短落距轻击桩)，待桩入土至一定深度且稳定后，再按要求的落距锤击，宜用“重锤低击”、“低提重打”，这样可使桩锤对桩头的冲击减小，也减小了回弹，桩头不易损坏，大部分能量都能用于沉桩。用落锤或单动汽锤打桩时，最大落距不宜大于lm，用柴油锤时，应使锤跳动正常。在打桩过程中，遇有贯人度剧变、桩身突然发生倾斜、移位或有严重回弹、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。

4预制混凝土桩接头形式

由于预制桩受运输车辆及桩架高度等约束，应控制预制桩的长度，一般预制桩的长度宜控制在13rn左右，现场制作预制桩则控制在17-18m左右。因此，在工程中往往要接桩。接头形式有焊接接头、管式接头、管桩螺栓结头和硫磺砂浆锚筋结头。

目前焊接接桩应用最多。接桩的预埋铁件表面应清洁，上、下节桩之间如有间隙应用垫铁填实焊牢，焊接时焊缝应连续饱满，并采取措施减少焊接变形。接桩时，上、下节桩的中心线偏差不得大于lOmm，节点弯曲矢高不得大于1％罐E长。如桩顶标高低于自然土面，则需用送桩器将桩送人土中，桩与送桩器的纵轴线应在同一直线上，拔出送桩器后，桩孔应及时回填或加盖。

5打桩的质量控制

打桩的质量检查包括桩的偏差、最后贯人度与沉桩标高，桩顶、桩身是否打坏以及对周围环境有无造成严重危害。打桩是隐蔽工程，施工时，应注意做好打桩施工记录。桩的人土深度的控制，对于桩尖位于坚硬土层的端承型桩，以贯人度控制为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考；桩尖位于软土层的摩擦型桩，应以桩尖设计标高控制为主，贯入度可作参考。如控制指标已符合要求，而其他指标与要求相差较大时，应会同有关单位研究解决。

同时注意选择不同的桩锤，对入土深度控制的影响也不同，若采用落锤、单动汽锤或柴油锤，应测量记录桩身每贯人1听需锤击的次数及桩锤落距的平均高度，当桩贯人深度接近设计标高时，则应实测每1O击的桩入土深度，该贯人度适逢停锤时称为最后贯入度；测量最后贯人度应在下列正常条件下进行：桩顶没有破坏；没有偏心；锤的落距符合规定；桩帽和弹性垫层正常；汽锤的蒸汽压力符合规定。

当采用双动汽锤或振动桩锤时，开始应记录桩每贯入1m的工作时间(但每分钟锤击次数记人备注栏)，当桩下沉接近设计标高时，应记录每分钟的贯人量。设计和施工中所控制的贯入度是以合格的试桩数据为准，如无试桩资料，可按类似桩沉人类似土的贯人度作为参考。贯人度已达到而设计标高未达到时，应继续锤击3阵，按每阵10击的平均贯入度(即最后贯人度)不得大于设计值。

6打桩过程中常遇到的问题

1)打人深度不够、桩打不下或锤击时回弹：导致承载力不足；桩锤严重回弹，贯人度突然变小，则可能与土层中夹有较厚砂层或其他硬土层以及钢渣，孤石等障碍物有关，此时切勿盲目施打，应会同设计勘察部门共同研究解决。当桩顶或桩身已被打坏，锤的冲击能不能有效传给桩时，也会发生桩打不下的现象。此外，由于土的固结作用，打桩过程中断停歇一段时间后再打，会使桩难以打人，因此应保证在各方面作好准备，保证施打的连续进行。

2)最后贯人度太大：说明持力层不能满足要求。

3)贯人度剧变：可能桩已折断或遇到与预计不一的土层或墓穴。

4)桩身上拥、已就位桩身移位：往往因软土中桩距过小，打桩时周围土层受到急剧挤压扰动，其靠近地面的部分将在地表隆起和水平移动，当桩较密，打桩顺序又欠合理时，土体被压缩到极限，就会发生一桩打下，周围土体带动邻桩上升的现象。

5)桩身倾斜：桩尖遇到倾斜基岩面，当桩顶不平、桩尖偏心、接桩不正、土中有障碍物时或桩与送桩纵轴线不一造成偏心都容易发生桩位偏斜，因此施工时应严格检查桩的就位质量。

6)桩顶被击碎、桩身折断：桩头钢筋设置不合理、桩顶与桩轴线

不垂直、混凝土强度低抗锤击力不足、桩尖通过过硬土层等都是造成锤击时严重偏心的原因，进而引起桩顶被击碎、桩身折断。锤击动能过大或接桩处连接质量差如焊缝不足、连接角钢脱落、接头有空隙等也是桩顶被击碎、桩身折断的主要原因。打桩时，桩顶破碎或桩身严重裂缝，应立即暂停，在采取相应的技术措施后，方可继续施打。

7)桩出现水平裂缝：在软土中打桩，在桩顶以下1／3桩长范围内常会因反射的张力波使桩身受拉而引起水平裂缝。开裂的地方往往出现在吊点和混凝土缺陷处，这些地方容易形成应力集中。采用“重锤低击”和较软的桩垫可减少反射的张力波产生的拉应力。

7结论

本文针对预制桩施工过程进行了系统的研究，提出了很多新的观点尤其是对施工过程中遇到的问题提出了解决方案。

参考文献

【1】毛鹤琴．土木工程施工[M]．湖北：武汉理工大学出版社，2007．

[2]张厚先，王志清．建筑施工技术【M]．北京：机械工业出版社，2005