钢筋混凝土预制桩沉桩施工中常见质量问题与预防措施

作者：刘立凯

来源：《建筑工程技术与设计》2015年第07期

        摘要：钢筋混凝土预制桩应用广泛，但在沉桩施工过程中时有质量事故发生，给拟建工程留下隐患。本文分析总结了钢筋混凝土预制桩沉桩施工中常见质量问题的主要原因，并给出了具体的预防措施。

        关键词：钢筋混凝土预制桩 沉桩施工 质量问题 预防措施

        1 桩顶偏位过大

        1.1主要原因

        1）测量放线有误，或样桩在施工中发生了偏移，沉桩位置与设计指定位置有较大的误差；

        2）因布桩较密，先沉入的桩被挤动偏移，在饱和软土地区的大片密集桩群中最易出现这种问题；

        3）施工顺序不当，引起桩顶位移；

        4）接桩不直，致使桩顶偏移位置过大；

        5）基坑挖土施工或基坑外大面积堆载使坑中的桩身倾斜，桩顶偏位过大。

        1.2预防措施

        1）钢筋混凝土预制桩沉桩施工应严格按照设计相关要求进行，控制桩位的测量误差，沉桩严格对中，保持接桩垂直；

        2）严格按照规范要求控制桩距，桩距不可过小。在桩群密集区，特别是饱和软土地区施工密集桩群时，要严格按照先大后小、先长后短、先施工中部桩群再向四周对称扩散等合理的施工顺序；

        3）在已施工桩群的基坑进行土方开挖，应严格按照土方开挖施工组织设计的要求进行，要分层、分段、均衡开挖，避免土方超挖和基坑外堆载，防止土体失稳而引起桩位偏移。

        2 桩身倾斜

        2.1主要原因

        1）施工场地不平或地表松软，使打桩机倾斜或打桩机导杆未经校直；

        2）打桩时插桩不正，致使桩倾斜过大，在桩初入土时就发生倾斜；

        3）桩本身有质量问题，桩身弯曲度过大或桩顶与桩身中轴线不垂直；

        4）偏心锤击，打桩时桩锤、桩帽、桩身中心线不在同一直线上；桩垫或锤垫不平，桩帽过大，也有可能引起偏心锤击；

        5）桩尖遇到孤石或坚硬障碍物，致使桩身倾斜侧滑；

        6）接桩时上下节桩不在同一直线上，致使桩身倾斜；

        7）大片密集桩群中，打（压）桩时挤土效应致使临桩偏斜；

        8）在软土地区施工，送桩器太大且送桩太深也会引起桩顶偏位和桩身倾斜；

        9）基坑开挖不当引起大批桩身倾斜甚至断裂；

        10）采用钻孔植桩法时导孔倾斜。

        2.2预防措施

        1）施工前确保场地整平，打桩机平直就位，并校直打桩机导杆；

        2）采取可靠措施，确保插桩垂直，接桩在同一直线上；

        3）打桩时确保桩锤、桩帽、桩身中心线在同一直线上，确保桩垫平整；

        4）严控桩质量，杜绝畸形桩；

        5）采用预钻孔引孔时，要确保预钻孔垂直；

        6）采用合理的桩基施工顺序；

        7）基坑开挖时严格按照土方开挖施工组织设计的要求进行，防止桩体位移；

        8）送桩深度要合理，避免因送桩太深而导致桩身倾斜。

        3 桩顶碎裂

        3.1主要原因

        1）桩的制作质量差，设计时没有考虑到工程地质条件、施工机具等因素，混凝土设计强度等级偏低，桩顶抗冲击的钢筋网片不足，主筋距桩顶面距离太小，制桩原材料质量差，混凝土配比不当，振捣不密实，养护时间短或养护不当，桩顶的结构不合理；

        2）桩身外形质量不符合规范要求，如桩顶面不平、桩顶平面与桩轴线不垂直、桩顶保护层厚度不符合设计值等；

        3）施工机具选择或使用不当，桩锤、锤击次数、落距、桩帽选择不当，通常是锤击动能过大；

        4）沉桩时，桩顶未加缓冲垫或损坏后未及时更换，使桩顶直接承受冲击荷载；

        5）桩顶与桩帽的接触面不平或桩沉入土中时桩身不垂直，使桩顶面倾斜，造成桩顶局部受集中应力破损；

        6）遇到孤石或基岩面时继续锤击；

        7）设计要求的收锤贯入度过高；设计要求进入持力层深度过大，施工机械或桩身强度不能满足设计要求；

        8）在厚黏土层中停锤时间久后又重击，穿透的中密以上砂层过厚；

        9）送桩器尺寸不合适、送桩过深易击碎桩头；

        10）截桩头或接桩后复打也易致桩顶碎裂。

        3.2预防措施

        1）对桩的质量进行严格检查，桩的制作工艺要满足质量要求；

        2）打桩时桩锤、桩帽、桩垫、锤落距要选择合理，确定合理的锤击数；

        3）避免偏心锤击；

        4）确定合理的收锤贯入度和桩入土深度；

        5）避免在厚黏性土层停歇较长时间，需要穿透较厚的中密以上砂层时，要通过预先试桩确定施工工艺能否保证施工质量；

        6）避免送桩太深、送桩器尺寸不合适而造成桩头击碎。

        4 桩身断裂

        4.1主要原因

        1）桩身制作质量不符合要求，桩内有瑕疵；

        2）桩在堆放、吊运过程中产生断裂或裂缝；

        3）遇大块孤石、基岩面、密实碎石土或砂层继续强打；

        4）桩身弯曲过大或偏心锤击；

        5）桩尖进入硬土层后倾斜过大，误用移动桩架等方式强行扳回纠偏，致使桩身断裂；

        6）桩身自由段长细比过大，当桩尖进入硬土层时，易使桩身打裂；

        7）打桩过程中产生过大的拉应力，桩身引起横向裂缝；

        8）压桩时夹具不当，夹力太大将桩身夹坏；

        9）收锤贯入度过小，锤击动能过大；

        10）开挖基坑不当引起桩身倾斜而被折断；

        11）接桩质量差，打桩时接桩处断裂；挤土严重时，接桩处受水平力较大而折断。

        4.2预防措施

        1）桩身制作要满足相关质量要求，桩的堆放、吊运方式要合理，避免桩身出现裂缝；

        2）避免在穿透较厚密实碎石土、砂土或遇大块孤石、基岩时盲目强打；预制桩正式施打前，应先进行工艺试桩，以校核勘探与设计的合理性，重大工程还应做荷载试验桩，确定能否满足设计要求；

        3）避免偏心锤击；

        4）避免打桩时产生过大拉应力，或采用不合理的接桩方式；

        5）采用静压方式成桩时要选择合适的夹具；

        6）采用合理的施工顺序；

        7）基坑开挖时严格按照土方开挖施工组织设计的要求进行，防止桩体位移。

        5 沉桩深度达不到设计控制要求

        5.1主要原因

        1）岩土工程勘察资料不准确，与桩端持力层不符：如实际桩端持力层比勘察资料中强度更高，则难以沉桩至指定标高；如实际桩端持力层比勘察资料中强度低，则在达到设计桩长时，达不到收锤贯入度要求，桩提供的竖向承载力过低；

        2）持力层顶面标高变化大，沉桩深度深浅不一；

        3）沉桩过程中遇地下障碍物或厚度较大的硬夹层，致使预制桩不能沉桩至预定深度；

        4）选用的桩锤能量太小，打桩机压力不够；

        5）在较厚黏性土中，沉桩过程中休歇时间过久；

        6）布桩密集或打桩顺序不当，土体挤密，强度增大，致使后打（压）桩无法下沉至预定设计深度。

        5.2预防措施

        1）充分了解岩土工程勘察资料，明确沉桩控制标准，是桩长控制还是贯入度控制等；

        2）当遇地下障碍物或较厚硬夹层时，要及时分析原因，采取调整桩位、打桩设备（或压桩设备），或采取其它助沉工艺措施；

        3）避免因接桩或其它原因在较厚黏性土中停歇过长时间；

        4）采用合理的打桩顺序，先大后小、先长后短、先中间后四周对称施打；

        5）必要时采取适当的辅助沉桩措施。

        6 结束语

        钢筋混凝土预制桩基础的沉桩施工质量问题将直接危及主体结构的正常使用与安全，又因桩基属于隐蔽工程，质量管理难度较大，只有充分探讨产生问题的原因，才能真正做到提前预防和控制，即使出现问题也能及时有效处理，遏制质量事故的进一步蔓延。采用本文中提到的预防措施，能有效减少钢筋混凝土预制桩沉桩施工中的常见质量问题，保障工程的质量与安全。

        参考文献

        [1]林国栋，《钢筋混凝土预制桩施工技术的应用》 企业技术开发 2011（8）

        [2]JGJ94-2008，《建筑桩基技术规范》