大直径钢管桩在工程中的应用

车家亮

（山西钢铁建设（集团）有限公司 山西太原 030003）

传统建筑施工技术受地质条件影响十分明显，不仅施工效率较低、环境污染严重，而且施工需要很多大型的机械设备，在空间狭小或者紧挨建筑物、管道等地难以有效开展施工，而大直径钢管桩工艺可以有效解决以上难题。近年来，此项工艺在很多砂石硬质地层、施工环境恶劣的地区得到了广泛的应用。实践证明，大直径钢管桩工艺具有实用性强、施工灵活、清洁环保、成本低和社会经济效益明显等优势，可见其市场前景十分广泛。

1 大直径钢管桩工艺特点

1.1 适应地质范围广泛

振动锤具有多种规格型号，具有更多的选择余地，有不同功率可供选择，在打桩过程中可以对工作频率和振幅进行相应的调节，本工艺具有很好的穿透卵石层、砂层等地质硬层的能力，具有很强的地质条件适应性，特别是在使用大功率振动锤对大直径钢管桩进行施打作业时，优越性更加明显。

1.2 施工方便灵活，不受复杂环境条件限制

振动锤具有轻便灵活的优势，不需要桩架向导，直接在起重机吊臂上进行悬吊就可以开展沉桩作业，打桩机械本身不仅不会占用作业空间，而且还可以跨越障碍物伸到远处开展作业。因此，空间狭小或者其它复杂的环境条件也不会对本工艺造成太大的限制，大直径钢管桩技术可以在紧挨建筑物或者管线的地方开展打桩施工作业。

1.3 施工质量容易控制

振动锤可以直接在起重机吊臂上进行悬挂而开展作业，在施工作业过程中只需人工进行简单的扶正纠偏就可以精准确定桩位并保持良好的垂直精度。沉桩是利用振动原理促进桩周土地的液化，从而降低摩阻力，提升沉桩的容易度，同时也不易出现塌孔或导致挤土效应的发生，很少受到不利地质条件的制约。

1.4 具备清洁环保功能

在开展振动锤击钢管桩作业的过程中，不仅不会造成很大的噪音，且不会产生有害气体，可以有效确保清洁文明施工的开展。

1.5 施工快捷高效，工期短

振动锤利用起重机吊装开展作业，具有工序简单、灵活方便的优势，在打桩时可以对频率和振幅进行调节使其达到最优状态，加快沉桩速度、提升沉桩功效，与传统打桩机械相比可以将工期缩短30～40%。

1.6 投入施工费用小，成本单价低

振动锤不仅轻便且运输简单，转场便捷，且机械化程度较高，不仅投入较小的人力资源，且施工效率比较高，与传统的打桩机械相比施工成本可以降低30%左右。

2 适用范围

大直径钢管桩技术适用范围很广，除了不适于入岩之外，可以在其它各种砂石土层地质条件加以使用，主要应用于工业、民用建筑物，铁路，公路，桥梁等建筑工程的地基处理于基坑支护施工作业，尤其在工业老厂房改造等附近有建筑物或者管线或施工场地狭小的工程项目施工过程中更能体现其优越性。

3 施工操作要点

3.1 钢管桩成品检验

钢管桩通常使用工业化生产的成品进行钢管焊接，成品桩的材质、规格、型号、外观质量等都必须要满足建筑工程规定的设计要求和规范标准，必须要具备相应的质量证明文件。

3.2 钢管桩除锈防腐

为了有效确保钢管桩的使用寿命，在打桩入土之前，必须要从实际地质水文状况出发，结合工程项目的设计规范，做好钢管桩的除锈防腐工作，尤其是接头位置在进行焊接并验收合格之后还需要进行二次防腐，防腐作业完成之后再开展验收工作。

3.3 钢管桩施打方法

钢管施打作业的步骤分为定位放线、吊桩就位、人工扶正初打、校正顺直、正式施打、接桩和送桩几个环节。

在吊桩就位过程中，要先使用起重机将振动锤吊起并把锤体下方的综合夹具固定于钢管顶壁同时采用液压动力夹紧，将振动锤和钢管桩一起吊起，将钢管桩直立起来，之后采用人工扶正的方式使其就位，并对其垂直度进行检验。

在施打阶段，最先要进行初打，利用观测仪器与吊线坠的方法对钢管桩的垂直度进行检验与校正，对其刚入土3～4m深时的垂直度要重点进行控制，如果此时出现较大的偏差必须要及时进行调整，必要时要拔出重打，初打完成之后才能够进行正式施打。

打桩顺序可以根据施工的实际需求，根据灵活方便原则来确定。这是因为钢管桩是直接开口打入地下的，土体可以从桩口进入自然填满空心桩，沉桩过程中不会有挤土效应的出现，所以即便采取不同的打桩顺序，也不会带来沉桩困难或对周围环境产生不利影响。

为了有效提升焊接速度，并保障焊缝质量，应当优先选用二氧化碳气体保护焊的方式进行焊接，当然也可以使用普通焊，但是在焊接完成之后需要进行自然冷却，更好地确保焊缝质量。除了要对焊缝质量进行常规检查之外，还必须要严格依照规范要求完成焊缝探伤检测试验。

在振动锤击钢管桩施工的过程中，如果桩顶设计标高比自然地平面要低时，就需要进行送桩，一般采取在桩顶加焊同规格型号钢管的方法进行送桩，加焊的钢管起到辅助作用，之后继续进行施打作业，直到达到设置标高，在基础挖开之后再使用氧气乙炔焊切将多余部分切割掉。

在进行震动锤击钢管桩时，不仅可以完成沉桩，还能够进行拔桩，拔桩的方法与沉桩的方式相同，需要利用振动锤下方的夹钳将钢管桩壁夹紧，利用振动原理同时借助起重机开展拔桩工作。

4 安全措施

（1）在施工之前要进行地质勘察与现场调查，有效掌握地质勘察数据并熟知邻近建筑物、管线等周边环境，同时也要掌握地下原有的设施埋设状况，避免施工过程中给周边环境或原有地下设施造成损坏。

（2）震动锤击钢管桩作业时会导致地面震动，在打桩之前，要检查附件的建筑物及管线使用情况，尤其针对作业会产生影响的要做好加固措施或者进行隔震处理。此外，在施工过程中还需要做好观测和监护，确保施工可以安全有效开展。

（3）在打桩过程中，每班人员在开展作业之前都要对振动锤设备、各个部件和润滑情况等进行全面检查，检查吊装钢丝绳是不是完好无损，如果发现问题必须要及时加以解决。检查工作完成之后，还要进行试运转，做好设备的维修、保养工作，确保设备高效运行，避免带病作业的情况发生。

（4）打桩振动锤设备必须要由专人进行操作，专人进行指挥，在操作打桩机械时司机要集中精力，听从指挥，并高度关注机械的运转情况，出现异常情况需马上停止操作进行检查处理。

（5）在完成打桩作业之后，必须要及时掩盖或者回填作业带来的桩口，防止人员不慎落入。

5 环保措施

①整个施工过程中必须要严格遵守国家、地方政府及相关部门颁布的环境保护相关的法律法规，做好材料、燃油、能源等的控制，并严格按要求处理各种废弃物，在环保部门的指导下开展工作，接受其监督与检查。②在振动锤击钢管桩作业的过程中，会造成一定的噪音，因此在施工中必须要严格执行噪音污染控制举措，通过防震沟或增设屏蔽噪音设施的方式减少噪音污染。③要做好对作业人员的保护措施，一方面开展轮流操作作业模式，另一方面要给作业人员佩戴防护耳塞等，避免其长时间遭受高噪音的影响。

6 总结

随着建筑事业的不断发展，工程实践也在不断增多，但是施工过程中还存在很多问题需要进一步解决，这就要求对大直径钢管桩技术进行不断探究，加强大直径钢管桩在工程中的应用，提升其经济效益与社会效益。