钢筋混凝土预制桩施工技术研究

成 超

（山西三建集团有限公司第十分公司， 山西 长治 046000）

1 钢筋混凝土预制桩的应用优势

第一，受环境影响较小。建筑物稳定的地基是保证其上部主体建筑结构稳定性的基础条件，一旦地基出现质量问题，整个建筑物可能出现沉降或者塌陷等严重的质量问题，不仅会影响建设方及施工方的经济效益，还可能影响施工人员、后续房屋使用者的人身安全。建筑地基发生质量问题的主要原因有施工前未准确勘测地质条件，实际施工时施工环境不符合设计要求等，影响地基的稳定性。第二，钢筋混凝土预制桩承载能力高。随着房屋建筑高度的增加，对地基的承载力要求也越来越高，如果地基承载能力达不到设计要求，会导致建筑发生沉降，直接影响建筑物的整体质量及安全。因此需要通过合理的施工技术来增强地基的承载能力，避免地基发生沉降。将钢筋混凝土预制桩技术应用于建筑地基的处理中，可显著提高地基的承载能力，避免地基受到建筑物高度、荷载等因素的影响而发生沉降变形，有效提高房屋建筑的稳定性。第三，钢筋混凝土预制桩技术的应用可提高房屋建筑工程的施工效率。钢筋混凝土预制桩的制作过程中有多个环节需要采用机械化操作，较高的机械化程度可提高钢筋混凝土预制桩的制作效率及质量，通过标准化生产减少人力投入，降低施工成本，缩短施工工期，可进一步提升施工操作的安全性与准确性。

2 钢筋混凝土预制桩的制作及运输

2.1 钢筋混凝土预制桩制作

目前，钢筋混凝土预制桩常用的制作方法包括翻模法、叠浇法、间隔法、并列法等几种，具体制作时要结合工程实际情况选择适用的制作方法。一般情况下，如果工程量小，对预制桩的需求量较小，可现场制作：工程量大时，可在工厂定制。选择现场制作还是工厂预制时，还要考虑工厂到施工现场的距离，否则会增加工程成本，影响施工进度。除此以外，还要考虑钢筋混凝土预制桩本身的规格，长度大于10 m 的预制桩会增加运输的难度及成本，应当尽量在施工现场制作。现场制桩时要选择平坦的场地，桩与桩之间合理设置隔离层，保证桩与底模充分接触，并避免相邻桩出现粘结。在工厂预制的钢筋混凝土预制桩，需要严格控制模板质量，充分做好模板预设，保证制作过程中桩的垂直度、表面的平整度及几何尺寸的准确性。焊接钢筋骨架时，为保证骨架主筋连接的可靠性，需要采用对焊的方式，严格控制钢筋骨架及桩身的尺寸，保证其不超过合理误差范围。预制桩后续的打桩顺序要与制作顺序保持一致，可减少养护时间，提高施工效率。浇筑混凝土时，要由桩顶到桩尖一次浇筑完成，不得停顿，否则会影响桩身的强度。

2.2 钢筋混凝土预制桩运输与堆放

钢筋混凝土预制桩制作完成后需养护一段时间，待混凝土强度达到设计标准后，方可进行后续的运输及堆放。预制桩用量较少的工程直接在施工现场制作，不存在运输问题；而一些规模较大的工程所用的预制桩数量也较多，因此需要在预制厂制作。制作完成后，要注意运输顺序同样要与打桩顺序保持一致。运输时，钢筋混凝土预制桩的起吊要注意，混凝土强度必须完全符合设计值，合理确定起吊的吊点，如桩长在25～30 m，至少选择3 个及以上起吊点，如吊点数量在1、2 个，需要通过计算确定吊点位置。钢筋混凝土预制桩运输至现场后，堆放场地要保持平整，不得存在倾斜或凹凸不平等问题，按照吊运位置设置垫木之间的距离，每层垫木要位于同一条垂线，堆放层高不得超过4 层。

3 钢筋混凝土预制桩的施工技术

3.1 合理选择打桩设备

钢筋混凝土预制桩施工过程中，常用的打桩设备有落锤、振动锤、柴油锤、汽锤等，具体施工时要根据实际情况选择合适的打桩设备，并配备合适的动力装置。桩身及桩锤由桩架支撑，桩架的主要组成部分包括底盘、起吊设备、导向杆、撑杆等。根据桩身的长度确定桩架、桩锤的高度。打桩设备除桩锤外，还需要配套选择一些小型工具及配件，比如焊条、钢板等。

3.2 打桩前准备工作

打桩前，要对桩体的规格、桩距要求、设计标高等技术参数做好交底，保证施工人员了解相关信息，再根据工程所在地的地形情况、土质特点、环境特点等条件，合理安排打桩顺序，还要考虑桩距大小。具体打桩顺序包括逐段打、中心向四周打、中间向两边打等几种。确定打桩顺序，要将施工现场的障碍物清理干净，如桩身长度较短，对地下设施的影响相对较小，如钢筋混凝土预制桩长度大于25 m，则打桩施工可能会影响各类地下管线或地下设施。因此，打桩施工前要先向当地主管基础设施建设的部门进行报备，向其了解施工现场的地下管线分布情况。同时，打桩施工时应避开燃气管道、水暖管道、电缆等各类地下设施，减少钢筋混凝土预制桩施工对周边环境的影响，保证施工的安全性。尤其是在城市施工时要提前清理电线、树木等杂物，为后续的打桩施工创造良好的施工环境，减少外界因素对打桩施工的影响，提高施工效率，降低施工成本。

做好上述准备工作后，还需要对施工场地做进一步平整，尤其是建筑所在地为软土地基时，要先了解软土地基的分布范围，并通过碾压提高软土地基的密实度，而后找平放线定位桩。施工现场可放置三个或大于三个的水准点，其主要作用是检测钢筋混凝土预制桩的入土深度，而水准点越多，桩的入土深度就越能够保持一致，最大程度减少打桩施工的误差。放置水准点时，要注意相邻两个点保持一定距离，以不影响打桩施工操作为宜。可提前应用小木桩标记出桩位，确保基轴线与桩位的对齐误差控制在15 mm 以内。施工前，至少进行2 根桩以上的打桩试验，评估打桩时的土层持力层的强度、桩沉入时间、承载力及最终沉入度，以检验施工工艺及打桩设备能否满足具体的施工要求。

3.3 打桩操作

在具体的打桩施工过程中，一是要彻底检查桩体，包括钢筋混凝土预制桩的使用材料、外观尺寸、规格、出厂质量检验报告、各项参数等，尤其是要严格查验钢筋混凝土预制桩的设计强度，达到建筑设计标准后方可进行施工。二是桩机就位，固定桩架位置，注意打桩方向要与桩机导杆中心线方向保持一致，桩机对准打桩位置并保持垂直、稳定。施工过程中要避免发生移动或者倾斜，否则会直接影响打桩的垂直度。三是确定桩基轴线及标高，根据轴线放出桩位线，用钢筋头钉好桩位，并用白灰作出标记；然后彻底清理地下障碍物，保证后续打桩顺利。四是确定钢筋混凝土预制桩具体打入位置后将桩体提升至设定高度，再缓慢插入地基，这个过程中要及时校正桩体垂直度，待桩体稳定后再进行打桩；桩锤击打时，要连续且频率稳定，保证桩体入土速度均衡，避免击打偏离中心。打击过程中，需进行再次垂直校正，保证桩体入土的垂直度。五是详细记录打桩过程中的桩体入土速度、击打速率、桩锤落距等各项数据参数，为后续的施工质量管理、工程验收提供参考。

3.4 接桩技术

接桩技术主要应用于打桩过程中桩长度不够的情况下，此时，需要通过接桩使桩长达到设计要求。常用的接桩技术包括焊接法、浆锚法两种，无论采用哪种方法，接桩之前均应仔细检查桩顶情况，如有损伤要及时修复，并彻底清除桩顶污染物或杂物。采用焊接法时，连接的两节桩体之间要用铁片垫实，焊接时先固定四个角，再用对称焊接的方法进行接桩；采用浆锚法主要是在接缝内填充硫磺胶泥。

4 打桩施工中常见的质量问题

钢筋混凝土预制桩打桩施工过程中可能会出现各种质量问题，包括桩顶或桩身破损或断裂、打桩位置倾斜、打桩打不进，或者一桩打下邻桩上升等，导致这些问题的原因十分复杂，较常见的原因是沉桩操作工艺不当、土层情况复杂或者钢筋混凝土预制桩制作质量存在问题等。第一，桩顶或者桩身在打桩时发生破损或断裂，可能是由于打桩时冲击力产生的局部应力，或者桩身混凝土保护层浇筑过厚，打桩时素混凝土受到冲击发生损坏；也可能是由于桩帽垫层选择不合理，桩顶面、桩轴线未保持垂直，桩处于偏心受力状态；或者由于桩身混凝土强度等级未达到设计要求。第二，打桩打歪主要是因为制桩时桩顶不平，桩身混凝土浇筑存在质量问题，桩尖偏心或者接桩不正，也可能是桩身初入土时已经歪斜却未及时纠正，导致后续打桩时歪斜严重，土层中存在障碍物也会导致打桩歪斜等。第三，打桩打不进的主要原因一部分是土壤中存在钢渣、孤石、硬土层等障碍物，另外一部分原因可能是桩身受到冲击力过高发生损毁等。一桩打下、邻桩上升的问题多见于软土地基中，当布桩密度相对较大，如果此时打桩顺序不合理，就会导致一桩打下邻桩上升的问题，严重者可能会拉断邻桩，或者周围土坡出现开裂、建筑物出现裂缝等问题。

5 打桩质量问题的改进措施

针对预制桩常见的质量问题，在具体工程施工中，可以采用补桩法、纠偏法、扩大承台法、修改桩型或沉桩参数等几种措施进行改善。其中补桩法具有设施简单、操作方便、对工期影响较小的优势，其主要利用承台或地下室结构承受静压桩的施工反力进行补桩。如果桩距较小，可先钻孔再植桩最后沉桩，完成桩基承台或地下室后，再补静压桩。纠偏法主要用于桩身倾斜问题的处理，当桩身倾斜但未断裂、桩长较短时，可先将局部挖开，再用千斤顶进行纠偏复位，注意纠偏法仅适用于桩身倾斜但未断裂的情况。扩大承台法主要适用于原有桩基承台平台尺寸无法满足构造要求或基础承载力要求的情况下。导致桩基承台平面尺寸无法满足构造要求的主要原因包括桩位偏差过大、桩土共同作用的影响、桩基质量不均匀等，在这些情况下，可以将独立的桩基承台连成整块，也可以设置抗震地梁，以提高基础的整体性，保证建筑施工质量。

除上述方法外，还可以通过修改桩型或沉桩参数来改善打桩过程中出现的质量问题。比如，将预应力管桩改为方桩，改变桩身入土深度。施工现场土层为密实粉砂层或粉土层，就有可能导致打桩困难，甚至可能出现断桩事故。此时，可通过合理计算缩短桩长，并适当增加预制桩数量，以密实的粉砂层为持力层；如沉桩过程中土层中有坚硬的障碍物导致打桩倾斜或者断裂，可以采用改变桩位的方法重新沉桩；除此以外，如果桩身沉入深度达不到设计要求，可以采用大吨位桩架利用重锤低击进行打桩。