浅析预制钢筋混凝土桩施工技术

□ 龙钤煜

预制钢筋混凝土桩常用于地基加固处理。它制作方便，拼接容易，打桩前可对混凝土质量进行检查，不受地下水条件影响，因而，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、静压桩法等多种方法。锤击法是基本方法。其中，在预制桩锤击法施工中常会遇到以下问题：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。

一、预制钢筋混凝土桩施工易出现的问题

（一）桩头破碎

桩头的破损率相对较高，约占桩基础施工的95%。当桩被锤击破坏时，就造成较大经济损失，延误工期。桩头破坏部位大部分在混凝土弹性垫下，一个棱角先破坏，而后发展到两面、三面。如果桩头混凝土强度不足，桩头钢筋设置不合理，锤击偏心，桩垫厚度不足，施工方案不合理，就容易产生桩头破损情况。主要原因有以下几点：一是混凝土强度小于锤击应力，桩垫硬度不够，产生直接传力，锤击超过2 000次以上，混凝土强度产生疲劳；二是桩帽太紧，锤击后桩帽转动产生扭矩；三是桩项不平，桩头钢筋不齐，锤击偏心。

（二）桩体破坏

在桩基础施工时，有时在接桩后刚打几锤就产生断裂，这是因为接桩后空隙没有全部垫平，产生锤击偏心所致。桩入土不直，因倾斜而产生偏心，重锤高击，产生暴沉，会导致突然断裂。尤其是预掉空心管桩施工时，如果桩架移动，会导致桩头偏心受压破坏。桩垫未设气孔，管桩腔体气压过大，桩体出现纵向裂纹；未加强机械设备的保养、维护；桩体混凝土强度不够，出厂和进场时未依法检验桩身混凝土是否达到设计标号，致使打桩时桩体破坏；出现软弱土层，致使距桩顶三分之一处被破坏；软弱土层下出现硬土层，致使桩体出现斜裂纹。

（三）桩位偏斜

一般情况下长桩容易发生倾斜。桩顶位移的产生主要是桩头定位不准确和桩身倾斜造成的。桩基在施工过程中，因桩位测量放线工作失误，放线定位有误差，插桩时垂直度不够，造成偏打，都会导致桩顶位移的产生；施工中，桩起吊后桩位没有对准主沉桩，也会产生桩顶位移；另外，桩架本身不直，打桩时桩是倾斜的，桩基施工结束后会产生桩顶位移。此外，在施工过程中，由于桩头破损，桩锤偏打，桩倾斜入土，桩身强度不足，接桩部位质量不合格，也会产生这种现象。更普遍的现象是：打桩过程中，施工较密集的群桩，由于打桩挤压土体引起土体中水压力把相邻的桩推向一侧，导致桩位偏移；在软弱的土层中，桩周围的土尚未固结，桩处于悬浮状态，机械挖土时碰撞或者其他因素的水平力导致桩位偏斜；在深坑开挖中边坡塌方，钢板倾倒压迫打入致使桩偏位；向一个方面连续打桩，形成一边土层被挤密，另一边呈现原土状，往往向原土状一侧倾斜；桩身表面粗糙程度悬殊，一般向光滑面倾斜。

二、几种有效的技术措施

（一）桩头破碎的处理

在混凝土强度得到保证的情况下，桩头破碎宜用加钢帽的方法进行加固处理。具体做法是：将破碎桩头凿平，桩四周表面加固范围应修理平整，焊接钢帽，并浇一层硫磺胶泥。之所以要浇一层硫磺胶泥，是因为桩头的弹性垫没有了，要用硫磺胶泥代替。此技术操作简单，其关键是封头钢板一定要平直和硫磺胶泥形成一个整体，否则，易产生锤击偏心；钢套、角钢要和混凝土严密靠实，这样可以阻止混凝土受锤击产生横向膨胀，提高混凝土的强度和耐打性。如果有空隙存在，混凝土能自由地横向膨胀，此时，混凝土强度也就被破坏了。

桩头破损的影响因素很多，要分析具体情况加以解决：

第一，桩头破损时，横向钢筋往往不能充分发挥作用，保护层首先剥落，进而主筋受冲击振动后向外膨胀，桩头迅速破坏。因此，桩头要加密箍筋，增加钢筋网片；主筋端部与桩顶要有适当距离，且不与预埋件及横向钢筋焊接；混凝土要振动密实。

第二，采取蒸汽养护时，要求出池后放置一个月才能使用，保证混凝土强度达到设计标号。

第三，合理选锤。选择桩锤应遵循重锤低打的原则，这样做不仅桩头不易破坏，而且沉桩效率较高。桩锤的重量应小于桩身轴向抗压强度，且要大于桩的贯入阻力。工程实践中，桩重与锤重之比一般取1：3～1∶5。

第四，当桩垫材料、锤垫材料选择不合适时，桩锤的锤击能量不能均匀地传递给桩基，会使桩头破损。

打桩时，桩垫、锤垫可以减小锤头对桩头的直接冲击，起到缓冲作用，所以，桩基施工时，选择好的垫材可以有效避免桩头破损事件的发生。锤垫要用硬木纵纹放置，厚度在50mm～100mm；也可以用钢丝绳盘成卷放在锤头内使用。桩垫要用松木横纹放置，厚度在50mm～100mm。垫材用过多次后，厚度会减小，刚度会增大，使桩头锤击应力随之增大，所以，在施工中应注意更换桩垫。

（二）桩身断裂的处理

当桩身倾斜度不大时，处理方法是从断裂处凿开，上下加桩套，然后作焊接头处理。由于断桩或桩头破碎会影响桩的长度，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。原位处理的断桩不降低桩的承载能力，如果过多补桩，不但不能增加承载力，而且有可能适得其反。

（三）桩位偏斜的处理

桩位偏斜一般都在土方开挖完成以后。此时，如果确有偏位较大的桩，采取补桩很困难。发生此种情况后，首先要确认在偏位大的情况下桩是否断裂，若该桩已断不能承受荷载，必须采取补救措施。具体的断裂处理方案如下：

第一，如单排桩条基桩头处于软弱的淤泥质土壤内，桩偏在20cm～30cm以内，可以用千斤顶水平移位到允许偏差内，进行固结；如偏差超过50cm，要另外补桩，以补钢管桩为好。桩头处理时，在可塑或硬塑粘土中施工，不宜用千斤顶作水平移位。桩位偏差在20cm～30cm以内（允许偏差10cm），可适当加一部分锚检并插入承台内，使桩、土、承台共同工作。

第二，如双排条基桩位偏差在20cm～30 cm以内，只需在桩头加钢筋小梁，在内部传力处理；如果超出承台以内，可局部加大承台。群桩的桩位偏差大部分在允许范围以内，偏差后由于群桩合力作用点和原设计的合力作用点相差不大，一般不作处理。桩顶位移、桩倾斜的处理措施和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。桩顶位移若超出规范中规定的数值，此类打入桩的施工质量均为不合格，要重新施工；桩顶位移在规范规定数值以内者，可不予处理。桩顶位移在桩的施工中是不可避免的，可采取一些措施减小位移值，即打桩和挖土过程中采取对称施工法，基坑开挖后要尽量缩小基坑的暴露面积、缩短基坑的暴露时间，挖出的土要随挖随运，不得在坡顶边缘堆放，这样做可以使桩顶位移值减少至最小。桩的垂直偏差应控制在10%之内，如果超出规定范围，该桩施工质量即视为不合格。