浅谈锤击预应力混凝土方桩施工

袁德识

[摘要]本文结合梭鱼湾干渠项目的基础工程，阐述了锤击预制混凝土方桩的施工方法、施工中需要注意的问题及预防措施。

[关键词]桩基础；锤击方桩；预制混凝土方桩；方桩检测 文章编号：2095 - 4085（2018）09 - 0074 - 02

1 工程概况

梭鱼湾干渠项目位于辽宁省大连市甘井子区大化老厂区内，其中暗渠部分南北向全长1021m，基础工程为桩基础，采用锤击预制混凝土方桩的施工工艺，成梅花型布孔。方桩直径为350mm×350mm，工程量为4304根，平均桩长为17. 5m。方桩要求打入强风化白云岩，终止贯入度十锤小于2cm，设计单桩竖向抗压承载力特征值為650kN。

2 施工准备

2.1 施工机械选择

本工程采用履带式导杆柴油打桩机4台同时进行施工，50T履带吊2台，卸桩、喂桩。设备用拖车运至施工现场，先组装桩机，然后对桩机进行调试，确保设备状态良好。

配备PC360挖掘机一台，随时清理打桩施工中遇到的各种障碍物及断桩挖除。实际施工过程中如送桩超过4m仍未达到贯入度要求，则改为接桩。现场挖深4m即涌出大量地下水，因此配备4寸水泵一台，随时抽水，为接桩提供施工条件。

2.2 施工场地准备

施工现场保证“三通一平”，即现场的电路必须连通；现场材料及设备进场道路必须畅通；施工现场必须平整。

因设备自重较大且高度较高，要求场地地耐力≥127kPa，场地平整度≤1%。施工区域内低空及地上障碍物提前清除。

3 锤击预制混凝土方桩的施工

3.1 方桩预制

混凝土方桩为工厂定制生产，桩运到现场后，验收要按照施工规范的要求进行，首先要对桩身混凝土强度等级、检查桩体质量、外形尺寸、桩顶平整度、和桩合格证明文件进行自检，自检合格后，报请监理单位及总包单位进行复检，检验合格后，方可进行施工，对于质量不合格的预制桩禁止使用，且撤出施工现场。

3.2 打桩施工

①施工放样。根据测量平面控制网和高程控制点在施工范围内布设的平面控制点上架设全站仪，根据设计图纸尺寸施放桩位。

②预制桩运输及存放。预制桩运至现场后，卸至桩位附近便于吊桩或喂桩。预制方桩采用平板车运至现场，方桩进场后应放置在距桩位较近的位置，下部用方木进行支垫。

③喂桩。根据预制方桩桩节的长度及存放位置，用吊车配合桩机将桩吊起送入桩帽内。桩机将桩吊起，起重工配合将桩对准桩位。在喂桩过程中，吊桩时应平稳牢固，确保安全、平稳，防止桩体磕碰损伤和伤人伤机。在喂桩前，要仔细检查，确保桩的型号准确无误。

④锤击方桩。桩机将桩对准已施放的桩位并固定。在桩身的相互垂直的两个方向架设经纬仪或者悬挂吊坠，在打桩过程中始终观测桩身的垂直度，而桩身的垂直度差额不可大于0.5%。对于桩身的垂直度如无法满足规范要求，可通过桩机进行调整，保证垂直度，如果桩身进入硬土层，禁止使用打桩机进行纠偏。

应准确记录在打桩过程中关于沉桩过程中的各种变化和情况，详细记录锤击数、打桩时间和桩位编号及桩的质量情况（尤其是最后1m）、锤的总数、最后贯入度、桩入土深度、桩尖进入持力层的深度等。

⑤送桩、接桩。实际施工中由于机械临时故障等原因，导致未成桩，根据其相邻已成桩的深度，尚有可能达到贯入度标准的即采取送桩施工。水准仪观察送桩器，而送桩器要采用4m送桩器，作为控制桩顶高程和贯入的标准，桩后的基坑应立即回填。若送桩后贯入度达不到要求，根据需要采用接桩工艺。

⑥桩头破除。桩头破除要保证钢筋足够的预留长度。设计要求钢筋深入承台1m，如果桩体比设计桩顶标高高出1.5m以上则进行两次破桩头，第一次破桩头即在桩顶标高上1处，连同钢筋整体截断，第二次破桩头施工方法是，用水准仪测定桩顶的标高，确定出要求的桩顶位置，并对其做好标记。

在设计要求的桩顶位置上，用切割机沿圆周沿切割线切割，由钢筋保护层厚度来定切割深度。混凝土是人工凿除沿切割线以上20cm左右，形成一个缺口，露出钢筋，凿除深度为保护层厚度，钢筋不得损坏。

风镐将切割线上方无效桩的钢筋保护层剥去，露出钢筋。当风镐成水平或是向上倾斜时，要不断加深切割线以上1Ocm的中上部混凝土的缺口。当缺口达到20～30cm的深度时，风镐要加钻顶端，钻头水平或略向上。

对于无效桩体并凿除断面多余混凝土要人工推倒，并去除桩头浮渣。

4 施工中注意问题及预防措施

4.1 需要注意的问题

①桩身的断裂。桩在下沉过程中，桩身突然倾斜、错位。当桩端土壤条件没有特别变化时，而贯入度逐渐增加或者突然增大，同时，桩锤跳后，桩身出现反弹。此时，桩身可能会断裂。

②桩顶的碎裂。在沉桩时，桩顶会出现砼掉角、破碎、倒塌，甚至桩顶的所有钢筋都暴露在外。

③沉桩达不到要求。沉桩最终贯入度和桩尖设计标高达不到设计的最终控制要求。

④桩顶位移。在沉桩过程中，相邻的桩会产生横向位移或桩身上浮，造成桩顶位移。4.2预防措施

①桩身的断裂。施工前，必须清除桩下的障碍物。如有必要，每一桩都应进行钎探，并对桩体进行检查。不宜使用桩身弯曲超过规定的（Ul000且≤20mm）或桩尖不在桩纵轴线上的，每桩的细长比例不应太大，一般不应超过40。在堆放和吊运桩的过程中，如果发现桩开裂超过验收规定时则不能使用。

②桩顶的碎裂。根据工程地质条件和桩断面尺寸及形状来合理选择桩锤。沉桩前要对桩体进行检查，看桩顶有没有凹凸的状况，桩顶平面是不是和桩轴线垂直，桩尖有没有偏斜，不符合规范要求的桩不能采用（或经过修补等处理后才能使用）。如不平整应进行处理方能施工，所以在这之前要检查桩帽与桩的接触面处替打是否平整。

③在沉桩达不到要求时。详细探清工程地质的情况，必要时应补勘。正确选择持力层或标高。按照工程地质条件、桩断面以及自重，来合理的选择施工机械、施工方法和打桩顺序。

④对桩顶的位移。沉桩时不能同时开挖基坑，要等沉桩完毕以后相隔适当的时间才能开挖，相隔时间应按照具体的土质条件、基坑开挖面积、深度、桩的密集程度和孔隙压力消散等情况来确定。

5 方桩检测方法

5.1 动力检测

采用低应变反射法进行检测。在现场试验中，将传感器放置在桩的表面，桩的顶部用手锤敲击，桩体测量来反映曲线，用专用软件计算分析，桩身的完整性是根据分析结果确定的。

5.2 静载试验

试验的加荷方法采用快速维持荷载法，最大加荷值为1040kN，分九级进行加荷，第一级加荷取分级荷载的2倍为208kN，其余八级进行等量加荷，每级加荷为104kN，每级荷载施加后按第5，15，30，45，60min测读桩顶沉降量，当沉降量小于0.1mm/h，桩顶沉降速率达到相对稳定的标准后，再施加下一级荷载，直至达到承载力设计值的1.6倍，最终加荷1040kN，终止试验。

6 结语

通过对预制方桩的施工通病的研究及预防措施，实际检测现场的施工质量满足设计要求，说明预防措施合理，能够为预制方桩的施工提供宝贵经验。

参考文献：

[1] JGJ94 - 2008，建筑桩基技术规范[s].

[2] GB50202 - 2002，建筑地基基础施工质量验收规范[S].