建筑钢筋混凝土预制桩施工技术

建筑钢筋混凝土预制桩施工技术

陈依春

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摘要：预制钢筋混凝土桩是地基加固处理中最常见的一种施工技术，它制作方便、拼接容易、打桩前还可检查混凝土质量，且不受地下水条件影响。因此，它越来越广泛地被应用到高层建筑的地基处理中。预制桩的施工方法有锤击法、振动法、水冲法和静压桩法等多种方法，锤击法是基本方法。然而，在预制桩锤击法施工中经常会出现以下问题：即桩体破碎、桩身破坏、桩位偏斜等，妥善解决这些问题是打桩工程成败的关键所在。

关键词：建筑；钢筋混凝土预制桩；施工

在经济社会不断发展的利好背景下，建筑行业和房地产行业犹如雨后春笋般快速拔地而起，传统的施工技术已经无法满足当前工程项目建设需求，只有不断提高施工技术水平，才能建造出更高质量的建筑产品。当下，随着人们物质生活水平不断提高，其对建筑的要求也越来越高，希望建筑具有更好的质量和性能。为了满足这一需求，在建设建筑工程的过程中，施工单位需要投入更多先进的施工技术和材料，以提高建筑工程的质量。

1. 建筑钢筋混凝土预制桩准备

1.1预制桩的制作

   建筑钢筋混凝土预制桩即可以在工厂预制，也可以在施工现场预制，具体的预制地点还需要根据工程项目的实际情况确定。预制桩包括方桩和长方柱，由于方桩短，一般在10m左右，方便运输，可以在工程制作完成再运抵至施工现场。而长方柱需要在工厂制作完成，需要提前预制模板，保证桩面的平整和精确的几何尺寸，如果底模板和侧模板采用的是重叠法，为保证桩面有良好的隔离效果，还需要在桩面之间设置一层隔离层，确保不粘结。此外，由于钢筋骨架需要连接主筋，焊接需要使用对焊，为了保证施工质量，对于桩顶和桩尖的配筋要根据工程项目的实际情况进行特别处理。

1.2预制桩的起吊

   待预制桩的强度达到设计要求70%时，方可起吊。起吊时,必须合理选择吊点,防止在起吊过程中过弯而损坏。当吊点少于或等于3个时,其位置按正负弯矩相等的原则计算确定。当吊点多于3个时,其位置按反力相等的原则计算确定。长20~30m的桩,一般采用3个吊点；预制桩的起吊应当按照吊索设计中的吊点位置进行吊运，如果没有配备吊环，而设计方案中也没有进行明确的规定，应当确保吊点位置与起吊弯矩之间的最小值，起吊过程中，为了避免预制桩的棱角发生破坏，钢丝绳与桩之间应当设置衬垫。

1.3预制桩的运输

   在通常情况下，待钢筋混凝土预制桩的强度达到设计要求的强度的100%时，方可运输，这样才能保证成桩的质量，如果为了赶超施工进度需要提前运输，必须采取措施并经过验算合格后才能进行。

2. 建筑钢筋混凝土预制桩施工技术

2.1打桩设备的选择

建筑钢筋混凝土预制桩的主要设备为打桩机和其他的一些辅助设备。打桩机主要由桩锤、桩架和动力装置三个部分组成。其中，桩锤通过对桩基础施加压力，将桩基础打入土中，从动力源和使用方法上来看，桩锤主要由落锤、单双动气锤以及柴油锤等的多种类型，桩架可以起到吊桩、引导打桩方向的重要作用，这就需要桩架要具备良好的稳定性，锤击一定要精准，以此提升预制桩整体的施工效果。桩架由立柱、斜撑、地盘等构成，可以进行360度的旋转，但是其体积大，拆卸很不方便[1]。

2.2打桩顺序控制

打桩会不可避免地挤压土体，使得预制桩在水平和垂直力的双重作用下产生位移或浮桩，进而无法满足施工组织设计要求。所以，对于群桩的打入，一定保证打桩的质量，并将周边建筑物体承受的土体挤压控制在一定的范围之内。在具体的打桩过程中，除了要综合考虑桩的密集程度、规格和长短之外，还应严格控制打桩顺序。同时，打桩还会挤压土壤，当桩的中心距≥4倍桩径时，打桩的顺序尚不会与土壤的挤压产生任何关系，相反当中心距≤4倍时，就会出现明显的土壤挤压不均匀的状态。所以，对于密集桩的打桩应当先从中心再向周围进行打桩；对于施工区域内的地下管线，应从反向方向进行施打，避免对管线造成破坏；对于桩的规格、埋深或者长度存在的差距，应当先施打大的桩、深的桩和长的桩，再施打小的桩、浅的桩和短的桩。在具体的施工过程中，除了严格控制打桩顺序，还要为下一步的桩架移动提供便利条件。

2.3吊桩就位

吊桩应当按照事先设置的打桩顺序进行，先将桩架移动至施工组织设计要求的桩位地点，使用缆绳进行固定，再将桩运送至桩架下档，使用桩架上的滑轮将桩提直，将桩对准桩位中心，缓慢放入土中，确保桩插入土体的垂直度控制在0.5%之内；待桩就位之后，再将桩帽放置在桩顶上，使用桩锤轻压桩帽，在这一过程中，一定要保证桩锤、桩帽和桩身的中心线在一条垂直线上，待桩在自重压力下进入土体一定的深度且稳定后，仔细检查平面位置与垂直度是否符合施工组织设计要求，检查完成后，即可进行打桩。

2.4打桩

   打桩开始之前，应当先采用小落距（0.5～0.8m）轻击桩顶，待桩进入土体1～2m之后，确定桩身和桩尖没有偏差之后，再均匀加大落距，直至将桩打入设计要求深度的土体中。目前，打桩的方法主要有两种，既重锤低击、轻锤高击。由于轻锤高击的冲击力和回填力都很大，容易造成桩头损坏，所以不宜采用。而重锤低击动量大、冲击力小，且不容易对桩头造成损坏，特别是对于比较密实的土层也很容易穿过，所以深受业内人士喜爱。

2.5接桩

接桩时，在确定上下节桩之间是否垂直无误后，焊接四角点，并由两名施工人员同时焊接，避免出现不均匀的焊接变形，焊接过程中还应当保证焊缝的连续饱满，如果上下桩之间存在空隙，应当使用铁片填实并焊牢，桩中心线的偏差应严格控制杂10mm之内，节点弯曲矢高应控制在桩长的1‰；接桩时，应当上下桩对直，使用事先融化的硫磺胶泥填满桩头平面，后再放入接桩[2]。

2.6打桩的测量与记录

由于打桩施工比较隐蔽，要想切实保证打桩的质量，就应当合理分析打桩时出现的质量事故，为后续的施工提供更加可靠的数据信息。如果打桩的深度与设计标高不相上下时，没打桩10次，就需要进行一次的贯入度测量，一旦发现实际的贯入度与计划的贯入度不一致时，应当立即停止打桩。建筑钢筋混凝土预制桩施工流程如图1所示。

图1建筑钢筋混凝土预制桩施工流程

3. 建筑钢筋混凝土预制桩施工常见问题及对策

3.1施工常见问题

3.1.1桩头破碎

   建筑钢筋混凝土预制桩施工过程中，桩头的破损率概率很高，大约占整个桩基础施工的95%。当桩被锤击破坏时，将导致较大的经济损失并延误工期。桩头破坏部位大部分出现在混凝土弹性垫的下方，首先是一个棱角先破坏，然后扩展到两面或三面。预制钢筋混凝土是一种常用于地基加固处理的建筑材料，其具有制作方便、拼接容易且不受地下水影响等的特点，进而在建筑物体中得到了迅速的推广和应用。但是，如果桩头混凝土的强度不足，柱头钢筋设置不合理、锤击偏心，桩垫厚度不足或者施工组织设计方案不合理，就容易导致桩头受损究其原因主要有以下几个方面：（1）混凝土强度不足以承受锤击引起的应力，桩垫硬度不够，造成直接传力，而且锤击次数超过2000次，使混凝土产生疲劳；（2）桩帽过于紧固，锤击后使桩帽转动产生扭矩；（3）桩身不平整，桩头的钢筋不均匀，导致锤击时偏心。

3.1.2桩体破坏

在桩基础施工过程中，有时在接桩后仅仅打几下锤击就会导致断裂。这可能是因为接桩后，桩与桩之间的空隙没有完全垫平，从而导致了锤击偏心。桩入土时如果不垂直，而是倾斜入土，就会产生偏心。当重锤高度击打时，会产生暴沉现象，这可能导致桩突然断裂。在预制空心管桩施工时，如果桩架移动，就会导致桩头受到偏心压力而发生破坏。桩垫未设置气孔，导致管桩腔体内气压过大，使桩体出现纵向裂缝；未对机械设备进行充分的保养和维护；桩体混凝土强度不足，未经过合法检验确认其是否符合设计标准，导致在打桩时桩体发生破坏；在软弱土层中打桩时，距离桩顶1/3位置容易发生破坏；在软弱土层下方出现硬土层，导致桩体出现斜裂缝。

3.1.3桩位偏斜

一般情况下，长桩容易发生倾斜，桩顶位移的主要原因是桩头定位不准确和桩身倾斜。桩基在施工过程中，如果桩位测量和放线工作存在失误，放线定位有误差，以及插桩时垂直度不够，都会导致桩顶位移的产生。施工中，若在桩起吊后未将桩位对准主沉桩，也会导致桩顶产生位移。另外，如果桩架本身不直，打桩时桩会倾斜，桩基施工结束后也会导致桩顶产生位移。在施工过程中，如果出现桩头破损、桩锤偏打、桩倾斜入土、桩身强度不足以及接桩部位质量不合格等情况，也会导致桩顶产生位移现象。更普遍的现象是：在打桩过程中，当施工较密集的群桩被打入土体时，土体中的水压力会将相邻的桩推向一侧，导致桩的位置发生偏移。在软弱的土层中，桩周围的土体尚未固结，桩处于悬浮状态。当进行机械挖土作业时，可能会因为碰撞或其他因素产生水平力，导致桩的位置偏斜。另外，在深坑开挖过程中，如果边坡发生塌方，钢板会倾倒压迫桩身，也可能导致桩的位置发生偏移。在连续打桩的过程中，如果一侧的土层被挤压密实，而另一侧的土层保持原状，通常会导致桩的位置向原土侧倾斜。此外，如果桩身表面粗糙度存在差异，往往会导致桩的位置偏向光滑的一侧。

3.2施工对策

3.2.1桩头破碎技术措施

在混凝土强度得到保证的情况下，若桩头发生破碎，可采用加钢帽的方法进行加固处理。具体做法是：将破碎的桩头凿平。修理桩的表面，确保加固范围平整。然后，将钢帽焊接到桩头上，并浇注一层硫磺胶泥。之所以要浇一层硫磺胶泥，是因为桩头的弹性垫消失，需要用硫磺胶泥来代替。该技术的操作简单，关键在于确保封头钢板的平直，并使其与硫磺胶泥形成一个整体，否则容易导致锤击偏心。钢套和角钢与混凝土应紧密结合，以防止混凝土在受到锤击时产生横向膨胀，从而提高混凝土的强度和抗击打性能。桩头破损的影响因素众多，需要对具体情况进行分析并加以解决：（1）桩头破损时，横向钢筋往往无法充分发挥作用，可能存在以下情况：保护层首先剥落，主筋在受到冲击振动后向外膨胀，导致桩头迅速破坏。因此，应采取以下措施：加密箍筋，增加钢筋网片；确保主筋端部与桩顶保持适当距离，并且不与预埋件及横向钢筋焊接；确保混凝土振动密实。（2） 采取蒸汽养护时，要求出池后放置30天后才能使用， 这样才能保证混凝土强度达到设计标号[3]。

3.2.2桩身

断裂技术措施

    当桩身倾斜度不大时，处理方法是从断裂处凿开，将上下加桩套，并进行焊接头处理。由于断桩或桩头破碎影响桩的长度，所以在送桩时可多送一段。然后在桩套上焊接钢筋、支模板，再打混凝土，便可达到原桩长度。原位处理的断桩不会降低桩的承载能力。如果过多补桩，不仅不能增加承载力，而且有可能适得其反。

3.2.3桩位偏移处理

桩位偏斜一般在土方开挖完成后发生。如果确实存在偏位较大的桩，采取补桩将会很困难。在发生这种情况后，首先要确认偏位较大的桩是否断裂。如果该桩已经断裂而无法承受荷载，必须采取补救措施。具体的断裂处理方案如下：

（1）如果单排桩条基桩头处于软弱的淤泥质土壤内，且桩偏在20cm～30cm以内，可以使用千斤顶来水平移动桩头，将其移动到允许的偏差范围内，然后进行固结处理。如偏差超过 50cm， 要另外补桩， 以补钢管桩为好。

（2）桩头处理时，在可塑或硬塑粘土中施工时，不宜使用千斤顶进行水平移位。如果桩位偏差在20cm～30cm以内（允许偏差10cm），可以适当加一部分锚检，并将其插入承台内，使桩、土和承台共同工作，双排条基桩位偏差在20cm～30cm以内时，只需在桩头加钢筋小梁进行内部传力处理。

（3）如果超出承台范围，可局部加大承台。群桩的桩位偏差大部分都在允许范围内，由于群桩合力作用点和原设计合力作用点相差不大，一般不需要处理。桩顶位移和桩倾斜的处理措施以及桩顶位移在规范中有严格规定，一般为0.5～1倍桩的直径或边长。

桩顶位移在桩的施工过程中是不可避免的。然而，我们可以采取一些措施来减小位移值。例如，在打桩和挖土过程中使用对称施工法，尽量缩小基坑的暴露面积并缩短暴露时间，挖出的土要及时运走，不得堆放在坡顶边缘。通过这些措施，可以将桩顶位移值减少至最小，至于桩的垂直偏差，我们应将其控制在10%以内。如果超出规定范围，该桩的施工质量将被视为不合格。

4.结语

综上所述，经深入分析，我们发现钢筋混凝土预制桩对周边影响较小，施工简便，并具有较高的承载能力。在实际工程操作中，通过采用钢筋混凝土预制桩的施工技术，可以有效保证基础工程的稳定性和整个建筑工程的质量。因此，这种技术已被广泛应用于施工单位。

参考文献

[1]宋伟.房屋建筑钢筋混凝土结构预制桩施工技术要点探讨[J].建材与装饰,2020(20):114-115.

[2]付中州,贾路远.房屋建筑钢筋混凝土结构预制桩施工技术要点分析[J].建材发展导向（上）,2019(10):12-13.

[3]郭荣华.浅谈建筑物混凝土预制桩施工技术与质量控制要点探究[J].江西建材,2017(6):75-79.