论桥梁桩基施工技术

论桥梁桩基施工技术

摘要：近几年不论是高速公路还是国道省道甚至县乡公路都在如火如茶的建设中。面对如此大规模的基础设施建设、公路工程质量显得特别重要。从该工程的

施工前准备、钻孔技术、钢筋制作及水下混凝土灌注施工工艺等几个方面详细介

绍了桥梁桩基施工中关键的技术问题，以积累桥梁桩基施工经验，保证桥梁桩基

的工程质量和桥梁施工的顺利进行。因此，做好桩基础设计、施工中方方面面的

工作，加强公路桥梁桩基础施工管理与控制，对于提升公路桥梁整体施工质量具

有重要的现实意义。

关键词：桥梁桩基础；特点；混凝土配制；施工质量问题控制

随着我国交通基础设施建设的快速发展，人们桥梁桩基础施工技术的要求也

越来越高，对桥梁桩基础是桥梁的重要部位，其质量的好坏直接影响到整座桥梁

的工程质量。桩基施工的隐蔽性造成了其在施工过程中存在较多不可预见因素，

经常出现一些问题也就不可避免，如果这些问题不及时解决，将直接影响到桩基

的工程质量，给工程造成损失。因此，桥梁桩基施工不仅需要利用已有的先进科

学技术，还需要丰富的施工经验，对施工中出现的问题及时进行处理，以避免工

程质量事故的发生。桩基础是现代桥梁工程中常用的深基础形式，它具有承载力高、沉降变形小、制作灵活方便和适用条件广泛等优点。但桩基础在实践应用中

还存在有待改善的环节。因此，探讨针对公路桥梁桩基础施工问题的改善与控制

措施值得探讨。

1.桩基础的特点分析

桩基础是最常用的一种深基础。当地基浅层土质不良，采用浅基础无法满足

结构物对地基强度、变形及稳定性方面的要求，且又不适宜采取地基处理措施时，往往需考虑桩基础。承受竖向荷载的桩通过桩侧摩阻力和桩端阻力将上部荷载传

递到深部土（岩）层，而承受横向荷载的桩则由桩身材料和桩侧土（岩）的弹性

抗力来抵抗。根据工程的特点，桩可以发挥各种不同的作用。桩的作用主要有：（1）通过桩的侧面和土的接触，将荷载传递给桩周土体，或者将荷载传给深层的岩层、砂层或坚硬的粘土层，从而获得较大的承载能力以支承重型建筑物。

对液化的地基，为了在地震时仍保持建筑物的安全，采用基桩穿过液化土层，将

荷载传给稳定的不液化土层。桩基具有很大的竖向刚度，因而采用桩基础的建筑物，沉降较小且比较均匀，可以满足对沉降要求特别高的上部结构的安全需要和

使用要求。桩具有很大的侧向刚度和抗拔能力，能抵抗台风和地震引起的巨大水

平力、上拔力和倾覆力矩，保持高耸结构物和高层建筑的安全。

（2）改变地基基础的动力特性，提高地基基础的自振频率，减小振幅，保证机械设备的正常运转。桩基础具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、抗震

性能好等优点，而且桩基础能以不同的桩型和施工方法适应不同的水文地质条件、荷载性质和上部结构特征，因此具有良好的适用性。随着近代科学技术的发展，

桩的种类和桩基型式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法都有了很大的改进。桩基更成为土质不良地区修建公路桥梁及其它工民建筑物所广泛采用的基础

型式。此外，从国内外的工程实践来看，采用桩基础便于实现基础工程的机械化

和工业化施工，所以桩基础是一种具有广泛应用前景的深基础。随着建筑技术的

发展，桩基础的应用越来越广泛的应用，其几乎可应用于各种地质条件和类型的

大型桥梁等建设工程，尤其适用于建造在软弱地基上的构筑物。此外，在地震区、湿陷性黄土地区、膨胀土地区及岩溶地区，桩基础也是一种极为重要的基础型式。

2.提升公路桥梁桩基础质量，施工混凝土的合理配制是重要前提之一

为了满足基础混凝土的基本要求，混凝土的配制是关键，公路桥涵施工技术

规范对桩基础混凝土的材料和配制提出了具体技术要求，一般施工图设计也给出

施工要求。结合近几年来在桥梁施工中的体会，归纳起来有以下几点：（1）水泥

矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通水泥都可用于桩基础施工。水泥

的初凝时间不宜少于2.5h。水泥的强度等级不宜小于32.5，使用高强度等级水泥

不能减少用量，不能使用早强剂。

（2）粗集料；可选用卵石或碎石。粗集料粒径最大应小于导管内径的1/6～

1/3，但不应超过37.5mm。选用碎石时应提高3%～5%的含砂率，混合料含砂率

一般宜采用40%～50%为宜。细集料；宜采用级配良好的中砂。级配应符合规范

和设计要求。

（3）最小水泥用量；规范规定每立方米混凝土中水泥用量应不少于350kg。

强度和耐久性桩基础混凝土的强度与耐久性有密切联系。一般来说，强度高

耐久性也高，强度取决于水灰（胶）比、水泥强度等级、水泥用量、粗集料的种

类和性质及有无掺用外加剂等。根据有关资料和实践证明，桩基础混凝土的强度

要比其他混凝土强度低，一般低50%～90%。

3.桩基础施工质量问题的控制

（1）防止桩身断裂的质量控制

桩身在施工中出现较大弯曲，在反复的集中荷载作用下，当桩身不能承受抗

弯强度时，即产生断裂。当施工中出现断桩时，应以工程地质条件及桩所处具体

结构部位为依据，采取补桩等方法予以解决。条基补一根桩时，可在轴线内、外补，补两根桩时，可在断桩的两侧补。柱基群桩时，补桩可在承台外对称补或承

台内补桩。

（2）关于沉桩达不到设计要求的质量控制

有时沉桩达不到设计的最终控制要求。一方面，勘探点不够或勘探资料粗略，对工程地质情况不明，尤其是持力层的起伏标高不明，致使设计考虑持力层或选

择桩尖标高有误，也有时因为设计要求过严，超过施工机械能力或桩身混凝土强度。另一方面，勘探工作是以点带面，对局部硬夹层或软夹层的透镜体不可能全

部了解清楚，尤其在复杂的工程地质条件下，还有地下障碍物，如大块石头、混

凝土块等。打桩施工遇到这种情况，就很难达到设计要求的施工控制标准。遇有

硬夹层时，可采用植桩法、射水法或气吹法施工。桩如果打不下去，可更换能量

大一些的桩锤打击，并加厚缓冲垫层。选择桩锤应以重锤低击的原则，这样容易

贯人，可减少桩的损坏率。选择合理的打桩顺序，选用“之”字形打桩顺序，或从

中间分开往两侧对称施打的顺序。桩基础工程正式施打前，应做工艺试桩，以校

核勘探与设计的合理性，重大工程还应做荷载试验桩，确定能否满足设计要求。

（3）防止桩顶碎裂的质量控制

在沉桩过程中，桩顶出现混凝土掉角、碎裂、坍塌，甚至桩顶钢筋全部外露

打坏。钢筋与混凝土在承受冲击荷载时，不能很好地协同工作，桩顶容易发生严

重碎裂。桩身外形质量不符合规范要求，施工机具选择或使用不当。打桩须根据

断面、单桩承载力和工程地质条件来考虑。桩顶与桩帽的接触面不平或桩沉入土

中时桩身不垂直，使桩顶面倾斜，造成桩顶局部受集中应力破损；沉桩时，桩顶

未加缓冲垫或损坏后未及时更换，使桩顶直接承受冲击荷载。设计要求进入持力

层深度过大，施工机械或桩身强度不能满足设计要求。发现桩顶有打碎现象，应