对桩基工程施工方法的探讨

田红霞 武海滨 葛 滨

摘要：桩基础施工在工业与民用建筑中占着重中之中的地位，没有过硬、稳定、高质量的基础工程，再豪华的建筑也摆脱不了坍塌的命运。本文结合笔者多年的工程实践，参考国家最新施工规范，对桩基施工中打(沉)桩机械设备的选用和施工方法进行了探讨，谨供同行参考。

关键词：桩基工程打桩设备选用标准

1打(沉)桩机械的种类

目前，常用打(沉)桩机械设备主要有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油桩锤、振动桩锤、射水沉桩和静压力桩七种。这几种打(沉)机械的适用范围和优劣比较如下：

1.1落锤

1.1.1所谓落锤，就是指用人力或卷扬机拉起桩锤，然后自由下落，利用锤重夯击桩顶使桩入土。这种桩锤主要适用于打木桩及细长尺寸的混凝土桩，在一般土层及粘土、含有砾石的土层均可使用。

1.1.2落锤的构造简单，使用方便，冲击力大，能随意调整落距，但锤击速度慢(每分钟约6—20次)，效率低。

1.2单动汽锤

1.2.1指利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举及下冲，增加夯击能量。这种机械适用打各种桩，最适用的是套管法打就地灌注混凝土桩。

1.2.2特点：结构简单，落距小，对设备和桩头不易损坏，打桩速度及冲击力较落锤大，效率高。

1.3双动汽锤

1.3.1利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举，然后自由下落冲击桩顶。此种汽锤适用于打种各种桩，可用于打斜桩。使用压缩空气时，可用于水下打桩：也可用于拔桩、吊锤打桩。

1.3.2特点：冲击次数较多，冲击力大，工作效率高，但设备笨重，移动较困难。

1.4柴油桩锤

1.4.1利用燃油爆炸，推动活塞，引起锤头跳动夯击桩顶。这种锤最适用于打钢板桩、木桩，在软弱地基打20米以下的混凝土桩。

1.4.2特点：附有桩架、动力等设备，不需要外部能源，机架轻，移动便利，打桩快，燃料消耗少；但桩架高度低，遇硬土或软土不宜使用。

1.5振动桩锤

1.5.1指利用偏心轮引起激振，通过刚性联结的桩帽传到桩上。这种锤设备适用打钢板桩、钢管桩、长度在15米以内的打入式灌注桩：适用于粉质粘土、松散砂土、砾石和密实的粘性土地基。

1.5.2特点：沉桩速度快，适用性强，施工操作简易安全，能打种种桩并能帮助卷扬机拔桩；但不适用打斜桩。

1.6射水沉桩

1.6.1指利用水压力冲刷桩尖处土层，再配以锤击沉桩。这种锤常与锤击法联合使用，适用于大截面积混凝土和空心管桩。可用于多种土层，而以砂土、砂砾土或其他坚硬的土层最适宜。不能用于粗卵石、极坚硬的粘土层或厚度超过半米的泥炭层。

1.6.2特点：可适用于坚硬土层，打桩效率高，桩不易损坏；但设备较多，当附近有建筑物时，水流易使建筑物沉陷；不能用于打斜桩。

1.7静压力桩

1.7.1系采用液压桩或利用桩架自重及附属设备的重量，通过卷扬机的牵引传至桩顶，将桩逐节压入土中。此种桩适用于软土地基及打桩振动影响邻近建筑物或设备的情况；可压截面60cm×60cm以睛的钢筋混凝土和直径60cm以下的空心管桩。

1.7.2特点：压桩无振动，对周围无干扰，不需打桩设备；桩配筋简单，短桩可接，便于运输，节约钢材：但不能适应多种土的情况，如用桩架压桩，需要搭架设备，自重大，运输安装不便。

2打(沉)桩方法的选用范围和标准

2.1锺击法打桩适用于软塑或可塑的粘性土层中沉桩。打桩锤可分落锤、蒸汽锤、柴油锤几中，主要设备包括桩锤、桩架、动力设备等。

2.1.1落锤打桩：用钢或木制桩架，高一般为6～15米，用0.5～2.0t的铸铁锤，用卷扬机提升，落锤高度1米以内。

2.1.2单动式锤打桩时，锤直接放在桩顶，由导柱固定位置，重锤连接在筒内活塞杆上，在筒内滑行，每分钟锤击40～70次，锺重在3~15t之间，落距1m以内。

2.1.3双动式汽锤的举起和下落都借助蒸汽压力，冲击力加大，每分钟达100～135次，锺重为5～7ta

2.1.4柴油锤打桩，有导杆式和筒式两种，多用后者，其技术性能不再详说。打桩机带有桩锺、桩架、卷扬机等全部设备，当遇砂土、砂砾石或其他坚硬土层，锤击法打不穿时，常辅以射水法。

2.2振动法沉桩适用于沉、拔钢板桩及钢管桩，在砂土中效率最高，在粘性土中较差，需较大功率的振动器。主要设备为一个大功率的振动器及附属加压装置和起吊机械设备、混凝土上料斗等。常用振动沉桩机主要性能需多工程施工规范中均可查到。施工方法：沉桩时，使桩头套入振动器(箱)连同的桩帽或液压夹桩器内夹紧，开动振动箱，使桩在振动和自重下沉入土中。如遇硬土下沉过慢，可加压下沉或将桩略提高0.6～1.0m，然后重新快速下冲。沉桩机需要激振力根据土的性质、含水性及桩种类、构造而定，约为100～400kN。

2.3射水法(水冲法)沉桩适用于淤泥、淤泥质土、软及中等密实粘土、粉质粘土、粉土、松散的砂、水饱和砂、密实砂、混有砾石的砂，特别适用于与锤击法振动法配合使用。不能用于粗卵石、极坚硬的粘土层或厚度较大的泥炭层。

施工方法：

2.3.1将射水管对称附在桩两侧，用压水流将桩类附近的土冲开，以减少阻力，使桩借自重或辅助锤击(松动)沉入土中。射水管内径38～63mm，最大100mm，每节长4.5～6.0米，用螺栓缩接，空心桩射水管设在中间。射水喷嘴出口内径约12.7～38mm，最大75mm，侧孔与管壁成30～45°射水管上端用中100mm软管连于水泵上，管子用滑车组吊起使之能顺桩身上下自由升降，水冲法所需射水管数目直径、水压及消耗水量等可参考相关施工工程规范。

2.3.2水冲沉桩可采取先冲孔后插桩，或一面射水一面锤击或振动，或射水、锤击交替进行等方式。射水管应处于桩尖下0.3～0.4m，水冲压力一般为0.5MPa，桩尖沉至最后1～1.5m应停止射水，拔出射水管用锤击或震动打至设计标高。

2.4插(钻、打)桩法沉桩适用于软土地基打入大量密集预制桩：对附近30～40米范围内会造成土体大量隆起和水平位移，危害邻近的地下管道、地面交通和建筑物的安全情况下使用；对坚硬土层难以打入时，也可采用。

2.4.1主要设备：采用三点支撑式柴油打桩机，应具有可水平旋转的互相垂直的双向龙门导轨，在一侧配挂筒式柴油桩锤，另一侧配挂长、螺杆螺旋转钻机，使其在钻孔后不用移动桩机，即可迅速插桩施打。

2.4.2施工方法：沉桩时，桩机就位后，先将钻机转至桩架正前方对准桩位，开动桩机徐徐钻进，同时经由出土斗排土外运。钻时要保持钻杆不停地旋转，以防卡钻。钻至预定标高后，即可清孔提钻，然后再将打桩机水平旋转，使桩机导轨定位，吊桩插于孔中施打。一般钻孔深为8～10米，其余长度用打桩机打入，钻孔后应在半小时插桩施打，避免塌孔。

2.5静力压桩法沉桩适用于软土、淤泥质土，沉设截面积小于60cm×60cm以下的钢筋混土桩或空心桩；或打桩振动会影响邻近建筑物正常使用或设备安全的情况下使用。

2.5.1静力压桩法沉桩设备有机械式和液压式两种。其中机械式静力压桩机体积庞大，比较笨重，操作较复杂，压桩速度较慢工效低，运输、安装、移动不便。液压式静力压力桩机用液压操纵，自动化程度高.结构紧凑，行走方便、施压部位在桩的侧面，送桩定位方便、迅速，压桩效率高，劳动强度低，移动方便、迅速，是一种新型的静压桩方式，已逐步取代机械式静力压桩。下面就介绍一下液压式。

2.5.2施工方法：液压式系采用液压式静力压桩机进行，该机由压拔机械、行走机构及起吊机构三部分组成；压拔机构是压桩机的主体，当桩被送入该机构后便被夹紧并压入(或拔出)土中：行走机构可自行移动，进行纵、横向运动，并能小角度旋转，以适应自找桩位和纤偏的需要；起吊机构可作360°回转吊装、送桩。静压力桩机的静压力900～6500kN。

3结束语

工业与民用建筑基桩施工是一项十分复杂的工程体系，对施工质量和安全的要求十分严格，关于桩基施工技术的内容除了上述的最基础的技术指标外，还有更具体的诸如钢筋混凝土预制桩打桩的施工技术、混凝土及钢筋混凝土灌注桩、钻孔压浆成孔桩等施工方法值得施工人员们进行探讨和总结。由于桩基础施工面对的对象千变万化，施工技术的日新月异，很难用较短的篇幅加以全面概括，希望同行们能在具体工程施工中有所创新。