关于工程灌注桩试桩桩体与桩头处理一次成型的施工工艺

何海峰 马博恒 葛玉祥

摘要：工程灌注桩试桩桩体与桩头处理一次成型的施工方法，涉及所有桩基工程的基桩可靠性试验与检测项目，以往工程试桩桩体与桩头两步成型制作，不可避免地存在两者材料的不均一性和二者人为弱面问题，其试验检测结果受其缺陷因素影响与实际工程基桩工程力学特征具有一定的偏差，不同程度地影响了试验结果的可靠度；其次桩头养护的时间效应和必须投入的材料浪费极大地影响了工程总运营周期，造成的经济损失巨大。桩体与桩头处理一次成型的施工方法降低了两步法的缺陷影响因素，极大地提高了试验和检测的可靠性，同时由于缩短试验周期提高工程效率，两者的综合效应具有潜在与直接的显著经济效益。

关键词：试桩 灌注桩桩头 一次成型 运营周期

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1.前言

用于不同目的的工程灌注桩，为保证基桩设计和施工质量的可靠性，或于施工前为修改设计参数提供依据，或于工后检测施工质量是否可靠，均需根据桩基承载类型进行基桩极限承载力和桩体质量检验。

试桩检测内容，包括：①基桩竖向极限承载力静荷载试验；②基桩水平极限静荷载试验；③基桩沉渣和桩体完整性检验。实践证明，影响这些试验和检测质量可靠性的因素中，桩头处理成型质量是关键因素，而桩头成型制作工艺是决定其质量优劣的决定因素。以往的桩头成型制作工艺是，先按设计完成试桩桩体，待其具有一定强度后，将桩头部位的桩顶凿毛处理并洗净，按桩头设计要求浇注桩头，之后养护至规定时间要求时，进行上述试验。这种两步法的弊端是：1)桩头和桩体虽用同型号砼，但两次是在不同时间完成的，材料性质、配比和凝固时间存在一定的差异性，致使两部分的强度和变形存在一定的差异；2）两部分界面虽经处理，但桩头浇注凝固产生的浆体必赋存于界面。其综合效应是接触界面必为天然的弱面，其强度和变形直接影响检测试验质量，尤其是水平静载试验；3）两步法必增加桩体和桩头的养护时间，这对工程紧迫及气候条件恶劣条件下的养护费用和工程工期影响极大。

由于上述弊端直接影响着试桩桩头成型制作质量，试桩失败实例屡见不鲜，如遇失败会造成严重的不良后果。①尤其是大吨位试桩，做一组试验需经费数十万元，一旦失败则会造成巨大的经济损失；②时间效应问题：大吨位试桩，完成桩体至桩头整个过程至少需1个多月。若失败，再循环这一过程，2个月时间即白白浪费，作为大型工程，其经济损失巨大。

鉴于上述，通过反复试验探索，将试桩桩头成型制作工法改成一步完成，可显著降低两步法弊端中1)和2）发生的概率，提高检测质量，同时可大大缩短检测周期，具有显著的经济效益。

2.桩体与桩头一次成型工艺

2.1 施工过程简述

为使试桩试验的检测结果更符合实际，缩短试验的检测周期，该工艺采用的方案是工程灌注桩试桩桩体与桩头一次成型，其具体的施工过程如下：

第1步进行桩孔施工，保证各项指标满足规范及设计要求。第2步通过先期检验在保证钢筋笼材料与制作质量的前提下安设钢筋笼。第3步安装钢护筒（钢护筒壁厚4mm，长度1.5-2.0倍的桩径，钢护筒直径与设计的桩径相同，护筒示意见图1），其技术要求：①将钢护筒套于桩顶预留钢筋笼外侧，放平居中，四周应与钢筋笼间隙一致；②钢护筒与钢筋笼顶端一致，二者用相当于砼保护层厚度一致的φ16的钢筋点焊（均匀分布），在保证安全牢固的前提下焊点不宜太多，便于后期钢护筒拆除。第4步在钢筋笼下设和钢护筒结束时，应进行测量标定，钢护筒顶面一定要水平。第5步，混凝土浇筑按有关规范规程实施，水下混凝土浇筑时，导管尽量不要碰钢筋笼及钢护筒。待混凝土浇注至钢护筒顶面时，浇筑直至混凝土把桩顶的沉渣、浮浆全部顶上来之后停浇。第6步人工清除桩顶浮浆，直到新鲜的混凝土，一般大约钢护筒内的混凝土得清理掉0.5m。第7步用塑料布盖住钢护筒进行桩顶保护，以免提拔钻孔的护筒等工作所带泥皮等杂物落于钢护筒内。第8步安装钢筋网片，此时继续浇筑砼至安设钢筋网片的高度，然后安放钢筋网片，一般网片用φ10的钢筋制作，网格间距10×10cm；通常需要安设2层钢筋网片，首层位于钢护筒下15cm，安好后边浇边振，安好第1层钢筋网片待砼浇至钢护筒顶下5cm时压入第2层钢筋网片。第9步待第2层钢筋网片成功安放后，采用人工初步抹平桩头顶面，用塑料布和草帘子覆盖。待混凝土初凝后，一般约1小时左右，再次将桩头抹平。第10步桩头及其周围防护，人工清理钢护筒周围砼，用干燥粉土回填，桩顶用塑料布、草帘覆盖，其上覆土进入养护期。

图1 桩头钢护筒大样图

2.2施工工艺流程

基于前述2.1节，具体施工工艺流程用框图形式表示见图2。

3. 效果对比

3.1采用一次成型的桩头比采用二次成型的桩头整体性强，工作连续，桩体不存在接茬，水平静载等试验效果好。

3.2省时省工，若冬季施工时养护的好，不易发生二次开挖后冻坏桩头的现象；并且比做检测时再做桩头节省工期。

3.3节省材料，一般一次成型的桩头制作不会浪费材料。而二次成型的桩头在后期会有材料浪费，如采购高强混凝土、速凝剂等费用。

图2 施工工艺框图

4. 结论

该工艺有益效果是：桩头质量可靠，减少了两步法的弊端，检测结果更符合实际，使桩基设计参数更可靠，施工质量更安全，保证了试验的成功率；大大缩短了检测周期和工程总运行周期，同时可节省二次成型桩头制作高昂的材料浪费，具显著的经济效益和广泛的社会效益。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。