建筑工程施工中沉樁工藝的具體應用實踐

張 晶

鋼筋混凝土預制樁是近年來興起的一種施工技術，由于具有施工工藝相對簡單、施工能耗較低且結構相對穩(wěn)定等特點，其在建筑工程施工中的應用頻率非常高。為了充分發(fā)揮鋼筋混凝土預制樁的應用優(yōu)勢，為建筑工程的施工質量控制打好基礎，我國相關部門出臺并實施了一系列的規(guī)章制度。需要注意的是，在實際施工過程中，鋼筋混凝土預制樁的施工方法很多，錘擊法、靜力壓樁、水沖法和振動法等均是最常用的施工方法。不同的施工方法，有著不同的應用優(yōu)勢與劣勢，施工人員只有對建筑工程的施工特點進行分析，對施工現(xiàn)場的實際情況進行研究，才能夠選擇最適合的施工工藝技術和質量控制措施。

1 建筑工程施工中的沉樁工藝類型

1.1 錘擊法

錘擊法指的是利用專門的樁錘沖擊力克服樁阻力，確保樁能夠順利沉到預定深度，或者順利到達持力層的施工工藝。在應用錘擊法進行施工的過程中，使用到的打樁設備主要包含以下幾種：第一，樁錘。樁錘的主要作用是利用較大的沖擊力將樁打入土中，目前常用的樁錘主要有液壓錘、柴油錘、蒸汽錘以及落錘等。第二，樁架。樁架的主要作用是支撐樁錘和樁身，確保在打樁過程中能夠發(fā)揮其應有的引導作用，使樁錘按照預定的方向沖擊樁身，確保樁能夠沉到預定深度。第三，動力裝置。在配置動力裝置時，需要重點考慮選擇的樁錘類型，同時還要根據(jù)實際情況合理使用卷揚機和蒸汽鍋爐[1]。

1.2 靜力壓樁

靜力壓樁是指利用靜力將樁壓入土中的施工工藝。一般情況下，這種施工工藝主要適用于施工現(xiàn)場及其附近存在大量建筑或軟弱土層，不適宜振動施工的情況。這是因為該施工工藝的應用雖會引起擠土效應，但是卻不會產(chǎn)生強烈的振動和噪聲。

在實際施工過程中，需要使用到的靜力壓樁機包含液壓式靜力壓樁機和機械式靜力壓裝機兩種，其中前者的應用頻率最高。在壓樁施工過程中，主要采用的是先分節(jié)壓入再逐段接上的施工模式，因此樁身需要在前期階段進行分節(jié)預制。在施工過程中，要先將第1節(jié)樁壓入土中；在第1 節(jié)的上端與地面距離約2 m 時，再壓入第2 節(jié)樁。施工時要確保每1 根樁壓入的連貫性以及施工工序的連續(xù)性。

1.3 水沖法

在建筑工程的施工過程中，水沖法可以與錘擊法、振動法同時應用。只是在應用水沖法之前，需要先分析施工現(xiàn)場的土質情況，并在此基礎上選擇最適合的施工工藝方法。例如，如果施工現(xiàn)場的土層比較堅硬，或者存在砂夾卵石層，需要以水沖法為主，錘擊法或振動法為輔。如果施工現(xiàn)場的土層以黏土或粉質黏土為主，可以以錘擊法或振動法為主，水沖法為輔，同時還要嚴格控制射水量和時間，以免出現(xiàn)承載力下降的情況。

另外，針對下沉空氣樁的施工，需要使用單管內射水方式。如果施工現(xiàn)場的土層比較密實，或者下沉非常深，可以借助錘擊法或振動法配合射水過程。針對下沉實心樁的施工，需要將射水管對稱安裝至樁的兩側，確保射水管可以在樁身上自由上下移動，從而實現(xiàn)任意高度都能夠射水沖土。要注意的是，無論使用何種施工工藝，當樁身沉入最后階段，且與設計標高僅有1.0 ～1.5 m 的距離時，需要暫時停止射水操作，單純使用錘擊法或者振動法，使樁下沉到預計深度。

在實際施工過程中，需要使用到的射水沉樁設備主要包含水源、水泵、射水管以及輸水管路等。施工人員應分析施工現(xiàn)場的地質條件，研究沉樁深度、樁錘與振動器具、射水管的數(shù)量與直徑等要素，并在此基礎上確定射水管的流量與水壓等參數(shù)值。

在沉樁施工正式開始前，需要進行試樁，這一過程中應注意兩方面。

首先，在吊樁與插樁的過程中，需要及時引送輸水膠管，以免出現(xiàn)膠管脫落或者拉斷的問題。待樁正立穩(wěn)定后，再壓上樁帽和樁錘，對樁身施加一個相對較小的水壓，使其可以利用自身重量自然下沉。在下沉的初期階段，需要嚴格控制樁身的下沉速度，避免因下沉過快出現(xiàn)射水管嘴被堵塞的問題。同時，在樁身下沉過程中，還要隨時校對樁的垂直度，以確保樁身始終處于垂直下沉狀態(tài)[2]。

其次，當樁身下沉速度越來越慢時，應開始錘擊操作。樁身下沉至8 ～10 m時，需要先評估樁身的穩(wěn)定性，然后再根據(jù)實際情況增大水壓值和樁錘的沖擊力。當樁身下沉到與設計標高之間僅有1.0 ～1.5 m 的距離時，應停止射水操作，并拔出射水管。此時，只需要利用錘擊操作或者振動操作，就可以讓樁身下沉到預定位置。

1.4 振動法

所謂振動法，指的是合理應用振動錘，借助其振動力使樁下沉的施工工藝。在具體施工過程中，需要將振動錘與樁連接在一起，并使振動錘產(chǎn)生一個相對較大的振動力。當陣動力傳至樁身時，會使相應的土體發(fā)生振動，降低土體強度，減少土體的內摩擦，如此樁身就能夠順利下沉到土中。目前，該施工工藝在砂土中的應用最為頻繁，且在提升施工效率方面優(yōu)勢突出。

2 建筑工程施工中沉樁工藝的具體應用要點

2.1 打樁準備

在建筑工程的施工過程中，為了有效應用沉樁工藝，加強對建筑工程施工質量的控制，保證建筑工程施工進度的穩(wěn)步推進，需要在前期階段做好充分的打樁準備工作。

2.1.1 確定樁位位置

在沉樁施工正式開始前，確定樁基的具體位置是最基礎的環(huán)節(jié)，對于后期整個沉樁施工的進行有著直接影響。如果不能在準備階段有效確定樁基位置，后期的沉樁施工質量將會受到明顯影響。在樁基位置的確定方面，施工人員需要預先設定龍門板，并在此基礎上確定樁機軸線，然后在后期施工過程中，再利用龍門板復核樁基位置。同時，還要嚴格按照設計圖紙中的標識確定樁基位置，并將樁基位置的投放偏差控制在最小范圍內。

2.1.2 設計打樁順序

在實際的沉樁施工過程中，打樁操作必然會對土層產(chǎn)生較大的擠壓力，使基土產(chǎn)生水平位移，并引發(fā)土體變形問題。如果不能妥善處理該問題，后期打入的樁體就會受到較大影響，甚至無法順利到達設計深度?；诖?，在正式開始施工前，必須要合理設計打樁順序，確保打樁操作引起的土體偏移問題能夠得到最大限度控制。

常見的打樁順序有3 種：第一，單一方向打樁，即施工人員從一個方向向另一個方向打樁；第二，中間向兩方打樁，即施工人員從中間開始，朝著兩個相反的方向打樁；第三，中間向四周打樁，即施工人員從中間開始，朝著四周的方向進行打樁。通常情況下，施工人員需要根據(jù)樁群的密度來確定打樁順序，同時還需要分析工程設計要求，并在此基礎上保證打樁順序的科學合理性[3]。需要注意的是，如果樁與樁之間的距離比較大，已經(jīng)超過樁徑的4 倍以上，只需要根據(jù)實際情況進行打樁即可，無需硬性選擇打樁順序。

2.1.3 設置水準點

沉樁施工過程中，在施工現(xiàn)場設置水準點也是非常重要的施工環(huán)節(jié)，主要目的是加強樁位的控制，為整個建筑工程的施工質量提供保證。一般情況下，為了保證樁位管理的全面性，需要在打樁現(xiàn)場附近最少設置2 個水準點。在后期施工過程中，就可以準確檢查樁位的偏差，并采取針對性的處理措施，優(yōu)化施工質量。

2.1.4 墊木、樁帽和送樁

將墊木設置在樁錘與樁帽之間，可以有效減輕樁錘對樁帽產(chǎn)生的沖擊力，對樁帽進行保護。如果沉樁施工有特殊要求，施工人員可以采取送樁操作。送樁過程使用的工具以鋼材為主要制作材料，其長度和界面尺寸的確定需要以工程設計和實際情況為參考。

2.1.5 設置標尺

在沉樁施工過程中，標尺的設置是為了更好控制樁入土的深度。首先，在打樁正式開始前，需要利用標尺在樁測量中做好符號標記。其次，在打樁過程中，要對標尺進行重點觀察，并隨時判定樁入土的深度，以便采取針對性的質量控制措施。

2.1.6 其他準備工作

一般情況下，在樁基工程的施工過程中，施工人員會合理應用拼裝方式。因此，在施工前，施工人員需要做好施工現(xiàn)場的清潔工作，徹底清潔和整理雜物與垃圾。同時，還要合理設置相應的基礎設施與通道，準確測量施工現(xiàn)場，為后期施工的正常開展打好基礎。另外，還需要安裝供電系統(tǒng)，加強供水穩(wěn)定性與控制的持續(xù)性，并對施工人員進行系統(tǒng)的技術培訓和安全培訓，做好施工技術交底。

2.2 打樁技術

在建筑工程施工的沉樁工藝應用過程中，打樁是最核心的一個環(huán)節(jié)。打樁技術的優(yōu)劣，對于打樁質量的控制有著決定性影響。

2.2.1 樁的吊裝

首先，在打樁過程中，要對打樁機進行組裝，并將其放置在指定位置。然后吊好樁錘和樁帽，加強樁架牢靠性的控制。其次，利用樁架上吊鋼絲繩將樁吊起。在整個吊裝操作過程中，需要確保樁身始終處于垂直狀態(tài)。再次，將樁精準吊至龍門導桿處，樁的底部應與指定樁位進行對準，然后將樁緩慢放下，再將其插入土中。最后，在吊裝樁的過程中，需要將樁位的偏移誤差控制在0.5%以內，并確保樁身、樁帽與樁位始終在同一條水平線上。

2.2.2 打樁注意事項

首先，在打樁過程中，需要重點控制樁的錘擊力度和落距。一般情況下，錘的落距應當在0.5 ～0.8 m。其次，在錘擊過程中，待樁入土深度為1～2 m時，要對樁靴進行穩(wěn)定處理，確保其不容易出現(xiàn)偏斜后，再適當增大錘擊力度和落距。最后，在打混凝土管樁時，錘的最大落距應控制在1.5 m 以內。如果使用落錘或者單動汽錘進行打樁，錘的最大落距應控制在1 m 以內；如果使用柴油錘進行打樁，那么應確保錘體處于正常跳動狀態(tài)。

在打樁過程中，如果施工人員操作不當，樁位附近的土體可能出現(xiàn)隆起、位移等問題，同時樁位與施工現(xiàn)場及其附近的地下管線、道路等結構也會受到難以逆轉的損傷，人們的正常生活也會受到不可忽視的影響。

因此，施工時必須要分析施工現(xiàn)場的實際情況，并采取針對性的打樁控制措施。例如，在施工過程中，施工人員可以挖設震溝，嚴格控制打樁速度，以及重點關注地下礦井排水等[4]。如果樁基施工現(xiàn)場及其附近有很多建筑物或者公共設施，那么在打樁施工時，還可以采取砂井排水和預鉆孔取土打樁等應對措施。如果在打樁過程中，出現(xiàn)了樁頂受損、樁身毀壞等問題，則應暫停打樁施工，對樁頂或樁身的損傷進行恢復后，再繼續(xù)打樁施工。

2.3 打樁質量控制

根據(jù)相關技術規(guī)范的要求，要控制打樁質量，需要從以下2 個方面入手。首先，嚴格控制打樁的貫入度和樁基的標高，確保其符合相關技術要求，確保樁體完整無損，沒有斷樁、截樁等問題。其次，嚴格按照設計圖紙要求控制樁體打入土層的位置，并確保位移偏差被控制在允許的范圍內。

針對打樁質量的控制，如果樁靴在堅硬、硬塑的黏性土或碎石土等土層中，不僅要重點控制打樁的貫入度，還要重點參考樁靴到達持力層的深度和樁靴標高。如果貫入度已經(jīng)達到，但是樁靴標高卻沒有達到，則需要采取錘擊3 陣，每陣10 擊的處理措施。如果樁靴在其他軟土層中，需要將貫入度作為參考，嚴格控制樁靴的設計標高。

貫入度就是每錘擊一次樁的入土深度。在打樁過程中的最后貫入度，是指最后一次錘擊樁的入土深度。一般情況下，最后10 擊樁的平均入土深度，是最后貫入度的評估標準[5]。針對最后貫入度的測量，應當滿足樁頂沒有受損、錘擊沒有偏心、錘的落距在規(guī)定范圍內、樁帽與彈性墊層處于正常使用狀態(tài)等幾個條件。如果沉樁與設計標高存在一定距離，但貫入度卻有所減少，說明樁身遇到了硬土層或者障礙物。

2.4 打樁記錄

在建筑工程施工過程中，打樁施工具有較強的隱蔽性，因此不僅要嚴格控制打樁質量，還要精準測量并如實記錄每1 根樁的施打過程。這樣能為整個建筑工程施工質量的控制打好基礎，并有效分析打樁施工過程中出現(xiàn)的質量事故，為后期工程質量的驗收提供依據(jù)。在打樁過程中，如果使用的是落錘、柴油錘或者單動汽錘，打樁時樁身每下沉1 m，施工人員都需要測量實際的錘擊次數(shù)和樁錘落距的平均高度。如果樁身下沉到設計標高，應在規(guī)定落距下對每1 陣的貫入度進行精準測量；如果貫入度已經(jīng)達到設計要求，則應暫停打樁操作。

3 結語

沉樁工藝在建筑工程施工中發(fā)揮著十分重要的作用，不僅可以加快施工速度，還可以提高施工質量。但是，沉樁工藝的應用還有很多不足之處。因此，不僅要嚴格按照相關標準與要求進行沉樁施工，還要對現(xiàn)階段的沉樁工藝進行創(chuàng)新和優(yōu)化。這樣才能充分發(fā)揮沉樁工藝的應用優(yōu)勢，提高建筑工程結構的穩(wěn)定性與安全性，促進建筑工程施工領域的穩(wěn)健發(fā)展。