预制桩沉桩施工工艺分析

李文杰

摘 要：文章阐述了预制桩沉桩施工的基本理论、施工要求以及施工工艺。

关键词：预制桩；沉桩施工；工艺

中图分类号：TU473.1+3文献标识码： A 文章编号：

一、序言

桩基础是由若干个沉入土中的单桩组成的一种深基础。在各个单桩的顶部再用承台或梁联系起来，以承受上部建筑物或构筑物的重量。桩基础的作用就是将上部建筑物或构筑物的重量传到地基深处承载力较大的土层中去，或将软弱土挤密实以提高地基土的密实度及承载力。桩基础有承载力高、沉降量小且均匀、沉降速度慢、施工速度快等特点。

按桩的施工方法的不同，可分预制桩和灌注桩两种。按成桩时挤土状况的不同，可分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。沉管法、爆扩法施工的灌注桩、打人(或静压)的实心混凝土预制桩、闭口钢管桩或混凝土管桩属于挤土桩；冲击成孔法、钻孔压注法施工的灌注桩、预钻孔打人式预制桩、混凝土(预应力混凝土)管桩、H型钢桩、敞口钢管桩等属于部分挤土桩；干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法施工的灌注桩属属挤土桩。

桩型与工艺选择应根据工程结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层土类、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等，选择经济合理、安全适用的桩型和成桩工艺。

二、预制桩施工

预制桩主要有混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢管或型钢的钢桩等，预制桩能承受较大的荷载、坚固耐久、施工速度快。

钢筋混凝土预制桩有管桩和实心桩两种，可制作成各种需要的断面及长度，承载能力较大，桩的制作及沉桩工艺简单，不受地下水位高低的影响，是目前工程上应用最广的一种桩。管桩为空心桩，由预制厂用离心法生产，管桩截面有外径为400～500mm等几种。较短的实心桩一般在预制厂制作，较长的实心桩大多在现场预制。为了便于制作，实心桩大多做成方形截面，截面尺寸从200mm×200mm --550m×550mm几种。现场预制桩的单根桩长取决于桩架高度，一般不超过27m，必要时可达30m。但一般情况下，为便于桩的制作、起吊、运输等，如桩长超过30m，应将桩分段预制，在打桩过程中再接长。预制钢筋混凝土桩所用混凝土强度等级不宜低于C30，主筋根据桩断面大小及吊装验算确定，直径12～25mm，一般配4～8根；箍筋直径6~8mm，间距不大于200mm，在桩顶和桩尖应加强配筋。

钢桩包括钢管桩、H型钢桩及其他异型钢桩，一般均由钢厂生产。钢管桩直径有~400~1000，钢管壁厚为9～18mm；H型钢则有200×200~400×400，其翼缘和腹板厚度为12~25mm。钢桩的分段长度一般不宜超过12～15m。钢管桩常采用两种形式：带加强箍或不带加强箍的敞口形式以及平底或锥底的闭口形式。H型钢桩则可采用带端板和不带端板的形式，不带端板的桩端可做成锥底或平底。

预制桩施工包括：制作、起吊、运输、堆放、打桩、接桩、截桩等过程。

三、预制桩施工准备

1、清除障碍物、做好三通一平

打桩前应认真清除现场高空、地上和地下的障碍物，危房或危险构筑物的加固。打桩前一般应对现场J~(10m以内)的建筑物或构筑物作全面检查，避免因打桩中的振动影响而导致倒塌。桩机进场及移动范围内的场地应平整压实，使地面承载力满足施工要求，并保证桩架的垂直度。施工场地及周围应保持排水通畅。妥善布置水、电线路，接通水、电源等。

2、打桩试验

目的是检验打桩设备及工艺是否符合要求。了解桩的贯人深度、持力层强度及桩的承载力，以确定打桩方案。

3、定桩位和确定打桩顺序

在打桩前应根据设计图纸中的桩基平面图，确定桩基轴线，并将桩的准确位置测设到地面上，桩基轴线位置偏差不得超过20 mm，单排桩的轴线位置至得超过10mm。当桩不密时可用小木桩定位；如桩位较密，设置龙门板定桩位，比较容易检查和校正。

在桩基中，往往有几根桩到数十根桩，为了使桩能顺利地达到设计标高，保证质量和进度，减少因桩打人先后对邻桩造成的挤压和变位，防止周围建筑物破坏，打桩前应根据桩的规格、入土深度、桩的密集程度和桩架在场地内的移动方便来拟定打桩顺序。

当基坑不大时，打桩应逐排打设或从中间开始分头向周边或两边打设。当基坑较大时，应将基坑分为数段，然后在各段范围内分别打设。打桩应避免自外向里，或从周边向中间打，以免中间土体被挤密、桩难打入，或虽勉强打入而使邻桩侧移或上冒。对基础标高不一的桩，宜先打深桩后打浅桩，对不同规格的桩，宜先大后小，先长后短，以使土层挤密均匀，防止位移或偏斜。在粉质黏土及黏土地区，应避免朝一个方向打而导致士向一边挤压，使桩入土深度不一。当桩距大于或等于4倍桩径时，则与打桩顺序无关。

4、抄平放线、设标尺和水准点

为了抄平和控制桩顶水平标高，打桩现场或附近需设置水准点，其设置位置应不受打桩影响，数量不少于两个。为便于控制桩的入土深度，打桩前应在桩的侧面画上标尺或在桩架上设置标尺，以观测和控制桩身的入土深度。

5、其他工作

打桩前应提前准备垫木、桩帽等材料机具等；还应做好测量和记录等技术准备工作；根据需要做好接桩、送桩、截桩的准备工作；应准备好足够的填料及运输设备等。

四、预制桩沉桩施工工艺

1、锤击法施工

锤击沉桩也称打人桩，是靠打桩机的桩锤下落到桩顶产生的冲击能而将桩沉入土中的一种沉桩方法，是预制钢筋混凝土桩最常用的沉桩方法。

打桩阳的机具主要包括桩锤、桩架及动力装置三部分。

2、静力压桩施工

静力压桩是利用压桩机桩架自重和配重的静压力将预制桩压人土中的沉桩方法。它适用于软土、淤泥质土、桩截面小于400mm×400mm以下，桩长30～35m左右的钢筋混凝土桩或空心桩。这种方法施工虽然存在挤土效应，但具有无噪声、无振动、无冲击力、施工应力小等特点，可以减少打桩振动对地基和邻近建筑物的影响，桩顶不易损坏，不易产生偏心沉桩，节约制桩材料和降低工程成本。且能在沉桩施工中测定沉桩阻力，为设计、施工提供参数，并预估和验证桩的承载能力。当存在厚度大于2m的中密以上砂夹层时，不宜采用静力压桩。

3、振动沉桩施工

振动沉桩即采用振动锤进行沉桩的施工方法。振动锤又称激振器，安装在桩头，用夹桩器将桩与振动箱固定。

振动沉桩操作简便，沉桩效率高，不需辅助设备，管理方便，施工适应性强，沉桩时桩的横向位移小和桩的变形小，不易损坏桩材，通常可应用于粉质黏土、松散砂土、黄土和软土中的钢筋混凝土桩、钢桩、钢管桩在陆上、水上、平台上的直桩施工及拔桩施工；在砂土中效率最高，一般不适用于密实的砾石和密实的黏性土地基打桩，不适于打斜桩。

振动沉桩施工与锤击沉桩施工基本相同，除以振动锤代替冲击锤外，可参照锤击沉桩法施工。施工设备进场，安装调试并就位后，可吊桩插入桩位土中，然后将桩头套人振动锤桩帽中或被液压夹桩器夹紧，便可启动振动锤进行沉桩直到设计标高。沉桩宜连续进行，以防止停歇过久而难以沉入。振动沉桩过程中，如发现下沉速度突然减小，可能是遇上硬土层，应停止下沉而将桩略提升0.6～1.0m后重新快速振动冲下，可较易打穿硬土层而顺利下沉。沉桩时如发现有中密以上的细砂、粉砂等夹层，且其厚度在1m以上时，可能使沉人时间过长或难以穿透，应会同有关部门共同研究采取措施。

参考文献： [1]陶聿君.对深基坑工程支护技术的论述[J].四川建材，2006(4):148～149.