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【摘 要】 文章主要探讨了锤击桩桩位水平位置、桩身垂直度、电焊接桩质量、桩顶标高控制等方面的施工质量保证措施；针对锤击桩施工中的常见事故，提出了相应的对策。
【关键词】 钢结构；锤击桩；施工问题；质量控制
锤击桩工法具有施工简单，工期短，在相同图层地质条件下单桩承载力高、造价低等特点，在钢结构工程中广为应用。然而，在实际施工中，也经常出现桩位偏位、桩身倾斜、桩顶碎裂等问题，本文将对锤击桩在具体工程应用中常见的质量问题及其控制措施展开具体探讨与论述。
1 工程概况
镇江市大港港区四期钢结构工程的桩型为先张法预应力混凝土管桩采用Φ500PHC预应力砼C80管桩，桩总长度为5407米，沉桩方式采用锤击法。根据施工场地工程地质条件，该工程选择了一台DD63锤击桩机，该种机型为步履行走机构，便于移位、对桩位，方便快捷，适于在本工程施工。依据本工程桩型及桩的贯入深度，结合地质情况，拟定桩长较深的PHC500的砼管桩优先采用8t柴油桩锤施打；桩长较短的桩则采用6.2t柴油桩锤施打。
2 锤击桩的常规施工工艺
桩尖在现场焊接，喂桩施工工艺如图1所示，保证桩身垂直度，桩身垂直度测量如图2所示。
图1 喂桩示意图 图2 桩身垂直度测量示意图
桩身入土1～2m后再次调整桩身垂直度，符合要求后连续击打。在沉桩过程中测量人员要随时检查导杆和桩身的垂直度和倾斜度，并准确填写打桩施工记录。沉桩过程中应按照重锤低击、低提重打的原则，以尽量减少对桩头的冲击力；每节桩打至桩顶距地面0.8～1.0m处停止击打，吊装上节桩就位并施焊接桩，焊缝应连续饱满（按规范要求进行焊缝探伤检测焊缝的焊接质量），因焊缝在高于常温时，桩打入地下，焊缝遇到地下水突然冷却，电焊缝容易脆断，对焊接质量有大大的影响，故焊接完毕须冷却一段时间（规范规定自然冷却时间不小于8min）后，进行接口防腐处理（敲净药皮、涂刷沥青防锈漆）；接桩完毕后，起动桩锤，连续击打，待该节桩打至桩顶离地面0.8～1.0m处停打，再接上节桩，如此反复施工直至最后一节桩；送桩在最后一节桩桩顶离地面0.8～1.0m时进行，接上送桩器进行送桩，桩顶标高控制如图3所示。
图3 桩顶标高控制示意图
本工程桩基停打标准为双控，以桩端标高控制为主，当桩端进入持力层，贯入度已达到而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵，其每阵十击的贯入度不应大于规定的控制贯入度。
选择合适的锤垫和桩垫、重锤低击、力戒偏打、控制总锤击数，减少桩身破损根据实际情况考虑采取预钻孔辅助沉桩法或设置防挤孔法，保护已打入的厂房柱基桩；合理安排打桩顺序、控制沉桩速度；打桩邻近地区在打桩期间禁止深基坑开挖；及时清除地下障碍物，保证沉桩质量。
3 锤击桩的施工质量控制措施
施工时必须控制桩的垂直度。打桩前和电焊接桩前要用两台经纬仪在桩的相邻的两面作垂直度观察，确保桩身垂直。打桩时，经纬仪跟踪调整送桩器垂直度，其垂直度偏差值应<0.5%。
3.1桩位水平位置控制措施
打桩前保持场地平整，送桩孔及时回填，打桩机配水平尺两根以确保打桩平稳，校对桩位准确后，再移机上位，插桩前，对样桩再次用仪器进行检查，确保桩位无偏差，桩尖对准样桩，参照经纬仪调桩至竖直方可压桩。现场桩位定位常用小木桩（或钢筋），洒白灰来表示桩位，这种方法打桩过程中，由于周转场地土壤被挤压，原标定的桩位常常发生移动，因此每根桩施工前要校核，以防桩位水平位移。
3.2桩身垂直度控制措施
在打桩过程中，如果桩身不垂直，会导致偏心受压而桩身断裂，且引起桩水平位置偏差加大，施工将采取如下措施，机台操作员按桩机竖直悬针调平桩机，指挥员参照两台经纬仪（架在桩身机相邻两个方向桩长2倍处）及垂球指挥调下桩身使偏差不超过0.5%，并随时接受检查，接桩时上下节桩中心线必须在同一铅垂线上。上下两节桩之间因制桩施工的允许误差而出现的间隙用垫铁填实、焊牢。
3.3电焊接桩质量控制措施
接桩时，上下节桩必须接直、接牢。上下节桩的中心线偏差不得大于2MM。桩接头焊接前，应用钢丝刷清理上、下桩节的端头板，坡口处应刷至露出金属光泽。焊接时宜先在坡口圆周上对称点焊4-6点，等上、下桩节固定后拆除导向箍，再分层施焊，施焊宜对称进行。焊接层数宜为三层，不得少于二层，内层焊渣必须清理后再施焊外一层。焊好后的接头应自然冷却，才可继续沉桩，自然冷却不应小于8分钟，严禁水冷和焊好即沉。
3.4桩顶标高控制措施
施工前在场地周围建筑物上设置控制点，用水准仪测出自然地平标高，准确计算出送桩深度，确认无误，方可标于送桩器上，确保桩顶标高偏差在规范内。
4 锤击桩施工中常见事故原因分析及处理对策
4.1桩位偏位
（1）测量放线有误，或放样小桩变位而未加以校核纠正。处理对策：控制测量精度并经常与轴线点复核，小桩放样一次不要太多，并做好保护。（2）插桩“对中”误差较大。处理对策：严格控制对中误差及垂直度。（3）先施工的桩被挤动，特别是在软土层中，先施工的短小桩更容易跑位。处理对策：严格遵循从中间向两端，先深后浅的打桩原则。（4）打桩顺序不当，易引起桩顶偏位。处理对策：严格遵循从中间向两端，先深后浅的打桩原则。（5）孤石和其他坚硬障碍物可将管桩的桩尖和桩身挤向一旁。处理对策：必须按设计及规范要求控制好桩尖焊接质量，熟悉地质勘查报告、提前预控。（6）桩尖沿裸露岩石倾斜面滑移。处理对策：提前清除裸露岩石及其他障碍物。（7）两节或多节桩施工时，接桩不直，桩中心線成折线形，桩顶偏位。处理对策：采用J2经纬仪严格控制第一节桩的垂直度，控制接桩对中误差，打磨平端头板上的毛刺及突出物。（8）在软土地基上由于重型施工机械的偏压也易引起桩的偏位。处理对策：打桩结束的区域禁止一切机械进入。 4.2桩身倾斜
（1）施工场地不平；或地表松软，使打桩机倾斜；打桩机导杆未校直。处理对策：打桩前对施工场地进行平整。（2）插桩不正，底桩倾斜率过大；或初入土时就发生倾斜。处理对策：严格控制底桩垂直度。（3）桩身弯曲度过大。处理对策：管桩进场前做好抗弯强度检测，进场抗弯强度检测合格的。（4）桩顶与桩身中轴线不垂直。处理对策：控制好每节桩的垂直度及桩位。（5）桩尖偏心不对中。处理对策：控制好桩尖制作质量。（6）桩垫不平，静压时会使桩顶面倾斜而造成桩身倾斜。处理对策：打磨平端板、垫平桩垫。（7）遇到孤石或坚硬障碍物，使桩尖跑位桩身倾斜。处理对策：提前了解地质情况，做好预控措施。（8）接桩时上下节桩不在同一直线上，产生曲折。处理对策：控制好接桩时的对中误差。（9）桩尖沿裸露岩石倾斜面滑移。处理对策：提前清除裸露岩石及其他障碍物。（10）先打的桩被挤斜，尤其是打桩顺序不当时更显得严重。处理对策：严格遵循从中间向两端，先深后浅的打桩原则。（11）先打的桩送桩太深，附近后打的桩会朝送桩孔的方向倾斜。处理对策：先将送桩太深的桩孔回填砂石并密实。（12）大片密集桩群中，压桩时土体挤压邻桩。处理对策：严格遵循从中间向两端，先深后浅的打桩原则。（13）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或桩身倾斜。处理对策：合理调配合适软土区域送桩的送桩器。
4.3桩顶碎裂
（1）桩的制作质量差，如桩身原材料质量差，制作工艺不符合规范要求，配合比不当，水灰比控制不严，混凝土强度达不到要求，离心度不当等。处理对策：控制管桩进场质量。（2）管桩制作时，桩头严重跑浆，形成空洞。处理对策：对此类桩做相关检测，根据相关检测再由设计定处理意见。（3）蒸汽养护时蒸养制度不当引起混凝土脆性破坏。处理对策：生产时严格控制管桩工序质量。（4）桩身混凝土龄期不足。处理对策：对此类桩做相关检测，根据相关检测再定处理意见。（5）搬运、吊装、堆放过程中碰撞损坏。处理对策：此类桩应为废品，撤出现场。（6）预应力主筋的墩头高出桩端面。处理对策：将高出桩端面的主筋打磨平。（7）没有桩垫或桩垫厚度不够，或桩垫未及时更换。处理对策：必须垫好桩垫。（8）送桩器尺寸不合适或倾斜时使桩头击碎。处理对策：合理调配合适的送桩器。
5 结语
通过采用上述质量控制措施，有效控制了桩位偏位与桩身倾斜，避免了桩顶碎裂，同时有效控制了沉桩噪音、振动、挤土等的不良效应对周边环境的危害，取得了良好的施工质量。
参考文献：
[1]孙晓东；常见的锤击桩质量问题及防治措施；工程建设与档案；2012-08-30
[2]孟實；锤击桩施工工艺及质量控制；东南大学；2013-08-01
【关键词】 钢结构；锤击桩；施工问题；质量控制
锤击桩工法具有施工简单，工期短，在相同图层地质条件下单桩承载力高、造价低等特点，在钢结构工程中广为应用。然而，在实际施工中，也经常出现桩位偏位、桩身倾斜、桩顶碎裂等问题，本文将对锤击桩在具体工程应用中常见的质量问题及其控制措施展开具体探讨与论述。
1 工程概况
镇江市大港港区四期钢结构工程的桩型为先张法预应力混凝土管桩采用Φ500PHC预应力砼C80管桩，桩总长度为5407米，沉桩方式采用锤击法。根据施工场地工程地质条件，该工程选择了一台DD63锤击桩机，该种机型为步履行走机构，便于移位、对桩位，方便快捷，适于在本工程施工。依据本工程桩型及桩的贯入深度，结合地质情况，拟定桩长较深的PHC500的砼管桩优先采用8t柴油桩锤施打；桩长较短的桩则采用6.2t柴油桩锤施打。
2 锤击桩的常规施工工艺
桩尖在现场焊接，喂桩施工工艺如图1所示，保证桩身垂直度，桩身垂直度测量如图2所示。
图1 喂桩示意图 图2 桩身垂直度测量示意图
桩身入土1～2m后再次调整桩身垂直度，符合要求后连续击打。在沉桩过程中测量人员要随时检查导杆和桩身的垂直度和倾斜度，并准确填写打桩施工记录。沉桩过程中应按照重锤低击、低提重打的原则，以尽量减少对桩头的冲击力；每节桩打至桩顶距地面0.8～1.0m处停止击打，吊装上节桩就位并施焊接桩，焊缝应连续饱满（按规范要求进行焊缝探伤检测焊缝的焊接质量），因焊缝在高于常温时，桩打入地下，焊缝遇到地下水突然冷却，电焊缝容易脆断，对焊接质量有大大的影响，故焊接完毕须冷却一段时间（规范规定自然冷却时间不小于8min）后，进行接口防腐处理（敲净药皮、涂刷沥青防锈漆）；接桩完毕后，起动桩锤，连续击打，待该节桩打至桩顶离地面0.8～1.0m处停打，再接上节桩，如此反复施工直至最后一节桩；送桩在最后一节桩桩顶离地面0.8～1.0m时进行，接上送桩器进行送桩，桩顶标高控制如图3所示。
图3 桩顶标高控制示意图
本工程桩基停打标准为双控，以桩端标高控制为主，当桩端进入持力层，贯入度已达到而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵，其每阵十击的贯入度不应大于规定的控制贯入度。
选择合适的锤垫和桩垫、重锤低击、力戒偏打、控制总锤击数，减少桩身破损根据实际情况考虑采取预钻孔辅助沉桩法或设置防挤孔法，保护已打入的厂房柱基桩；合理安排打桩顺序、控制沉桩速度；打桩邻近地区在打桩期间禁止深基坑开挖；及时清除地下障碍物，保证沉桩质量。
3 锤击桩的施工质量控制措施
施工时必须控制桩的垂直度。打桩前和电焊接桩前要用两台经纬仪在桩的相邻的两面作垂直度观察，确保桩身垂直。打桩时，经纬仪跟踪调整送桩器垂直度，其垂直度偏差值应<0.5%。
3.1桩位水平位置控制措施
打桩前保持场地平整，送桩孔及时回填，打桩机配水平尺两根以确保打桩平稳，校对桩位准确后，再移机上位，插桩前，对样桩再次用仪器进行检查，确保桩位无偏差，桩尖对准样桩，参照经纬仪调桩至竖直方可压桩。现场桩位定位常用小木桩（或钢筋），洒白灰来表示桩位，这种方法打桩过程中，由于周转场地土壤被挤压，原标定的桩位常常发生移动，因此每根桩施工前要校核，以防桩位水平位移。
3.2桩身垂直度控制措施
在打桩过程中，如果桩身不垂直，会导致偏心受压而桩身断裂，且引起桩水平位置偏差加大，施工将采取如下措施，机台操作员按桩机竖直悬针调平桩机，指挥员参照两台经纬仪（架在桩身机相邻两个方向桩长2倍处）及垂球指挥调下桩身使偏差不超过0.5%，并随时接受检查，接桩时上下节桩中心线必须在同一铅垂线上。上下两节桩之间因制桩施工的允许误差而出现的间隙用垫铁填实、焊牢。
3.3电焊接桩质量控制措施
接桩时，上下节桩必须接直、接牢。上下节桩的中心线偏差不得大于2MM。桩接头焊接前，应用钢丝刷清理上、下桩节的端头板，坡口处应刷至露出金属光泽。焊接时宜先在坡口圆周上对称点焊4-6点，等上、下桩节固定后拆除导向箍，再分层施焊，施焊宜对称进行。焊接层数宜为三层，不得少于二层，内层焊渣必须清理后再施焊外一层。焊好后的接头应自然冷却，才可继续沉桩，自然冷却不应小于8分钟，严禁水冷和焊好即沉。
3.4桩顶标高控制措施
施工前在场地周围建筑物上设置控制点，用水准仪测出自然地平标高，准确计算出送桩深度，确认无误，方可标于送桩器上，确保桩顶标高偏差在规范内。
4 锤击桩施工中常见事故原因分析及处理对策
4.1桩位偏位
（1）测量放线有误，或放样小桩变位而未加以校核纠正。处理对策：控制测量精度并经常与轴线点复核，小桩放样一次不要太多，并做好保护。（2）插桩“对中”误差较大。处理对策：严格控制对中误差及垂直度。（3）先施工的桩被挤动，特别是在软土层中，先施工的短小桩更容易跑位。处理对策：严格遵循从中间向两端，先深后浅的打桩原则。（4）打桩顺序不当，易引起桩顶偏位。处理对策：严格遵循从中间向两端，先深后浅的打桩原则。（5）孤石和其他坚硬障碍物可将管桩的桩尖和桩身挤向一旁。处理对策：必须按设计及规范要求控制好桩尖焊接质量，熟悉地质勘查报告、提前预控。（6）桩尖沿裸露岩石倾斜面滑移。处理对策：提前清除裸露岩石及其他障碍物。（7）两节或多节桩施工时，接桩不直，桩中心線成折线形，桩顶偏位。处理对策：采用J2经纬仪严格控制第一节桩的垂直度，控制接桩对中误差，打磨平端头板上的毛刺及突出物。（8）在软土地基上由于重型施工机械的偏压也易引起桩的偏位。处理对策：打桩结束的区域禁止一切机械进入。 4.2桩身倾斜
（1）施工场地不平；或地表松软，使打桩机倾斜；打桩机导杆未校直。处理对策：打桩前对施工场地进行平整。（2）插桩不正，底桩倾斜率过大；或初入土时就发生倾斜。处理对策：严格控制底桩垂直度。（3）桩身弯曲度过大。处理对策：管桩进场前做好抗弯强度检测，进场抗弯强度检测合格的。（4）桩顶与桩身中轴线不垂直。处理对策：控制好每节桩的垂直度及桩位。（5）桩尖偏心不对中。处理对策：控制好桩尖制作质量。（6）桩垫不平，静压时会使桩顶面倾斜而造成桩身倾斜。处理对策：打磨平端板、垫平桩垫。（7）遇到孤石或坚硬障碍物，使桩尖跑位桩身倾斜。处理对策：提前了解地质情况，做好预控措施。（8）接桩时上下节桩不在同一直线上，产生曲折。处理对策：控制好接桩时的对中误差。（9）桩尖沿裸露岩石倾斜面滑移。处理对策：提前清除裸露岩石及其他障碍物。（10）先打的桩被挤斜，尤其是打桩顺序不当时更显得严重。处理对策：严格遵循从中间向两端，先深后浅的打桩原则。（11）先打的桩送桩太深，附近后打的桩会朝送桩孔的方向倾斜。处理对策：先将送桩太深的桩孔回填砂石并密实。（12）大片密集桩群中，压桩时土体挤压邻桩。处理对策：严格遵循从中间向两端，先深后浅的打桩原则。（13）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或桩身倾斜。处理对策：合理调配合适软土区域送桩的送桩器。
4.3桩顶碎裂
（1）桩的制作质量差，如桩身原材料质量差，制作工艺不符合规范要求，配合比不当，水灰比控制不严，混凝土强度达不到要求，离心度不当等。处理对策：控制管桩进场质量。（2）管桩制作时，桩头严重跑浆，形成空洞。处理对策：对此类桩做相关检测，根据相关检测再由设计定处理意见。（3）蒸汽养护时蒸养制度不当引起混凝土脆性破坏。处理对策：生产时严格控制管桩工序质量。（4）桩身混凝土龄期不足。处理对策：对此类桩做相关检测，根据相关检测再定处理意见。（5）搬运、吊装、堆放过程中碰撞损坏。处理对策：此类桩应为废品，撤出现场。（6）预应力主筋的墩头高出桩端面。处理对策：将高出桩端面的主筋打磨平。（7）没有桩垫或桩垫厚度不够，或桩垫未及时更换。处理对策：必须垫好桩垫。（8）送桩器尺寸不合适或倾斜时使桩头击碎。处理对策：合理调配合适的送桩器。
5 结语
通过采用上述质量控制措施，有效控制了桩位偏位与桩身倾斜，避免了桩顶碎裂，同时有效控制了沉桩噪音、振动、挤土等的不良效应对周边环境的危害，取得了良好的施工质量。
参考文献：
[1]孙晓东；常见的锤击桩质量问题及防治措施；工程建设与档案；2012-08-30
[2]孟實；锤击桩施工工艺及质量控制；东南大学；2013-08-01