摘 要：在预制预应力混凝土方桩沉桩施工时，受温度、地基沉降、收缩、锤击或人为操作不当等因素的影响，方桩桩顶易出现缺角、裂缝等质量问题。为此，文章从方桩沉桩桩顶设计、桩顶混凝土处理等方面为着眼点，深入探讨预防桩顶裂缝的有效措施。
关键词：预制预应力方桩；桩顶防裂；措施
在工程建设施工中，预制预应力方桩沉桩选择方式可依照设备的不同，主要分为水冲沉桩、静力压桩、锤击沉桩等，其中锤击沉桩是现阶段建设施工中场中的沉桩方式之一。在锤击沉桩施工阶段，常出现桩顶裂缝、桩体打斜、桩身打坏、桩顶缺角等现象。为此，本文以工程实例为根据对预制预应力方桩沉桩中桩顶裂缝问题进行探讨。
1 工程实例
高桩码头是我国港口工程结构中较为常见的形式之一，并在沿海港湾地区得到了广泛的应用。如：沪、浙等地区在码头建设中所用最多的就是高桩梁板式，而其中的预应力空心方桩则占中桩基础设计的主要地位。在预应力方桩施工中，传统的D46、D62柴油锤基本被淘汰，转而使用的是冲击能量较高的D80，甚至部分方桩施工选用了D125锤，用以适应地质条件的变化、工程施工的进度及打桩船的性能。通常D62锤在施工中所能产生的最大打击能量为219KN・m；D80锤在施工中所能产生的最大打击能量为267KN・m；D100锤在施工中所能产生的最大打击能量为334KN・m，在预制预应力方桩施工中打桩锤的冲击能力大约提高了20%～50%。所以，对预应力预制方桩沉桩中桩顶防裂技术控制提出了更高的要求。
2 提高方桩沉桩桩顶的抗打击能力
2.1 从桩顶设计着手加设十字钢箍
加设十字钢箍法多用于最后贯入度较小的方桩沉桩施工过程中。此法需在方桩沉桩施工前制作完成，其形状需与模板相匹配，选择相同的倒角，制作阶段还需确保钢箍周边光滑、顶面平整、数值精准，尤其要注意模板与钢箍对接面的紧贴度。在使用时，十字钢箍固定在预制桩封头模板位置，以防止混凝土浇筑时发生滑移现象。经与类似工程项目相比，该方法可有效减少沉桩桩顶的破损、缺角情况。据统计资料显示，其缺角率可降低85%以上。值得注意的是，使用加设十字钢箍法时，在沉桩完成后，要将其凿除，以防止通道被水质腐蚀。
2.2 对桩顶做平头处理
把混凝土浇筑在原留有的外伸桩顶钢筋位置，等到出模阶段，将钢筋齐混凝土位置切割干净（图1）。在方桩沉桩过程中因没有外伸钢筋存在，套桩帽就尤为简便，尤其是当预留钢筋过长时，效果更为突出。一般选择该方法在沉桩阶段易出现裂缝、缺角等现象，但多发生在外伸钢筋部分，不影响桩身质量。
3 提高桩体混凝土强度
增强方桩桩体混凝土强度需注意如下问题：第一，确保原材料的质量，特别是水泥与骨料的质量；第二，严格控制水、泥、灰的配置比；第三，对原材料的称量系统做必要性检查；第四，在混凝土浇筑时，尽量降低入模混凝土的温度，尤其是控制好混凝土与钢筋间产生的握裹力温度，以防止混凝土变形；第五，当施工时温差变化较大时，加盖塑料薄膜或者增加淋水次数。
3.1 在桩顶混凝土中加钢纤维
通常钢纤维加在桩顶3～5倍桩径位置的混凝土中，钢纤维体积比为1%，直径大约为0.3～0.8mm，长度大约为20～50mm。在进行钢纤维混凝土搅拌时，需采用强制式搅拌机依照一定的方量，先干拌后湿拌，再使用二次搅拌法搅拌，先把黄砂、水泥、石子置于搅拌机内干拌并均匀撒入称量好的钢纤维，再投放水、外加剂搅拌2min。需注意的是，干拌阶段要彻底，以防止钢纤维分散不均，出现被水泥砂浆包裹的现象。另外，混凝土入模时，先将钢纤维混凝土投入桩顶处，设置临时分解模板后，再投入普通混凝土，实施振捣工作。在混凝土振捣过程中，振捣棒尽量斜向插入，将和平面之间的夹角控制在30°以内，振捣时间不宜过长，以防止钢纤维下沉。
钢纤维混凝土加固桩顶法通常适用于贯入度小，但锤击次数多的桩体中，用在桩尖持力层需达到岩层的预制方桩中效果更为明显。但其缺陷是桩顶处在干、湿不断变化的环境中，其表面易出现锈斑，还需对其做防腐处理。
3.2 聚丙烯纤维的使用
在预制预应力方桩沉桩桩顶3～5倍桩径位置处的混凝土中加入聚丙烯纤维，其含量为0.6～1.5kg/m3。其搅拌方法可参照钢纤维混凝土搅拌法或选择普通搅拌法，但需将搅拌时间延长1～2min。但聚丙烯纤维在搅拌时需将水、砂、水泥等搅拌均匀后再投放聚丙烯纤维，此时观察可发现，新拌混凝土的维勃稠度较之前明显提升。混凝土内加入聚丙烯纤维的优点是能够有效增强混凝土的粘稠效应、荷载传递效应、阻裂效应以及界面效应。
4 结语
为有效预防沉桩锤击时产生的缺角、裂缝、破损问题，选择恰当的加固措施是十分必要的。文中论述的十字钢箍法虽能改善上述问题，但造价过高，且需对桩头做必要的处理；钢纤维混凝土的使用能够有效提高桩顶的抗裂性能，但同样存在造价过高问题；聚丙烯纤维混凝土与上述方法相比，不论施工、经济成本，还是抗裂性能，都更为实效，同样能够有效预防桩顶裂缝、缺角问题的发生；预留钢筋浇筑混凝土法成本最为低廉，且能节省打桩时间。由此可见，每种方法都有其优劣所在，因此在施工阶段需依照工程建设的实际情况来选择合适的防桩顶裂缝法，来圆满地解决预制预应力方桩沉桩桩顶裂缝问题。
参考文献
[1] 胡东，黄松涛.PHC桩在沉桩过程中出现纵向裂缝的原因分析及相应对策[J].水运工程，2011（05）.
[2] 陈伟.连锁空心方桩地下连排墙基坑支护成套技术的研究[D].中国建筑科学研究院，2014.
[3] 刘慧波，陈勃，徐鸣.水上施打PHC桩桩顶破损分析与对策[J].中国水运，2013（09）.
[4] 刘辉.超长预应力混凝土方桩施工技术研究[D].河海大学，2010.
[5] 张贵义.桩基础施工中常见质量问题及对策[J].黑龙江科技信息， 2010（22）.v
