1、沉管灌注桩施工又叫套管成孔灌注桩沉管灌注桩是目前采用较为广泛的一种灌注桩。依据使用桩锤和成桩工艺不同，分为锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩、静压沉管灌注桩、振动冲击沉管灌注桩和沉管夯扩灌注桩等。这类灌注桩的施工工艺是：使用锤击式桩锤或振动式桩锤将带有桩尖的钢管沉人土中，造成桩孔，然后放人钢筋笼、浇筑混凝土，最后拔出钢管，形成所需的灌注桩，如图 222 所示。沉管桩对周围环境有噪音、振动、挤压等影响。图 222 沉管灌注桩施工过程 (a)就位(b)沉管 (c)灌注混凝土(d)下钢筋笼(e)拔管成桩 1柱管；2钢筋笼；3桩尖(一)锤击沉管灌注桩施工锤击沉管灌注桩的机械设备由桩管、桩锤、桩架、卷扬机滑
2、轮组、行走机构组成。锤击沉管桩适用于一般粘性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基，但不能在密实的砂砾石、漂石层中使用。它的施工程序一般为：定位埋设混凝土预制桩尖桩机就位锤击沉管灌注混凝土边拔管、边锤击、边继续灌注混凝土(中间插入吊放钢筋笼 ) 成桩。施工时，用桩架吊起钢桩管，对准埋好的预制钢筋混凝土桩尖（图 223） 。桩管与桩尖连接处要垫以麻袋、草绳，以防地下水渗入管内。缓缓放下桩管，套人桩尖压进土中，桩管上端扣上桩帽，检查桩管与桩锤是否在同一垂直线上，桩管垂直度偏差05时即可锤击沉管。先用低锤轻击，观察无偏移后再正常施打，直至符合设计要求的沉桩标高，并检查管内有无泥浆或进水，即可浇筑混凝土。管
3、内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。凡灌注配有不到孔底的钢筋笼的桩身混凝土时，第一次混凝土应先灌至笼底标高，然后放置钢筋笼，再灌混凝土至桩顶标高。第一次拔管高度应控制在能容纳第二次所需灌人的混凝土量为限，不宜拔得过高。在拔管过程中应用专用测锤或浮标检查混凝土面的下降情况。图 223 预制混凝土桩尖拔管速度要均匀，对一般土层以 1 mmin 为宜，在软弱土层及软硬土层交界处宜控制在 03 0.8mmin 为宜。采用倒打拔管时，桩锤的冲击频率为：单动汽锤不得少于 50 次min，自由落锤轻击不得少于 40 次min。在管底未拔至桩顶设计标高之前，倒打和轻击不得中断。锤击沉管桩混凝土强度等级不得低于
4、C20，每立方米混凝土的水泥用量不宜少于 300Kg。混凝土坍落度在配钢筋时宜为 80100 mm，无筋时宜为 6080 mm。碎石粒径在配有钢筋时不大于 25mm，无筋时不大于 40mm。预制钢筋混凝土桩尖的强度等级不得低于 C30。混凝土充盈系数(实际灌注混凝土体积与按设计桩身直径计算体积之比)不得小于 10，成桩后的桩身 混凝土顶面标高应至少高出设计标高 500 mm。当桩较稀疏时(中心距大于 35 倍桩 径或 2m)，可采用连打方法；当桩较密集 时( 中心距小于等于35 倍桩径或 2 m)， 为防止断桩现象应采用跳跃施打的方法，中间空出的桩应待邻桩混凝土达到设计强度等级的 50以上方可
5、施打；对于土质较差的饱和淤泥质土，可采用控制时间的连打方法，即必须在邻桩混凝土终凝前，将影响范围内(中心距小于等于 35 倍桩径或 2m)的桩全部施工完毕。锤击沉管灌注桩适用于一般粘土、淤泥质土、砂土、人工填工等。前面介绍的锤击沉管灌注桩的施工方法，一般称为“单打法” 。而锤击沉管扩大灌注柱 的施工方法则称为“复打法” 。复打般在下列情况下应用：1设计要求扩大桩的直径，增加桩的承载力，减少桩的数量，减少承台面积等。2施工中处理工程问题和质量事故。例如怀疑或发现有缩径、吊脚，夹泥等缺陷或持力层起伏不平，个别桩由于桩管长度所限达不到设计规定的进入持力层深度，以致使贯入度不符合要求，作为补救措施而采
6、用复打法。复打法示意图如图 2-23 所示。复打法是在第一次单打将混凝土浇筑到桩顶设计标高后，清除桩管外壁上污泥和孔周围地面上的浮土，立即在原桩位上再次安放桩尖，进行第二次沉管，使第一次未凝固的混凝土向四周挤压密实，将桩径扩大，然后第二次浇筑混凝土成桩。复打施工时，桩管中心线应与初打(单打) 中心线重合；第一次灌注的混凝土应接近自然地面标高；复打前应清除桩管外壁污泥；必须在第一次(单打) 灌注混凝土初凝前，完成复打工作；复打以一次复打为宜；钢筋笼在第二次沉管后吊放。复打法全复打、半复打和局部复打之分。如果缺陷在下半段，则第一次混凝土浇筑到半桩长，另加lm，开始复打。如果缺陷在上半段，则第一次浇
7、筑混凝土到顶后，将桩管打入 1/2 桩长，再第二次灌注混凝土。对于饱和淤泥或淤泥质软土则宜采用全桩长复打法。(二)振动、振动冲击沉管灌注桩施工振动、振动冲击沉管灌注桩是利用振动桩锤(又称激振器) 、振动冲击锤将桩管沉人土中，然后灌注混凝土而成。这两种灌注桩与锤击沉管灌注桩相比，更适合于稍密及中密的砂土地基施工。振动沉管灌注桩和振动冲击沉管桩的施工工艺完全相同，只是前者用振动锤沉桩，后者用振动带冲击的桩锤沉桩。图 224是振动灌注桩设备示意图。图 224 振动沉管设备示意图 1滑轮组；2激振器；3漏斗；4桩管；5前拉索；6遮蓬；7滚筒；8枕木；9架顶；10架身顶段；11钢丝绳；12架身中段；13
8、吊斗；14架身下段；15导向滑论；16后拉索；17架底；18卷扬机；19架压滑论；20活瓣桩尖；施工时，先安好桩机，将桩管下端活瓣桩尖(图 225)合起来，或埋好预制桩尖，对准桩位，徐徐放下桩管，压入土中，校正桩管垂直度，符合要求后开动激振器，同时在桩管上加压，桩管即能沉人土中。当桩管沉到设计标高，且最后 30s 的电流值、电压值符合设计要求后，停止振动，安放钢筋笼，并用吊斗将混凝土灌人桩管内，然后再开动激振器和卷扬机，拔出钢管，边振边拔，从而使桩的混凝土得到振实。图 225 活瓣桩尖 1桩管；2锁轴； 3活瓣。振动灌注桩可采用单打法、反插法或复打法施工。单打法是一般正常的沉管方法，它是将桩管
9、沉人到设计要求的深度后，边灌混凝土边拔管，最后成桩。适用于含水量较小的土层，且宜采用预制桩尖。桩内灌满混凝土后，应先振动 510 s，再开始拔管，边振边拔，每拔 0510m 停拔振动 510s，如此反复进行，直至桩管全部拔出。拔管速度在一般土层内宜为 1215mmin，用活瓣桩尖时宜慢，预制桩尖可适当加快，在软弱土层中拔管速度宜为 0608mmin。反插法是在拔管过程中边振边拔，每次拔管 0510 m，再向下反插 0.305 m，如此反复并保持振动，直至桩管全部拔出。在桩尖处 15 m 范围内，宜多次反插以扩大桩的局部断面。穿过淤泥夹层时，应放慢拔管速度，并减少拔管高度和反插深度。在流 动性淤
10、泥中不宜使用反插法。复打法是在单打法施工完拔出桩管后，立即在原桩位再放置第二个桩尖，再第二次下沉桩管，将原桩位未凝结的混凝土向四周土中挤压，扩大桩径，然后再第二次灌混凝土和拔管。采用全长复打的目的是提高桩的承载力。局部复打主要是为了处理沉桩过程中所出现的质量缺陷， 如发现或怀疑出现缩颈、断桩等缺陷，局部复打深度应超过断桩或缩颈区 1m 以上。复打必须在 第一次灌注的混凝土初凝之前完成。(三)沉管桩施工中常见问题的分析与处理沉管灌注桩施工时易发生断桩、缩颈、桩靴进水或进泥、吊脚桩等问题，施工中应加强检查并及时处理。1断桩断桩的裂缝为水平或略带倾斜，一般都贯通整个截面，常常出现于地面以下 13 m
11、 软硬土层交接处。断桩原因主要有：桩距过小，邻桩施打时土的挤压产生的水平推力和隆起上拔力的影响；软硬土层传递水平力不同，对桩产生剪应力；桩身混凝土终凝不久；强度弱，承受不了外力的影响。避免断桩的措施如下：(1)布桩应坚持少桩疏排的原则，桩与桩之间中心距不宜小于 3 5 倍桩径；(2)桩身混凝土强度较低时，尽量避免振动和外力的干扰，因此要合理确定打桩顺序和桩架行走路线； (3)采用跳打法或控制时间法以减少对邻桩的影响。控制时间法指在邻桩混凝土初凝以前，必须把影响范围内的桩施工完毕。断桩的检查与处理：在浅层(2 3m)发生断桩，可用重锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩头上，如桩已断，会感到浮振；深处断
12、桩目前常用动测或开挖的办法检查。断桩一经发现，应将断桩段拔出，将孔清理后，略增大面积或加上铁箍连接，再重新浇混凝土补做桩身。2缩颈桩缩颈桩又称瓶颈桩，是指部分桩径缩小、桩截面积不符合设计要求。缩颈桩产生的原因是：拔管过快，管内混凝土存量过少，混凝土本身和易性差，出管扩散困难造成缩颈；在含水量大的粘性土中沉管时，土体受到强烈扰动和挤压，产生很高的孔隙水压力，拔管后，这种水压力便作用到新浇筑的混凝土桩上，使桩身发生不同程度的缩颈现象。防治措施：在容易产生缩颈的土层中施工时，要严格控制拔管速度，采用“慢拔密击”；混凝土坍落度要符合要求且管内混凝土必须略高于地面，以保持足够的压力，使混凝土出管扩散正常
13、。施工时可设专人随时测定混凝土的下落情况，遇有缩颈现象，可采取复打处理。3桩尖进水、进泥砂桩尖进水、进泥砂常见于地下水位高、含水量大的淤泥和粉砂土层，是由于桩管与桩尖接合处的垫层不紧密或桩尖被打破所致。处理办法：可将桩管拔出，修复改正桩靴缝隙或将桩管与预制桩尖接合处用草绳、麻袋垫紧后，用砂回填桩孔后重打；如果只受地下水的影响，则当桩管沉至接近地下水位时，用水泥砂浆灌人管内约 05m 作封底，并再灌 1m 高的混凝土，然后继续沉桩。若管内进水不多(小于 200mm)时，可不作处理，只在灌第一槽混凝土时酌情减少用水量即可。4、吊脚桩吊脚桩即桩底部的混凝土隔空，或混凝土中混进了泥砂而形成松软层。形成吊脚桩的原因是由于混凝土桩尖质量差，强度不足，沉管时被打坏而挤人桩管内，且拔管时冲击振动不够，桩尖未及时被混凝土压出或活瓣未及时张开。为了防止出现吊脚桩，要严格检查混凝土桩尖的强度(应不小于 C30)，以免桩尖被打坏而挤入管内。沉管时，用吊砣检查桩尖是否有缩人管内的现象。如果有，应及时拔出纠正并将桩孔填砂后重打。
