钓鱼法沉桩施工质量控制研究

钓鱼法沉桩施工质量控制研究孙 浩（上海三航奔腾建设工程有限公司 上海 200441）【摘要】：本文对现有的沉桩技术进行了简单比较，列举了沉桩施工中可能遇到的各种问题。并通过实际项目经验，对钓鱼法沉桩施工过程中可能遇到的质量问题进行的分析，并提出预防措施。【关键字】：钓鱼法，沉桩施工，质量控制1常见的沉桩施工技术在国内外最为常见的沉桩施工技术主要有6种：静压沉桩、震动沉桩、锤击沉桩、射水沉桩和钻机成孔下沉钢筋笼以及钓鱼法沉桩。其中，静压沉桩、震动沉桩和锤击沉桩等方法在施工中均会不同程度地损伤管桩，甚至破坏管桩，不利于管桩的重复利用；并且这几种动力沉桩的机械自重过大，移动相对缓慢，考验场地的承受力，不适宜在软基上进行施工。射水法沉桩是于管柱桩外部或内部设置喷射冲水设施，利用高压水流冲击桩尖处土体，待水体回流时，土质颗粒会随着水流浮起被带走形成沉桩孔，依靠桩的自重沉入桩孔中的沉桩方法。射水沉桩施工方法具有效率高、速度快等优点，但这种方法比较适用于填土层、淤泥层、砂土层和粉土层，对于较薄的黏土层，则会减缓成孔进度，较厚的黏土层甚至不易冲刷成孔。而钓鱼法沉所需的桩构件辅助材料少，施工方法相对安全，尤其是这种沉桩方法成本低；它一般应用在桥高水深的环境。但是在钓鱼法沉桩中，一旦梁的中心前移，梁就会低头下冲，预防不好会产生严重的安全问题。2. 沉桩施工中的常见问题2.1 地质勘察不足实际项目中，往往因为项目的地质情况勘察不足而导致工程质量问题。另外还有可能在施工的过程当中，随着天气的变化，如刮风、下雨等，导致地质情况发生变化，未能及时的采取应对措施而导致的施工事故。沉桩施工的不同方法针对不同的地址环境，因此在某一个特定的项目，必须要对项目的现场环境进行详细勘察，选用恰当的沉桩施工方法，并制各种可能导致地质情况发生变化的施工方案，以确保施工质量。2.2 未注意施工对桩周土体的影响施工过程中，在打桩作用下，桩周土体将在一定程度上遭到扰动和重塑。当桩周土体被挤开，桩对土体的挤压会增加桩周土体应力，较短时间内，沉桩过程中饱和土体来不及排水凝结，土体不可压缩，根据太沙基有效应力原理以及摩尔库伦破坏准则：在总应力不变时，孔隙中水应力的增加会降低土体有效应力，进而减小土坡的抗滑力，可能诱发岸坡变形和滑动。若打桩速度过快，将会使得桩周土体中的超孔隙水压力大范围内升高而来不及得到消散，对于软粘土岸坡来说，则更加容易造成岸坡的变形和失稳。2.3 沉桩施工中的其它问题（1）沉桩施工方法的不当。前文已经提及，针对不同的地质环境，须选用恰当的施工方法，应该设立专家小组，针对项目所采用的施工方法进行研讨；（2）施工技术人员的技能水平不足。如果沉桩相关施工技术人员的技能水平不足，即使再好的施工方法也可能导致施工质量问题。（3）指挥调度能力不足。不论项目的大小，整个施工过程当中，现场所有施工员应该统一服从指挥、密切配合。3实际项目施工质量调查嘉绍大桥是钱塘江河口的一座特大桥梁，北岸栈桥布置在主航道以北，主桥上游侧，基本走向为南北走向，设计起点里程ZNK0+000，终点里程ZNK6+207.414，全长6.2074Km。本项目部合同内容为北岸栈桥的第N257跨至N473跨，总长2.835Km，共需沉桩施工钢管桩684根。根据项目的地质情况以及施工环境，本项目选用钓鱼法沉桩施工。嘉绍大桥栈桥工程位于钱塘江的入海口的尖山河段，该河段平均潮差6.44m，最大潮差8.59m，涌潮流速可达9.010.0m/s。此外，该河段地质情况比较复杂，分别为冲海积亚砂土、粉砂、亚粘土、粉砂、细砂中粗砂、圆砾、卵石等，这些给沉桩施工带来很大困难。尽管我们组织安排了合理的施工方案，对每一道工序进行了详细的观察和记录，但是根据采集的数据分析表明，在完成的39根钢管桩中，有17根桩在施工过程中存在影响质量的因素。调查结果如表一所示。表一 嘉绍大桥栈桥工程质量问题调查项目质量问题累计百分率%个数所占%倾斜度不够74141桩顶中心偏位大63541+35=76桩顶高程偏高21276+12=88涂装长度不够1688+6=94涂层厚度不够1694+6=100合计17100由表一可见，本项目施工过程中并未存在桩顶碎裂或桩身断裂的严重施工问题，但是倾斜度不够以及桩顶中心偏位大成为了本项目的重点质量问题，这些问题同样严重影响项目的质量。针对这两个频繁出现的质量问题，我们对该项目进行了深入调查。4.质量问题原因分析4.1倾斜度不够原因分析以下原因都可能导致桩身倾斜度不够：（1） 施工场地不平整，地基较软；（2） 初沉时，未能对倾斜度不够的桩及时纠正，导致桩身弯曲度超过规定值；（3） 桩尖遇到巨大障碍物；（4） 多节桩施工时，由于接桩上下桩不在同一轴线上，导致桩沉入后桩身倾斜偏大；（5） 对有送桩深度要求的群桩，由于桩身两侧的土压较大；针对本项目的实际情况，笔者从多个角度讨论了导致桩身倾斜度不够的原因，其中包括了方法与材料的问题，也包括了施工人员与环境的问题，具体分析情况见图一所示。图1 倾斜度不够的原因分析从图1我们可以看出，在对倾斜度不够造成影响的众多因素中，其中人员的因素占据了绝大部分。此外，材料的问题与设备的问题，也占据了一定的比例。4.2 桩顶中心偏移大原因分析以下原因都有可能导致桩顶中心偏移大：（1） 桩入土之后遇到坚硬障碍物；（2） 钻孔垂直度偏差太大，桩体因钻孔倾斜而偏移；（3） 桩身弯曲导致的桩顶偏移过大；（4） 多节桩施工中接桩不正导致桩顶偏移；（5） 在饱和软粘土性地质区，桩较多时，邻近桩之间相互挤压软土导致偏移；针对本项目的实际情况，笔者同样从人员、材料、方法、环境、测量偏差这几个方面去分析问题产生的原因，具体分析情况见图一所示。图2桩顶中心偏移大原因分析比较图1与图2我们发现，人员的因素在这些质量问题当中，占据了绝对的主导作用。5重点质量问题的应对措施5.1 倾斜度不够的预防措施在图1中，我们已经分析了倾斜度不够产生的原因，针对部分原因，我们可以采取以下的预防措施：（1） 在施工时，确保场地平缓。对于较软的地基应铺上碎石后再平整。（2） 及时纠正不垂直的桩，控制桩的垂直度在合理范围之内；（3） 不采用桩身弯曲或桩尖偏离桩中轴线过大的桩；（4） 桩尖遇到障碍物时，应该及时挖除，再做填土处理；（5） 上下接桩时，保持垂直；5.2 桩顶中心偏移大的预防措施在图2中，我们也已经分析了桩顶中心偏移大产生的原因，针对部分原因，我们可以采取以下的预防措施：（1） 沉桩前清除沉桩区域内的障碍物；（2） 上下接桩时，保持上下桩在同一轴线上；（3） 不使用桩身弯曲度超过规定的桩；（4） 针对特殊地质环境，合理控制沉桩速度； 5.3人员的预防在整个施工过程中，施工技术的局限性会对工程质量产生一定的影响，但是人的因素亦会导致沉桩质量出现问题。因此，施工过程中，相关人员应特别注意以下几个问题：（1）仔细勘察施工现场，收集相关数据，并对地质情况进行分析，制定相应措施以确保施工质量。（2）加强质量教育，加大宣传力度。在工程开工之前，对打桩船以及沉桩相关施工技术人员进行施工前的技术交底，并以书面形式进行备案。根据实际需要对施工人员进行详细分工，制定岗位责任制，使各部门接口明确。（3）加大质检力度，对每一个钢管桩沉桩质量问题应做到及时有效的排查，为避免翻桩，应做好沉桩的落驳工作，发现问题立即解决。（4）工程负责记录的人员应对沉桩数据进行详细记录，整理施工日记，保持施工记录的清晰与完整。6结论沉桩施工中的质量问题，绝大多数都是因为人员的因素引起。因此，在每一步施工过程中，如果我们都能够控制好人员这一关，都能够严格遵守文中提到的预防措施，沉桩施工质量将会获得很大的提升。参考文献1建筑桩基技术规范.JGJ94-2008S.2蒙伟，戴军。预制桩沉桩施工