建筑工程中桩基的施工技术及常见问题分析

吴鸡

摘要；现代的建筑工程施工中，采取桩基础，即节省了施工工期，又保证了工程质量，并取得了相应的经济效益和社会效益。桩基已成为在土质不良地区修建各种建筑物所广泛采用的基础形式，尤其是得到高层建筑、重型厂房和具有特殊要求建筑物的青睐。本文针对桩基应用、选型以及灌注桩施工技术与控制方面做了简要探讨。

关键词：建筑工程；桩基的施工；灌注桩；挖孔桩；施工技术

前言

随着我国城市化脚步的不断加快，民用建筑的数量进一步增加，建设工程的施工质量也受到了社会的广泛重视。技术是保障工程质量的基本条件。在实际应用中，桩基具有沉降均匀、承载力高等特点，能够适应复杂的地质条件，特别是适用在软地基、粘土、河床滩涂、沿海地区的疏松土层上的大型建筑工程。然而，桩基在施工中容易产生质量问题。本文立足于桩基的施工技术，深入分析桩基的选型应用与质量问题，并总结归纳了施工要点。

1桩基的实用与选择

随着建筑科技的发展，桩基形式和桩的种类、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法，都有很大的进步。现代建筑工程桩基是一种常用的基础形式，是加深基础的一种。桩基础通常是由若干根单桩组成，在单桩的顶部用承台连接成一个整体，构成桩基础。因为桩基具有承载力高、沉降速率低、沉降量小而均匀等特点，能够承受垂直荷载、水平荷载、上拔力及由机器产生的振动或动力作用。在工业建筑、高层民用建筑和构筑物，以及地震设防建筑中应用较广，所以通常用于：

（1）高耸建筑物或构筑物对倾斜有严格限制时；

（2）当建筑物的地面荷载过大，过量的地基沉降将造成对建筑物的危害时；

（3）对沉降、沉降速率、允许振幅有严格要求的精密設备的基础及动力机械基础时；

（4）当建筑物荷载较大，浅地基软弱且不均匀，如采用天然地基沉降量过大，需将荷载传递到深层好土层时；

（5）或是建筑物较为重要，不允许有过大沉降时；

（6）对有大吨位重级工作制吊车的单层工业厂房，因荷载大，基础密集、有地面荷载等原因，可能产生较大的地基变形时。

总之，桩基设计应该注意满足地基承载力和变形这两项基本要求。在工程实践中，由于设计或施工方面的原因，致使桩基不合要求，甚至酿成重大事故者已非罕见。因此，做好地基勘察，慎重选择方案，精心设计、精心施工，也是桩基工程施工必须遵循的准则。

2桩型使用和选型原则

任何一种桩型都有其适用范围，再好的桩型只要施工中不注意质量或超过其适用范围，都会出现质量问题甚至造成重大事故。通常对桩型的选择要注意以下原则：第一，考虑载荷因素，即上部结构传递给基础的荷载大小是控制单桩承载力要求的主要因素；第二，考虑土层因素，要根据建筑物场地的工程地质条件、地下水位状况和桩端持力层深度等，通过比较各种不同方案桩结构的承载力和技术经济指标，选择桩的类型；第三，考虑环境因素，即考虑设桩过程中对环境的影响，例如打入式预制桩和打入式灌注桩的场合，就要考虑振动、噪声以及油污对周围环境的影响。如果是泥浆护壁钻孔桩和埋入式桩就要考虑泥水、泥土的处理，否则会造成对环境的不利影响。第四，考虑机械、造价等因素，即考虑本地区桩基施工单位现有的桩工机械设备，如确实需要从其他地区引进桩工机械时，则需要考虑其经济合理性。另外要考虑造价因素，采用桩型，其造价应比较低廉；第五，考虑工期因素，当工期紧迫而环境又允许，可采用打入式预制桩或静压预制桩，因其施工速度快；再如施工条件合适，也可采用人工或机械挖孔桩，因该桩型施工作业面可增多，施工进程也较快。

3桩基施工的技术要点分析

3.1施工顺序要合理

合理的施工顺序，能减少施工难度，所以，在施工方案中要认真统筹，依据实际情况合理安排。在可能的条件下，先浅后深。因为，一艘情况下，桩孔愈深，难度愈大，较浅的桩孔施工后，既可以加固上部土层的稳定性，也减少了深孔施工时的压力。如果是在含水层或有动水压力的土层中施工，应先施工外围（或迎水部位）的桩孔，这部分桩孔混凝土护壁完成后，可保留少量桩孔先不浇筑桩身混凝土，而做为排水井，以方便其它孔位的施工。从而保证了桩孔的施工速度和成孔质量。

3.2桩基施工的技术细节

（1）施工时，如果桩身内部的混凝土强度与预先设计的强度相符时，应该将桩静置而且经过蒸汽的养护之后方可施工；在进行沉桩的施工时，利用经纬仪严格的测量，使桩应该保持垂直，误差不超过0.5%，因为偏差较大时，会导致桩身容易开裂。

（2）进行接桩的操作施工时，接桩通常采用钢端板焊接的方式，在桩身离地面一米的距离时即可进行焊接、接桩，接桩时要时刻观察两节桩身的衔接情况，保证圆角和直角相互正对，在桩顶清理干净之后要进行定位板固定，接着再将上段的桩吊放在下段桩的端板上，利用定位板将上下段的桩接直，如果在两段桩的衔接处有空隙，要利用锲形的铁片加以焊接固定。接头处坡口槽电焊应分三层对称进行，焊接时应减小焊接变形，焊缝连续饱满；焊后清除焊渣，检查焊缝饱满程度。焊接完成后应等接头温度与周围环境温差在100%以内才能沉桩，一般情况下静压桩等候6分钟、锤击桩等候8分钟为宜，不得用水淋等方式快速冷却。

（3）在桩冒和送桩器的选择上，要保持外形上的相互匹配，而且在强度和刚度等的选取上也一定要合格，桩冒和送桩器的下端应该采用开孔的方式来加强桩内部同外界的互通性能，避免由于气压或水压过大导致出现气锤或者水锤，影响到桩头的质量；在接桩、送桩的过程中要保持动作的连贯性，尽量使得每次沉桩的操作都一次到底，避免中间的出现的短暂性停歇；在沉桩的过程中，如果出现贯入度不正常，桩身出现略微的偏差或位移时，为了避免桩身或者桩顶的损坏应立即停止沉桩，通过分析出现这种情况的原因并且加以解决，接着方可继续施工。

（4）对于空心桩一般不进行截桩的操作，如果遇到特殊的情况必须要截桩时，应该采用机械分割的方法将无需截掉的那部分桩身加以固定，然后再沿着钢箍的上边缘进行切割，钢箍绝对不可以利用人力进行强行的截除，可以利用气割法进行切割。

3.3灌注桩的施工技术

（1）沉管灌注桩可采用锤击振动、振动冲击等方法沉管开孔。锤击沉管灌注桩的常用直径（指制桩尖的直径）为300mm500mm，桩长常在20m以内，可打至硬粘土或中、粗砂层。对直径340mm和480mm的桩，当锤的质量各为1t和2t-3.5t时，单桩轴向承载力分别约为250KN-350KN和500KN-700KN。这种施工设备简单，打桩进度快，成本低，但很容易产生缩颈（桩身截面局部缩小）、断桩、局部夹长、混凝土离析和强度不足等质量事故。其原因是多方面的，缩颈常发生在软硬土层交界处，或软弱土层处。因此，拔管的速度应该放慢，例如为0.8m/min；管内混凝土量应充足，应达到1.10-1.15。

（2）钻（冲、磨）孔灌注桩各种钻孔桩在施工时都要把桩孔位置的土排出地面，然后清孔底残渣，要放钢筋笼，最后浇灌混凝土。直径为60mm或650mm钻孔桩，常用回转机具开孔，桩长为10m-30m，单桩承载力为1MN-2MN。目前，国内的钻（冲）孔灌注桩在钻进时下钢套筒，而是利用泥浆保护孔壁，以防现孔，常用桩径为800mm、1000mm、1200mm等，采用的承载力达3MN-9MN。

（3）挖孔桩挖孔桩可以采用人工或机械挖掘开孔。人工挖土时，要挖深0.9m-1.0m时就浇灌或喷射的圈混凝土护壁，上下圈之间插筋连接。达到所需深度时，再进行扩孔。最后在护壁内安装钢筋笼和浇灌混凝土。挖孔桩的直径不宜小于1m，深度为15m者，桩径应在1.2m-1.4m以上，桩身长度宜限制在30m内。

4桩基施工常见问题和解决方法

4.1桩基混凝土施工方面的问题

（1）混凝土采用搅拌站集中拌制，混凝土要有良好的和易性，運输和灌注中无明显离析、泌水，灌注时保持足够的流动性，砼运输车运输，吊车配合灌注。（2）要保证导管的密封，防止提管时吸进水造成缺陷，要确保导管不脱节、不漏水。（3）初灌时，导管下口位置不可太高，要加砂袋或隔离球，保证砼完整地排除导管中的泥浆。（4）混凝土运至灌注地点时，必须检查其均匀性和坍落度，如不符合配合比的要求必须进行更换。（5）保证混凝土连续灌注不得间断，要有专人负责指挥，罐车的运送依次连续到达，不可中断。防止下部混凝土初凝，在接触面产生施工缝，影响成桩质量。在浇注过程中，对每车砼上升的高度都要进行及时测量，以实际测量数据推断砼浇注情况。

4.2打桩施工过程中常见的问题

在打桩过程中，常常会出现桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏差等问题，要采取科学合理的纠正方法。（1）当预制桩入土深度不足或打入桩因土体隆起将桩上抬的情况下，可采用补沉法。（2）当桩身倾斜，但未断裂，且桩长较短，或因基坑开挖造成桩身倾斜，而未断裂，可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理，这属于纠偏方法。（3）当原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求，或单桩承载力达不到设计要求，需要扩大承台并考虑桩与天然地基共同分担上部结构荷载，以及桩基质量不均匀，为防止独立承台出现不均匀沉降，提高抗震能力，都应扩大承台。（4）可改变桩位，如沉桩中遇到坚硬的、不大的地下障碍物，使桩产生倾斜，甚至断裂时，可采用改变桩位重新沉桩；可改变桩型，如预制方桩改为预应力管桩等；可改变沉桩设备。当桩沉入深度达不到设计要求时，可采用大吨位桩架，采用重锤低击法沉桩；可改变桩人土深度，例如预制桩过程中遇到较厚的密实粉砂或粉土层，出现桩下沉困难，甚至发生断桩事故，此时可采用缩短桩长，增加桩数量，取密实的粉砂层作为持力层。在上述情况下这要通过修改桩型或沉桩参数的方法来控制。

5结语

随着现代科学技术发展，尤其是电子技术，计算机技术参加了土力学和基础工程学的领域研究，建筑工程基础的桩基施工工艺技术，也在不断发展提高，灌注桩施工正向着现代化、机械化、自动化和标准化的方向逐步迈进。