鋼筋混凝土預(yù)制樁施工技術(shù)研究

成 超

（山西三建集團(tuán)有限公司第十分公司， 山西 長治 046000）

1 鋼筋混凝土預(yù)制樁的應(yīng)用優(yōu)勢

第一，受環(huán)境影響較小。建筑物穩(wěn)定的地基是保證其上部主體建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)條件，一旦地基出現(xiàn)質(zhì)量問題，整個(gè)建筑物可能出現(xiàn)沉降或者塌陷等嚴(yán)重的質(zhì)量問題，不僅會(huì)影響建設(shè)方及施工方的經(jīng)濟(jì)效益，還可能影響施工人員、后續(xù)房屋使用者的人身安全。建筑地基發(fā)生質(zhì)量問題的主要原因有施工前未準(zhǔn)確勘測地質(zhì)條件，實(shí)際施工時(shí)施工環(huán)境不符合設(shè)計(jì)要求等，影響地基的穩(wěn)定性。第二，鋼筋混凝土預(yù)制樁承載能力高。隨著房屋建筑高度的增加，對地基的承載力要求也越來越高，如果地基承載能力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，會(huì)導(dǎo)致建筑發(fā)生沉降，直接影響建筑物的整體質(zhì)量及安全。因此需要通過合理的施工技術(shù)來增強(qiáng)地基的承載能力，避免地基發(fā)生沉降。將鋼筋混凝土預(yù)制樁技術(shù)應(yīng)用于建筑地基的處理中，可顯著提高地基的承載能力，避免地基受到建筑物高度、荷載等因素的影響而發(fā)生沉降變形，有效提高房屋建筑的穩(wěn)定性。第三，鋼筋混凝土預(yù)制樁技術(shù)的應(yīng)用可提高房屋建筑工程的施工效率。鋼筋混凝土預(yù)制樁的制作過程中有多個(gè)環(huán)節(jié)需要采用機(jī)械化操作，較高的機(jī)械化程度可提高鋼筋混凝土預(yù)制樁的制作效率及質(zhì)量，通過標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)減少人力投入，降低施工成本，縮短施工工期，可進(jìn)一步提升施工操作的安全性與準(zhǔn)確性。

2 鋼筋混凝土預(yù)制樁的制作及運(yùn)輸

2.1 鋼筋混凝土預(yù)制樁制作

目前，鋼筋混凝土預(yù)制樁常用的制作方法包括翻模法、疊澆法、間隔法、并列法等幾種，具體制作時(shí)要結(jié)合工程實(shí)際情況選擇適用的制作方法。一般情況下，如果工程量小，對預(yù)制樁的需求量較小，可現(xiàn)場制作：工程量大時(shí)，可在工廠定制。選擇現(xiàn)場制作還是工廠預(yù)制時(shí)，還要考慮工廠到施工現(xiàn)場的距離，否則會(huì)增加工程成本，影響施工進(jìn)度。除此以外，還要考慮鋼筋混凝土預(yù)制樁本身的規(guī)格，長度大于10 m 的預(yù)制樁會(huì)增加運(yùn)輸?shù)碾y度及成本，應(yīng)當(dāng)盡量在施工現(xiàn)場制作。現(xiàn)場制樁時(shí)要選擇平坦的場地，樁與樁之間合理設(shè)置隔離層，保證樁與底模充分接觸，并避免相鄰樁出現(xiàn)粘結(jié)。在工廠預(yù)制的鋼筋混凝土預(yù)制樁，需要嚴(yán)格控制模板質(zhì)量，充分做好模板預(yù)設(shè)，保證制作過程中樁的垂直度、表面的平整度及幾何尺寸的準(zhǔn)確性。焊接鋼筋骨架時(shí)，為保證骨架主筋連接的可靠性，需要采用對焊的方式，嚴(yán)格控制鋼筋骨架及樁身的尺寸，保證其不超過合理誤差范圍。預(yù)制樁后續(xù)的打樁順序要與制作順序保持一致，可減少養(yǎng)護(hù)時(shí)間，提高施工效率。澆筑混凝土?xí)r，要由樁頂?shù)綐都庖淮螡仓瓿?，不得停頓，否則會(huì)影響樁身的強(qiáng)度。

2.2 鋼筋混凝土預(yù)制樁運(yùn)輸與堆放

鋼筋混凝土預(yù)制樁制作完成后需養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，方可進(jìn)行后續(xù)的運(yùn)輸及堆放。預(yù)制樁用量較少的工程直接在施工現(xiàn)場制作，不存在運(yùn)輸問題；而一些規(guī)模較大的工程所用的預(yù)制樁數(shù)量也較多，因此需要在預(yù)制廠制作。制作完成后，要注意運(yùn)輸順序同樣要與打樁順序保持一致。運(yùn)輸時(shí)，鋼筋混凝土預(yù)制樁的起吊要注意，混凝土強(qiáng)度必須完全符合設(shè)計(jì)值，合理確定起吊的吊點(diǎn)，如樁長在25～30 m，至少選擇3 個(gè)及以上起吊點(diǎn)，如吊點(diǎn)數(shù)量在1、2 個(gè)，需要通過計(jì)算確定吊點(diǎn)位置。鋼筋混凝土預(yù)制樁運(yùn)輸至現(xiàn)場后，堆放場地要保持平整，不得存在傾斜或凹凸不平等問題，按照吊運(yùn)位置設(shè)置墊木之間的距離，每層墊木要位于同一條垂線，堆放層高不得超過4 層。

3 鋼筋混凝土預(yù)制樁的施工技術(shù)

3.1 合理選擇打樁設(shè)備

鋼筋混凝土預(yù)制樁施工過程中，常用的打樁設(shè)備有落錘、振動(dòng)錘、柴油錘、汽錘等，具體施工時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的打樁設(shè)備，并配備合適的動(dòng)力裝置。樁身及樁錘由樁架支撐，樁架的主要組成部分包括底盤、起吊設(shè)備、導(dǎo)向桿、撐桿等。根據(jù)樁身的長度確定樁架、樁錘的高度。打樁設(shè)備除樁錘外，還需要配套選擇一些小型工具及配件，比如焊條、鋼板等。

3.2 打樁前準(zhǔn)備工作

打樁前，要對樁體的規(guī)格、樁距要求、設(shè)計(jì)標(biāo)高等技術(shù)參數(shù)做好交底，保證施工人員了解相關(guān)信息，再根據(jù)工程所在地的地形情況、土質(zhì)特點(diǎn)、環(huán)境特點(diǎn)等條件，合理安排打樁順序，還要考慮樁距大小。具體打樁順序包括逐段打、中心向四周打、中間向兩邊打等幾種。確定打樁順序，要將施工現(xiàn)場的障礙物清理干凈，如樁身長度較短，對地下設(shè)施的影響相對較小，如鋼筋混凝土預(yù)制樁長度大于25 m，則打樁施工可能會(huì)影響各類地下管線或地下設(shè)施。因此，打樁施工前要先向當(dāng)?shù)刂鞴芑A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的部門進(jìn)行報(bào)備，向其了解施工現(xiàn)場的地下管線分布情況。同時(shí)，打樁施工時(shí)應(yīng)避開燃?xì)夤艿?、水暖管道、電纜等各類地下設(shè)施，減少鋼筋混凝土預(yù)制樁施工對周邊環(huán)境的影響，保證施工的安全性。尤其是在城市施工時(shí)要提前清理電線、樹木等雜物，為后續(xù)的打樁施工創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，減少外界因素對打樁施工的影響，提高施工效率，降低施工成本。

做好上述準(zhǔn)備工作后，還需要對施工場地做進(jìn)一步平整，尤其是建筑所在地為軟土地基時(shí)，要先了解軟土地基的分布范圍，并通過碾壓提高軟土地基的密實(shí)度，而后找平放線定位樁。施工現(xiàn)場可放置三個(gè)或大于三個(gè)的水準(zhǔn)點(diǎn)，其主要作用是檢測鋼筋混凝土預(yù)制樁的入土深度，而水準(zhǔn)點(diǎn)越多，樁的入土深度就越能夠保持一致，最大程度減少打樁施工的誤差。放置水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，要注意相鄰兩個(gè)點(diǎn)保持一定距離，以不影響打樁施工操作為宜?？商崆皯?yīng)用小木樁標(biāo)記出樁位，確?；S線與樁位的對齊誤差控制在15 mm 以內(nèi)。施工前，至少進(jìn)行2 根樁以上的打樁試驗(yàn)，評估打樁時(shí)的土層持力層的強(qiáng)度、樁沉入時(shí)間、承載力及最終沉入度，以檢驗(yàn)施工工藝及打樁設(shè)備能否滿足具體的施工要求。

3.3 打樁操作

在具體的打樁施工過程中，一是要徹底檢查樁體，包括鋼筋混凝土預(yù)制樁的使用材料、外觀尺寸、規(guī)格、出廠質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告、各項(xiàng)參數(shù)等，尤其是要嚴(yán)格查驗(yàn)鋼筋混凝土預(yù)制樁的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，達(dá)到建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行施工。二是樁機(jī)就位，固定樁架位置，注意打樁方向要與樁機(jī)導(dǎo)桿中心線方向保持一致，樁機(jī)對準(zhǔn)打樁位置并保持垂直、穩(wěn)定。施工過程中要避免發(fā)生移動(dòng)或者傾斜，否則會(huì)直接影響打樁的垂直度。三是確定樁基軸線及標(biāo)高，根據(jù)軸線放出樁位線，用鋼筋頭釘好樁位，并用白灰作出標(biāo)記；然后徹底清理地下障礙物，保證后續(xù)打樁順利。四是確定鋼筋混凝土預(yù)制樁具體打入位置后將樁體提升至設(shè)定高度，再緩慢插入地基，這個(gè)過程中要及時(shí)校正樁體垂直度，待樁體穩(wěn)定后再進(jìn)行打樁；樁錘擊打時(shí)，要連續(xù)且頻率穩(wěn)定，保證樁體入土速度均衡，避免擊打偏離中心。打擊過程中，需進(jìn)行再次垂直校正，保證樁體入土的垂直度。五是詳細(xì)記錄打樁過程中的樁體入土速度、擊打速率、樁錘落距等各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)，為后續(xù)的施工質(zhì)量管理、工程驗(yàn)收提供參考。

3.4 接樁技術(shù)

接樁技術(shù)主要應(yīng)用于打樁過程中樁長度不夠的情況下，此時(shí)，需要通過接樁使樁長達(dá)到設(shè)計(jì)要求。常用的接樁技術(shù)包括焊接法、漿錨法兩種，無論采用哪種方法，接樁之前均應(yīng)仔細(xì)檢查樁頂情況，如有損傷要及時(shí)修復(fù)，并徹底清除樁頂污染物或雜物。采用焊接法時(shí)，連接的兩節(jié)樁體之間要用鐵片墊實(shí)，焊接時(shí)先固定四個(gè)角，再用對稱焊接的方法進(jìn)行接樁；采用漿錨法主要是在接縫內(nèi)填充硫磺膠泥。

4 打樁施工中常見的質(zhì)量問題

鋼筋混凝土預(yù)制樁打樁施工過程中可能會(huì)出現(xiàn)各種質(zhì)量問題，包括樁頂或樁身破損或斷裂、打樁位置傾斜、打樁打不進(jìn)，或者一樁打下鄰樁上升等，導(dǎo)致這些問題的原因十分復(fù)雜，較常見的原因是沉樁操作工藝不當(dāng)、土層情況復(fù)雜或者鋼筋混凝土預(yù)制樁制作質(zhì)量存在問題等。第一，樁頂或者樁身在打樁時(shí)發(fā)生破損或斷裂，可能是由于打樁時(shí)沖擊力產(chǎn)生的局部應(yīng)力，或者樁身混凝土保護(hù)層澆筑過厚，打樁時(shí)素混凝土受到?jīng)_擊發(fā)生損壞；也可能是由于樁帽墊層選擇不合理，樁頂面、樁軸線未保持垂直，樁處于偏心受力狀態(tài)；或者由于樁身混凝土強(qiáng)度等級未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。第二，打樁打歪主要是因?yàn)橹茦稌r(shí)樁頂不平，樁身混凝土澆筑存在質(zhì)量問題，樁尖偏心或者接樁不正，也可能是樁身初入土?xí)r已經(jīng)歪斜卻未及時(shí)糾正，導(dǎo)致后續(xù)打樁時(shí)歪斜嚴(yán)重，土層中存在障礙物也會(huì)導(dǎo)致打樁歪斜等。第三，打樁打不進(jìn)的主要原因一部分是土壤中存在鋼渣、孤石、硬土層等障礙物，另外一部分原因可能是樁身受到?jīng)_擊力過高發(fā)生損毀等。一樁打下、鄰樁上升的問題多見于軟土地基中，當(dāng)布樁密度相對較大，如果此時(shí)打樁順序不合理，就會(huì)導(dǎo)致一樁打下鄰樁上升的問題，嚴(yán)重者可能會(huì)拉斷鄰樁，或者周圍土坡出現(xiàn)開裂、建筑物出現(xiàn)裂縫等問題。

5 打樁質(zhì)量問題的改進(jìn)措施

針對預(yù)制樁常見的質(zhì)量問題，在具體工程施工中，可以采用補(bǔ)樁法、糾偏法、擴(kuò)大承臺法、修改樁型或沉樁參數(shù)等幾種措施進(jìn)行改善。其中補(bǔ)樁法具有設(shè)施簡單、操作方便、對工期影響較小的優(yōu)勢，其主要利用承臺或地下室結(jié)構(gòu)承受靜壓樁的施工反力進(jìn)行補(bǔ)樁。如果樁距較小，可先鉆孔再植樁最后沉樁，完成樁基承臺或地下室后，再補(bǔ)靜壓樁。糾偏法主要用于樁身傾斜問題的處理，當(dāng)樁身傾斜但未斷裂、樁長較短時(shí)，可先將局部挖開，再用千斤頂進(jìn)行糾偏復(fù)位，注意糾偏法僅適用于樁身傾斜但未斷裂的情況。擴(kuò)大承臺法主要適用于原有樁基承臺平臺尺寸無法滿足構(gòu)造要求或基礎(chǔ)承載力要求的情況下。導(dǎo)致樁基承臺平面尺寸無法滿足構(gòu)造要求的主要原因包括樁位偏差過大、樁土共同作用的影響、樁基質(zhì)量不均勻等，在這些情況下，可以將獨(dú)立的樁基承臺連成整塊，也可以設(shè)置抗震地梁，以提高基礎(chǔ)的整體性，保證建筑施工質(zhì)量。

除上述方法外，還可以通過修改樁型或沉樁參數(shù)來改善打樁過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題。比如，將預(yù)應(yīng)力管樁改為方樁，改變樁身入土深度。施工現(xiàn)場土層為密實(shí)粉砂層或粉土層，就有可能導(dǎo)致打樁困難，甚至可能出現(xiàn)斷樁事故。此時(shí)，可通過合理計(jì)算縮短樁長，并適當(dāng)增加預(yù)制樁數(shù)量，以密實(shí)的粉砂層為持力層；如沉樁過程中土層中有堅(jiān)硬的障礙物導(dǎo)致打樁傾斜或者斷裂，可以采用改變樁位的方法重新沉樁；除此以外，如果樁身沉入深度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，可以采用大噸位樁架利用重錘低擊進(jìn)行打樁。