浅谈微型钢管桩的施工工艺

 浅谈微型钢管桩的施工工艺

　关键词：微型钢管桩；施工；工艺

在我国，尤其是改革开放以后，随大规模经济建设的迅猛发展，由于工业布局和城市规划的需要，在软弱地基或者在特定场所兴建大型、高耸、重型的工业厂房、高层楼宇、码头涵闸、桥梁筒仓等结构物越来越多，因此这类工程的基坑支护技术得到了全面的发展。微型钢管桩作为一种“小径高强”桩在一些特定场合以其独特的优势开始逐渐受到设计人员的重视。对微型钢管桩的施工研究，对现场施工具有一定的指导意义。

1打桩施工

1.1打桩设备的选择

打桩设备由打桩机械(水上施工要有打桩船)，包括桩锤、打桩架、和附属设备(比如桩帽、缓冲垫、送桩用替打)等构成。

(1)打桩架。是配合桩锤进行打桩施工的必要设备，作用是完成桩锤的导向，起落桩锤、竖桩等。

(2)桩锤。可分为冲击式(柴油锤、蒸气锤、汽锤和落锤)、振动式(振动锤)和压入式(压桩机)。其中柴油锤效率比较高，构造简单，并使桩可以获得较大的承载力，因此在钢管打入时使用广泛。

(3)附属设备。桩帽的作用:保护桩的头部使其受到的冲击力均匀分布、保持桩的垂直度。缓冲垫:缓冲垫在桩帽的上部，与锤的砧部接触，直接承受锤的强力冲击，使桩帽上的力均匀下传，可以防止锤本身的损坏。

1.2桩锤的选定

根据掌握的桩锤的特性，结合钢管桩的形状、尺寸、重量、埋入深度、结构类型和土质等条件来进行桩锤的选定。如图1所示桩锤的选定流程图。

1.3注意事项

(1)打桩施工的注意事项有:在微型钢管桩上弹出中线和尺寸线，以便对中和掌握打入打入深度;准备好有充分起吊能力的起重设备;海上作业要用仪器从两个方向来决定打桩的位置。

(2)打桩的顺序。

由于桩的打入，会使土体受到挤密，对软土来说由于打桩使孔隙水压力急剧增高而造成土的侧向或向上的流动和涌出，故应视情况对打桩的顺序加以调整，一般考虑先在周围打桩，然后往内部打桩。

对于打入闭口桩或者布桩过密，中央部位后打时，会产生中央地基挤密而使入桩困难，同时也会使周围的桩受到有害的弯曲应力，为解决这种情况应从中央到周围或一面打入，平行进行。也可并用挖掘形式的施工方法(适用螺旋钻等)。

(3)打桩要领。正式打入之前，要先做预打，在确定桩的中心位置和角度后，再正式打入。若为斜桩并且倾角较大时，如果快速打入，会引起打桩机架的重心剧烈移动，所以开始轻打是必要的。在入土2-3m若发生倾斜，应将桩帽取出进行修正，或拔出重打。

(4)接桩。在接桩时下节桩的打剩高度，除了使接桩容易就位的接桩高度外，为了便于焊接作业，一般下节桩的打剩高度位50-80cm最好。

(5)打桩工艺流程如图2所示。

1.4打入精度和停打标准

(1)打入精度。

桩的打入精度取决于作业人员的技术水平、认真程度、桩的制造误差、机械、放置打桩架的平台等影响，同时也受到地基的影响。桩顶的平面位移对于承台边的边桩来说要求小于D/5;对中间桩要小于D/4并不超过6cm;桩顶标高偏差要小于D/10(D为桩径);桩的倾斜度应小于全长的1/1000.

(2)停打标准。

由于地质条件的差异和桩长尺寸的差异，所以不可能做出固定统一的停打标准，只有根据现场情况进行判断。不过控制停打，应主要从三方面去判断，即:打入深度，最后10击平均贯入度和总锤击数和最后lm的击数.

需要注意的是，对于已经打完的桩，要及时做好标高测量，因为邻近打入的桩可能使己经打入的桩发生上浮或下沉的现象，要据此判断修正或再打入的必要性，特别是要注意闭口桩的上浮现象。

1.5打桩时遇到的问题和解决对策

(1)遇到的问题分析

在打桩过程中通常遇到的问题有:打不到设计深度;桩身发生了破坏;虽然打到了设计深度，但还不能停打;桩的偏移或倾斜超过了允许值;桩的打入状况与地基调查或试验桩的记录比较起来差别较大。

对上面产生的问题分析起来大概有:相对于桩形、断面和地基状态来说，桩锤的重量选用不恰当;对桩帽和缓冲垫的选用和使用有错误，导致能量损失太大;桩锤的配重不好引起的;就位不好产生了较大的偏移或管理不当;对地基的调查不够充分，没有发现地层中的硬夹层、孤石等障碍物的存在;由于桩对土的挤密和桩间距太小导致桩周摩阻力变大;送桩“替打”与桩头的接触面不好或脱落.

无论是什么情况，当桩不能顺利打入时，都要停下来处理，有的不得不做善后处理，误工费事，所以在打桩前做好事先调查和充分的施工管理是十分重要的。

(2)入桩困难时的对策

当桩无法打入时，首先应针对上述原因采取相应的对策。

桩未破损而不能打入，可以认为是设备的问题，即:柴油锤一次冲击0.5mm,汽油锤也基本一样。振动锤每分钟贯入25mm以下，或者振幅跌落到额定的1/3一1/5以下时。在打桩过程中应尽量详细的做好打入记录，这样有利于分析事故的原因，从而做出适当的解决方案。如下是常见的问题和解决办法:

①适用柴油锤，当遇到不可能打入的硬地层时，锤的落距应超过2-2.2m。若以大于该落距不能打入时，则可能是送油状况不佳或缓冲垫选用不合适导致。

②若几条桩的记录偏差非常大，是由于地下有障碍物。

③当回弹量大、桩内的土砂量少时，是由于桩尖破损或地下有障碍物所致。

有时采取以下措施:更用更大一级的锤;是否可以停打;改变桩尖和桩断面，使闭口桩改为开口桩来减小打入阻力。

(2)在打入过程中，遇到桩体破损，原则上可以采取下面的措施。

①在吊入中破损，最好先更换一根。

②在打入完毕时桩头破损(一般仅限于头部，对桩身没有影响)，当长度不充裕时，并且破损长度为lm左右，可以挖出头部，进行补强加箍，浇注混凝土。但是当破损长度比较大，最好打入新桩了。

③在打入中桩本体破损，原则上要打入新桩。但桩己经打完，而其破损程度又不太严重，设计方也认可可以使用，则要在微型钢管桩内浇注混凝土进行补强。

(3)当承载力不足时，根据打桩记录等的判断，原则上应该接桩，使桩能够得到承载力规定的地方。

(4)打桩作业的中断。从开打到停止的这段时间，应尽量避免长时间的中断，或者由于要遵守作业时间而引起中断，在打桩过程中将作业留到第二天，这样长时间的中断会使桩周摩擦力恢复而难以继续打入。因此除了制订不使生产中断的计划外，在对设备、动力源进行配备检修的同时，还要有应付由于摩擦力增大也能照样把桩打下去的设备。

2钻孔灌注法施工

(1)研究设计方案是否可行，设计措施是否经济合理，是工程能否成功的第一步。设计质量控制包括工程勘察质量控制和施工图设计质量控制。

(2)施工质量控制

①成孔质量

成孔质量主要是指孔径、孔深、桩孔倾斜度等应满足设计及有关规范技术要求，如质量控制不好，可能发生塌孔、缩径、桩端持力层与设计不符或发生桩孔偏移等问题。

②孔位、桩孔倾斜度的控制

场地平整后，根据施工图采用经纬仪和水平仪进行钻孔定位并编号，用钢管铺设排架固定，严格控制孔位与设计偏差在25mm以内。孔位确定后，按设计桩的倾斜度，调整钻架角度，在孔口设置定位钢管，以保证钻孔角度符合微型桩倾角要求.同时钻进过程中应对导杆角度进行测量，严格控制倾角偏差在1%以内。

③钻孔孔径控制

微型桩是先成孔再在孔内成桩，成孔孔径的大小直接关系到成桩的直径。为避免施钻过程引起的动应力影响相邻孔壁的稳定，施工时采用跳孔分批实施的方案。钻孔过程中针对不同地层的稳定情况，主要采用了干钻、套管钻进、调整钻进速度、复核钻头直径等钻进工艺来保证成孔孔径满足设计要求。

④桩长控制

设计微型桩作为一个复合受力结构，需要承受抗拉，抗压，抗剪等应力，桩长穿过软弱面深入下部稳定地层，如桩长不足将达不到预期的效果。为控制钻进深度，钻架就位后及时复核钻具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的余长来校验成孔达到的深度。如孔壁稳定情况较差，提钻过程中碰撞了孔壁，将发生塌孔现象，并在孔底形成沉渣，则在下钢管前应对钻孔进行清孔，以保证桩长。

⑤成桩质量的保证

为确保成桩质量，除严格检查进场原材料的质量外，应控制孔内注浆的工艺。微型桩注浆采用孔底返浆法，每孔的注浆过程应连续一次完成。将注浆管连同钢管下放至孔底，在孔底进行注浆排水灌注，一般注浆压力不低于0.6-0.8MPa并应控制浆液的水灰比，以保证注浆饱满，密实。为防止发生断桩，夹泥，堵管等现象，要控制好灌注工艺及操作，有序的拔管和连续注浆是保证成桩质量的关键，灌浆速度应适宜，速度太快孔内水及灰浆不易排出，形成断桩;提拔注浆管时速度和力度均应适中，如注浆速度过快，提升幅度过大，水泥砂浆直接冲刷孔壁，形成孔壁土体塌落，导致桩身夹泥，这种现象在砂质地层尤其容易发生。

　　结论

对于微型钢管桩来说，常用的施工方法是打桩和预钻孔，也可以根据实际情况采取多种方法相结合。在施工时，应根据实际情况和工程造价，采取合理、经济的方案;在微型钢管桩的运输、保管和污染控制中的注意事项。对于打桩施工，首先要正确选择桩锤等设备，针对打桩过程中的挤土效应，应做好临桩的检测;对于钻孔灌注桩不存在挤土问题，但是要做好泥浆排泄措施。

参考文献

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