桩基础在建筑施工中技术与质量控制问题

吴新兵

摘 要：桩基础工程的质量是工程施工中的重中之重，它直接影响到整个建筑物工程质量好坏。本文主要从桩基础的施工过程中各阶段的施工技术以及其施工技术要点进行具体阐释并针对这些质量问题提出相应的处理措施，为其今后的质量提高提供理论参考。

关键词：桩基础；施工技术；质量控制

中图分类号：O213.1文献标识码：A 文章编号：

桩基是一种古老的基础型式。桩工技术经历了几千年的发展过程。现在，无论是桩基材料和桩类型，或者是桩工机械和施工方法都有了巨大的发展，已经形成了现代化基础工程体系在某些情况下，采用桩基可以大量减少施工现场工作量和材料的消耗。众所周知，桩基础上部荷载传递给桩侧和桩底端以下的土(或岩)层，采用挖、钻孔等非挤土方法而成的桩，在孔过程中将土排除孔外，桩孔周围土的性质并无改善。桩支承于坚硬的（基岩 密实的卵砾石层）或较硬的（硬塑粘性土 中密砂等）持力层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载足以承担高层建筑的全部竖向荷载（包括偏心荷载）。 桩基具有很大的竖向单桩刚度（端承桩或群刚度（摩擦桩），在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。凭借巨大的单桩侧向刚度（大直径桩）或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑的抗倾覆定性桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。“基础不牢，地动山摇，”桩基础对于现代的高建筑 桥梁以及高架桥的修建都是非常重要的，因此对于桩基础的施工技术需有关部门给与高度重视。

1 桩基础施工准备

桩基础的施工过程具体可分为施工前准备阶段和沉桩阶段。

1.1桩基础施工前阶段

1）在施工前，对桩基施工的现场进行全面踏勘，以便为编制施工方案提供必要的资料，也为机械选择、成桩工艺的确定及成桩质量控制提供依据。施工现场及周边环境的踏勘现场踏勘调查的主要内容包括：查明施工现场的地形、地貌、气候及其它自然条件；查阅地质勘察报告，了解施工现场成桩深度范围内土层的分布情况、形成年代以及各层土的物理力学性能指标；了解邻近建筑物的位置、距离、结构性质、现状以及目前使用情况；了解沉区域附近地下管线（煤气管 上水管 下水管 电缆线等）的分布及距离、埋置深度、使用年限、管径大小、结构情况等，了解施工现场区域内人为和自然地质现象，地震溶岩、矿岩、古塘、暗滨以及地下构筑物、障碍物等。

2）机械设备准备。施工前应根据设计的桩型及土层状况，选择好相应的机械设备，并进行工艺试桩。比如螺旋钻机适用于水位以上粘性土、粉土、沙土、膨胀土等，适用的径大约为300~2000mm，而震动沉管钻机则适用于淤泥、一般粘土、松散砂土、素填土等，适用直径约为 400~500mm 选好合适的机型才能正确的施工。

3）现场准备 要使场地平整，高层建筑物的桩基通常为密布的群桩。另外，在桩机进场前，必须对整个作业区进行平整，以保证桩机的垂直度，便于其稳定行走施工现场首先应清除现场障碍物，成桩前应清除现场妨碍施工的高空和地下障碍物，如施工区域内的电杆、跨越施工区的电线、旧建筑的基础或其他地下构筑物等，这对保证顺利成桩是十分重要的。

4）技术准备 桩基础施工前应：编制施工方案，明确成桩机械、成桩方法、施工顺序、邻近建筑物或地下管线的保护措施等；计划施工进度，根据工程总进度计划确定桩基施工（含进度计划，劳动力需求计划及材料、设备需求计划）；制定质量保证、安全技术及文明施工等措施；进行工艺试桩，确定合理的施工工艺，确定工艺参数。

1.2 沉桩阶段

1）灌注桩成桩

灌注桩成孔方法主要有泥浆护壁成孔沉管成孔及干作业成孔等几种。在成孔后放置钢筋笼、浇筑混凝土，形成灌注桩。

2） 预制混凝土桩与钢桩的沉桩

预制混凝土桩的形式有方桩及管桩两类，钢桩则有H型钢桩及钢管桩两类，它们的沉桩方法主要有锤击打入法、力压桩法及水冲沉桩法，有时也采用振动沉桩方法。

2 桩基施工常见质量问题及原因

2.1 单桩承载力低于设计要求的常见原因有：①桩沉入深度不足；②桩端未进入设计规定的持力层，但桩深已达设计值；③最终贯入度过大；④其他，诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降；⑤勘察报告所提供的地层剖面、地基承载力等有关数据与实际情况不符。

2.2 桩倾斜过大的常见原因

①预制桩质量差，其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形，最易造成桩倾斜；②桩机安装不正，桩架与地面不垂直；③桩锤、桩帽桩身的中心线不重合，产生锤击偏心；④桩端遇石子或坚硬的障碍物；⑤桩距过小，打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应；⑥基坑土方开挖不当。

2.3 出现断桩的常见原因

除了桩倾斜过大可能产生桩断裂外，其他原凶还有三种：①桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当；②沉桩过程中，桩身弯曲过大而断裂如桩制作质量造成的弯曲，或桩细长又遇到较硬土层时，锤击产生的弯曲等；③锤击次数过多。如有的设计要求的桩锤击过重，设计贯入度过小，以致于施工时，锤击过度而导致桩断裂。

3.桩基施工的质量问题分析

3.1预制桩的施工质量问题分析

预制桩是在施工前已预制成型，再用各种机械设备把它沉入地基至设计标高的桩 预制桩的材料可以用钢筋混凝土、钢材和木材、其中钢筋混凝土预制桩可分为工厂预制和现场就地预制两种。在施工中利用机械动力把预制桩送至设计所指定的地基持力层，预制桩可采用锤击贯入法或静力压入法。由于桩身质量稳定，可见性好，强度高，单桩承载力大，且在工厂大批制作，生产成本低，施工现场整洁，同时不需降水，施工速度快，工期短，对于静压法施工时，还有无噪音，震动小等优点，这种预制桩型在建筑市场上应用比较广泛。预应力薄壁管桩是近几年发展起来的一种桩基形式，与灌注桩、预制方桩、钢管桩比较具有较大的实用性。预制桩的施工主要有桩制作、桩运输、桩安装等工序。

由于预制桩需靠外力强制入土，在桩的施工过程中，桩周和桩端土受到挤密作用，在饱和软粘土中施工时，土结构受到破坏，并出现较高的超孔隙水压力，桩的承载力存在着显著的时间效应，同时在桩距较小，桩数较多时，会出现土体大量隆起和侧移，使已施工的桩上抬桩端脱离持力层，大大降低单桩承载力。打入式预制桩在打桩过程中受锤击作用，桩身内产生锤击应力。从桩底反射的拉应力波将使桩身产生拉应力，这种拉应力有时会大大超过桩身砼的抗裂强度，使桩身拉裂或拉断。同时，锤击时冲击疲劳也是一个不容忽视的问题，每锤击一次，桩身就受到压应力与拉应力的交替作用，这将使混凝土内砂浆与粗骨料粘结面上原已存在的微裂缝逐渐扩展，强度随之降低，地下水的侵入还会使钢筋产生锈蚀作用。此外，预制桩在裁桩过程中常用大锤横向击打桩顶，致使桩身断裂的现象屡见不鲜，而且横向击打桩顶的结果，还使桩身上部与周围土层脱空，大大减小了桩的横向承载能力，这是预制桩常见的质量通病之一。

3.2灌注桩的施工质量问题

灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成。根据成孔工艺的不同，可分为干作业成孔灌注桩、泥浆护壁成孔灌注桩、套管成孔灌注桩、爆扩成孔灌注桩和挖孔灌注桩。灌注桩的施工主要有成孔、制作与安装灌浆管、清孔、混凝土浇筑等工序。

不同的地区有不同的地质，地质情况往往千变万化，工程施工中往往由于地质勘探不够 造成工程延误，工程浪费，甚至出现严重的工程事故。所以，要控制好钻孔灌注桩的质量，首先要有真实详细的地质资料。在某些地方桩基设计时地质钻探有必要一桩一孔，甚至一桩两孔。但有些工程为了节省钻探费用或赶工期等原因，对地质勘探的不够详细，结果适得其反，桩的质量也得不到保证。灌注桩尤其是沉管灌注桩，在成桩过程中会产生较高的超孔隙水压力，对周围土体的振动和挤压力影响大，常常会发生断桩、缩颈、夹泥、空心、混凝土离析以及吊脚等质量问题，它与地质条件、施工工艺、施工程序等密切相关，如由于拔管速度过快，土的回缩加大，常导致缩颈、吊脚、空心等现象；当桩距过小，桩数多，土上涌量大，混凝土未初凝常被拉成缩颈、断桩和空心；沉桩时引起高孔压，形成动水压力，水涌入桩体带走水泥浆而使砼离析。因此施工中应严格控制拔管速度，保持管内砼的足够高度，施

工过程的质量控制是提高灌注桩施工质量的关键，因此应进行认真的现场施工管理，同时还应提高施工人员的技术素质。

4 结论

我国桩基础施工技术相对于美日等发达国家相比还存在着一定的差距，主客观方面都存在着诸多差距，因此应加强对于桩基础施工技术的主观和客观两方面的改进，做好施工前期的准备工作，以及在具体施工时加强监管，防止不应有的偏差和失误产生，以提升桩基础施工管理水平。桩基施工质量关系到整个建筑物的工程质量，在桩基施工过程中，遇到各种情况，应及时通过业主、监理与设计部门联系，按设计部门的设计修改通知或会议纪要进行施工。