浅谈沉桩施工的工艺

摘要：桩基工程的质量直接关系着整个工程的安全性，因此必须在打桩过程中采取科学合理的打桩方法。故文章以打入桩法为例，介绍了其打桩方法与质量控制原则，同时对打桩对周围环境可能造成的影响进行了分析，提出了预防措施。

关键词：打桩 质量控制环境影响 预防措施

1、引言

锤击沉桩法也称为打入桩法，是利用桩锤下落产生的冲击能克服土对桩的阻力，使桩沉到预定深度或达到持力层。锤击沉桩法是预制桩最常用的沉桩方法，这种方法施工速度较快，机械化程度高，适用范围广，广泛应用于现代桩基工程。

而在打桩过程中，采取怎样的打桩方法更为科学合理、如何做好打桩的质量控制工作，以及对于打桩对周围环境造成的各种影响，采取何种措施对其进行预防，都是现场技术人员一直关注的问题之一。

2、打桩方法

打桩所用的机具设备主要包括桩锤、桩架及动力装置三部分。桩锤是对桩施加冲击力，将桩打入土中的主要机具。桩架是支持桩身和桩锤，将桩吊到打桩位置，并在打桩的过程中引导桩的方向，保证桩沿着所要求方向冲击的打桩设备。动力装置包括吊装机就位和启动桩锤用的动力设备，如卷扬机、空气压缩机等，具体选用取决于所选的桩锤。

打桩前，按照施工组织设计确定的打桩顺序，先将桩架移动至桩位并用缆风绳拉牢，然后将桩运至桩架下，利用桩架上的滑轮组，由卷扬机提升桩。当桩提升至直立状态后，即可将桩送入桩架的龙门倒杆内，将桩的下端对准桩位中心，缓缓放下插入土中。插入时，垂直度偏差不得超过0.5%，并与桩架导杆相连接，以保证打桩过程中不倾斜或移动。桩就位后，为防止击碎桩顶、降低噪音，在桩顶放上弹性垫层，如软木板、草袋、废麻袋等，放下桩帽套入桩顶，桩帽上再放上垫木，降下桩锤轻轻压住桩帽。桩锤底面、桩帽上下面和桩顶面都应保持水平，桩锤、桩帽和桩身中心线应在同一垂直线上，尽量避免偏心。在锤的重力作用下，桩向土中沉入一定的深度后趋于稳定时，再校正一次桩的垂直度，至此便可打桩。

打桩时，宜“重锤低击”、“低提重打”，可取得良好效果。开始打桩时，地层软，沉降量较大，锤的落距宜较低，一般为0.6-0.8m，使桩能正常沉入土中。待桩入土一定深度（约1-2m），桩尖不易偏移时，可适当增加落距，逐渐提高到规定的数值，并控制锤击应力，连续锤击。

打桩最后阶段，沉降太小时，要避免硬打；如桩难沉，要检查桩垫、桩帽是否适宜，需要时更换或补充软垫。

3、质量控制

打桩的质量标准包括：打入的位置偏差是否在允许范围之内，最后贯入度与沉桩标高是否满足设计要求，桩顶、桩身是否被打坏，以及对周围环境有无造成严重危害。

为保证打桩质量，应遵循如下原则：①桩端（指桩的全断面）位于软弱土层或一般土层时，以控制桩端设计标高为主，最后贯入度可作参考；②桩端到达坚硬、硬塑的粘土、中密以上的粉土、碎石类土、砂土、风化岩时，以最后贯入度控制为主，桩端标高可作参考；③最后贯入度已达到而桩端标高尚未达到时，应继续锤击3阵，按每阵10击的平均贯入度不大于设计规定的数值加以确认。如控制指标已符合要求，而其他指标与要求相差甚远时，应会同有关单位研究处理。最后贯入度应通过试桩确定，或做打桩试验，与有关单位商议确定。

同时，为了分析和处理打桩过程中出现的质量事故，必须在打桩过程中对每根桩的施打进行测量，并做好测量的详细记录。例如，用落锤、单动气锤或柴油锤打桩，开始时即需记录桩身没沉落1m所需要的锤击数和桩锤落距的平均高度。当桩下沉接近设计标高时，则应在规定落距下，测量每一阵（10击）后的贯入度，和当数值达到最小设计承载力所要求的最后贯入度。

打桩时要测量桩顶水平标高，特别对承受轴向荷载的摩擦桩，可用水准仪测量控制。在桩架导杆的底部上，每10-20mm画好准线，注明数字，桩锤上则画一白线。打桩时，根据桩顶水平标高，定出桩锤应停止锤击的水平面数字，当锤上白线达到此数字位置，即应停止打锤。这样，就能使桩顶水平标高符合设计规定。

4、打桩对周围环境的影响及预防措施

4.1 对环境影响

由于巨大体积的桩体在冲击作用下于短时间内沉入土中，会对周围环境带来下述危害：

（1）挤土。系有桩体入土后挤压周围土层造成的；

（2）振动。在桩锤冲击下，桩体振动，振动波向四周传播，给周围的设施造成危害；

（3）超静水压力。土壤中含的水分在桩体挤压下产生很高的压力，此高压水在向四周渗透时亦会给周围设施带来危害；

（4）噪声。桩锤对桩体冲击产生噪声，达到一定分贝时，也会对周围人民的生活和工作带来不利影响。

4.2 预防措施

为避免和减轻上述打桩产生的危害，根据过去的经验总结，可采取下述措施：

（1）限速，即控制单位时间打桩的数量，这样可以避免产生严重的挤土和超静水压力；

（2）正确确定打桩的顺序。一般在打桩的推进方向挤土较为严重，宜背向保护对象向前推进打设；

（3）挖应力释放沟（或防振沟）。在打桩区与被保护对象之间挖沟（深2m左右），可隔断浅层内的振动波，对防振有益。如在沟底再钻孔排水，则可减轻挤土影响和超静水压力；

（4）埋设塑料排水板或袋装砂井，可人为造成竖向排水通道，易于排除高压地下水，使土中水压力降低；

（5）钻打结合法，即先在浅层土中钻孔（孔径为桩径的1/3左右，钻孔深度视工程情况而定），并排除孔内土，然后将桩插入孔底后再打桩，这样可大大减轻浅层挤土影响。

5、结语

总之，对于打桩施工，必须要严格按照科学合理的打桩方法按步进行。对于打桩过程中各种可能出现的情况予以足够的重视，避免打桩可能出现的各种质量通病。同时，还要分析打桩对周围环境造成的各种影响，积极采取有效措施进行防范。只有这样，才能更好的确保整个工程项目的质量。