桥梁沉桩施工技术探讨
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摘 要： 沉桩是将预制的桩体通过锤击、振动或静压等方式沉入土层，从而承桥梁上部结构及墩台荷载的基础形式。沉桩按材质可分为木桩、钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩和钢桩；按形状可分为方桩、圆桩和管桩等。主要对沉桩施工前的准备工作和工艺控制措施进行了探讨。
关键词： 桥梁工程；沉桩；施工；质量
中图分类号： TB
文献标识码： A
文章编号： 16723198（2013）06018601
1 沉桩施工前的准备工作
（1）试桩数量：沉桩工程在正式开工前应先进行试桩。试桩采用冲击试验及静压试验，计有要求时再做静拔试验和静推试验。冲击试验的桩数，一般不少于桩总数的2%，静压试验的桩数，按设计规定处理。在相同地质情况下，按桩总数的1%计，并不得少于2根。位于深水处的试桩，应根据具体情况，由有关部门决定。
（2）沉桩顺序：在一个基础沉入较多的桩时，会把基底以下的土挤密或隆起，如果采用从基础四周向内沉桩的办法，则越往中间沉，基底以下的土挤得越密，导致后续各桩无法下沉，甚至已下沉的基桩被土挤出，因此沉桩次序是一个很重要的问题，必须慎重考虑。沉桩一般由一端向另一端连续进行，当桩基平面尺寸较大或桩距较小时，宜由中间向两端或四周进行；如桩埋置有深浅，宜先沉深的，后沉浅的；在斜坡地带，应先沉坡顶的，后沉坡脚的。
（3）吊桩及插桩：吊桩时根据桩长可采用一个吊点、两个吊点、三个吊点或四个吊点，预制桩吊立时一般多采用一个吊点，较长的桩可采用三个吊点或四个吊点。各种吊点的位置是根据吊运、吊立过程中产生的最大正负弯矩绝对值相等的条件来确定的，由于各种桩的体型不一样，其吊点的位置有时要作相应的变更。起吊前应检查桩上的配件是否齐全。吊桩前应作好桩的吊点位置记号，捆好吊索，并标好检查桩下沉的尺寸。吊点应符合设计规定，不得任意变动。采用一个吊点吊立就位时，当桩吊到一定高度，即相当于1/2桩长加0.5m后，逐渐地放松溜绳直至桩身完全垂直为止，然后把桩纳入龙门框内。吊插大口径的长钢管桩，如直径1.2m、长度40m钢管桩，采用两个吊点吊立就位时，由于桩身偏移量过大、桩质量过大，难以纳入龙门框内，可在上吊点的对称面上增加一个吊点，校正桩身偏移量后，使其易于纳入龙门框内。长桩用单点悬挂时，不得使用吊环；纳入龙门框时，应将标好尺寸的一面向外。桩架就位前，应对桩架本身的水平及龙门框的正直情况进行详细的检查校正。在松软土中插桩时，桩位容易向前走动，应向后移一些插入。在斜坡上插桩，如斜桩与斜坡同一方向时，应向坡上方移动一些。在施工群桩基础时，先沉人的桩已将土挤密，继续插桩时，桩位应略移向先沉好的桩。在深水急流中插桩时，应考虑水流及浮力作用，宜向迎水方向移动一些，必要时可在上游加设临时挡流设施，或用导向框架插桩。插桩时桩位移动距离的大小，应根据试桩情况考虑。插好桩后，应立即将桩头用锤压住，检查锤、桩帽和桩的中心是否在一条竖直线上，并检查桩位有无移动及桩的垂直度或倾斜度是否符合规范要求。
2 沉桩施工工艺控制措施
（1）锤击沉桩：预制钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩在锤击沉桩前桩身混凝土强度应达到设计要求，桩锤的选择应根据地质条件、桩形、土的密实程度、单桩轴向承载力及现有的施工条件等确定。沉桩前应对桩架、桩锤、动力机械、射水管路、蒸汽管路、电缆等主要设备部件进行检查，开始沉桩时，宜采用较低落距。桩锤、替打、送桩和桩宜保持在同一轴线上。锤击沉桩时，桩帽与桩之间的垫层（包括锤垫和桩垫）要仔细安放，要有适当的厚度，在锤击过程中须及时修理锤垫和更换桩垫，避免桩头引起很高的压应力。桩帽要夹着垫层，减少锤击时产生振动，使锤击力能均匀地分布在桩头上，当沉桩的桩顶标高低于落锤的最低标高时，应设送桩，其强度不得小于桩的设计强度。送桩应与桩锤、桩身在同一轴线上，开锤以后，坠锤或单动汽锤的落锤高度不宜超过0.5m；双动汽锤应降低汽压，减少每分钟的锤击数；柴油锤应控制供油量，减少锤击能量。以后视桩的人土情况，逐渐加大冲击动能，直至桩的入土深度和贯入度都符合设计要求为止，锤击沉桩的最后贯人度，不宜定得太小，对于柴油锤沉桩的贯入度不宜小于1～2mm/击，蒸汽锤不宜小于2～3mm/击，以免损坏桩锤。斜坡上沉桩时，桩架应符合斜桩的坡度。根据桩的外移规律及土质、坡度、水深、水流等情况，斜桩尚应考虑自重的影响，结合施工实践经验，桩身宜向岸移一定距离下桩，以使沉桩后桩位符合设计要求。锤击沉桩应考虑锤击振动和挤土等对岸坡稳定或邻近建筑物的影响，可根据具体情况采取措施并对岸坡和邻近建筑物位移和沉降等进行观察，及时记录，如有异常变化，应停止沉桩并研究处理。沉桩时，以控制桩尖设计标高为主。当桩尖已达设计标高，而贯人度仍较大时，应继续锤击，使贯入度接近控制贯入度。当贯入度已达控制贯入度，桩尖标高未达设计标高时，应继续锤击100mm左右，如无异常变化时，即可停锤。沉桩工作应一次沉到设计标高，不得中途停顿。若停顿过久，由于土的恢复将难以下沉。沉好的桩在未经验收以前，不得截锯桩头。截锯桩头时不要用大锤硬砸，以免振出裂缝，可先用钢抱箍或木抱箍将桩身截锯处下面箍紧，用小锤沿箍处凿开一条沟槽，然后再进行扩大截断。
（2）锤击沉桩复打：对发生“假极限”、“吸入”现象的桩和射水沉桩及上浮、下沉现象的桩都应进行复打。“假极限”是指桩在饱和的细、中、粗砂中连续锤击下沉时，使流动的休止时间按土质不同而异。
（3）静力压桩：压桩前应在桩身作出明显的深度标志，
以便压桩时记录压入深度和压力的数值。压桩机在进入现
场前，工作场地应先平整，并根据现场条件，预先确定压桩机压桩顺序，尽量减少压桩机行走距离。根据地质钻探，静力触探或试桩资料估算压桩阻力，以选用适当的压桩设备，其重力宜大于压桩阻力的40%。压入桩过程中，应防止一棵桩压入时中断工作，以免间歇后桩阻力增大。采用接桩时应尽量缩短接桩时间，以减少压桩阻力。压桩机的安装与拆卸应根据厂方产品说明书规定执行。吊装前应清理桩身，并检查桩身有无明显碰损处，以免影响夹持下压。如影响则不得使用。吊桩进入压桩机夹具后，应对准桩位。开始压桩时，应使较低的压力徐徐压入，确定无异常情况后，再开始正常工作。压桩过程中应严格控制桩身与地面的垂直度，不允许倾斜压人。如需接送桩时，应保证送桩的中心轴线与桩身的中心轴线上下一致。压桩过程中，应随时注意桩下沉有无变化，如有水平方向位移时，则可能桩尖遇到障碍，当移动量较大时，应将桩拔出，清除障碍或与设计单位研究后改变位置。
（4）射水沉桩：在砂质或砾石土壤中打桩，可采用射水打桩法，随射随打。待桩尖距设计高程1m左右时，应停止射水，完全锤击，以增加桩的承载能力。若随射随打仍不能穿过坚实土层时，可利用旧钢轨作引桩先打成导眼，然后将桩插入继续下沉。射水管的直径根据水压和水量决定。射水沉桩应根据土层情况，选择高压泵压力和排水量。一般宜采用多级离心泵，在进水口处应装置真空计，出水口处应装置压力计。起动水泵时，应注满接引水。采用活塞式水泵时，应在压力管中安设气罩。在供水高压管路上，必须设有逆止阀和溢水阀，防止喷嘴堵塞时破坏水泵和管路。为减少水压力损失，水泵应尽量靠近沉桩地点，管路宜顺直，不得拐死弯。在宽水面深水中沉桩时，宜采用浮动水泵站。在沉桩过程中，应及时检查桩的人土深度和桩位，特别是斜桩更应注意。将近停止射水前，必须再检查一次桩位，最后校正。
3 结束语
沉桩施工对施工方案的技术措施要求高质星控制难度较大沉桩施工的技术把关在其中起了关键性的作用。桩基施工质量关系到整个桥梁建筑物的工程质量在桩基施工过程中遇到各种意外情况应及时通过业主、监理与设计部门联系按设计部门的设计修改通知或会议纪要进行施工在施工过程中施工单位应多去分析质量问题的类别、原因多去总结经验多去吸取教训严格遵守国家施工规范和技术操作规程以及工程质量验评标准确保工程质量满足业主单位的要求体现出工程精心施工、科学管理、把关严格、技术先进、精心组织从而确保工程建设质量。
参考文献
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[2]孟昭玉.镇江港大码头桩基础工程沉桩施工方案设计与研究分析[J].中国水运：下半月，2012，（8）：218219.