沉管灌注樁是利用錘擊打樁設備或振動沉樁設備，將帶有鋼筋混凝土的樁尖或帶有活瓣式樁靴的鋼管沉入土中，造成樁孔，然后放人鋼筋骨架并澆筑混凝土，隨之拔出套管，利用拔管時的振動將混凝土搗實，便形成所需要的灌注樁。它以錘擊沉管灌注樁和振動沉管灌注樁最為常見。

　　摘要：本文結合筆者多年的施工經驗，首先闡述了沉管灌注樁的施工工藝，分析了施工中經常遇到的質量問題及原因，并通過某工程實例，詳細分析了沉管灌注樁及其特點，提出有效的處理對策，以供同行參考與借鑒。

　　關鍵詞：建筑基礎工程,沉管灌注樁,施工技術

　　1前言

　　施工工藝是：使用錘擊式樁錘或振動式樁錘將一定直徑的鋼管沉入土中，造成樁孔，然后放人鋼筋籠，澆筑混凝土，最后拔出鋼管，便形成所需要的灌注樁。一般適用于粘性土、粉土、濕陷性黃土、淤泥、淤質泥土、稍密及松散的砂土及人工填土。具有施工操作簡便、機械化程度高、速度快、工期短、造價低、適應范圍廣等特點，已經得到廣泛應用。筆者在福州富水綜合食品有限公司宿舍樓、3#廠房等工程中，作為項目技術負責人，就廣泛應用沉管灌注樁，縮短了工期，降低了成本。

　　2沉管灌注樁的施工工藝

　　2.1工藝流程

　　定位埋設砼預制樁尖一樁機就位一錘擊沉管一灌注砼一邊撥管、邊錘擊、邊繼續(xù)灌注砼（中間插入吊放鋼筋籠）一成樁。

　　2.2注意事項

　�。�1）澆砼前應檢查管內有無泥漿或進水，少量時可用千水泥灰。（2）當為提高承載力或補救缺陷而采用復打法施工時，復打應在初次澆筑的砼初凝之前完成，前后兩次沉管的軸線必須重合。（3）拔管速度要均勻，對一般土層以1m/min為宜，在軟弱土層及軟硬土層交界處宜控制在0.3—0.8m/min為宜。在管底未拔到樁頂設計標高之前，倒打和輕擊不得中斷。（4）第一次拔管高度應控制在能容納第二次所需灌入的砼量為限，不宜拔得過高。在拔管過程中應用專用測錘或浮標檢查砼面的下降情況。（5）錘擊沉管成樁宜按樁基施工順序依次退打，樁中心距在3.5倍樁管外徑以內或小于2m時均應跳打，以防止土體擠壓而斷樁。中間空出的樁需待鄰樁砼強度達到設計強度標準值的50%以后方可施工。（6）砼充盈系數(shù)（實際灌注砼體積與按設計樁身直徑計算體積之比）不得小于1.0，成樁后的樁身砼頂面標高應至少高出設計標高500mm。

　　3施工中經常遇到的質量問題及原因

　　在很多地方，尤其是沿海地區(qū)屬于軟土地基，而軟土地基主要由淤泥、淤泥質土或其它高壓縮性土層構成地基，沉管灌注樁比較適合軟土地基，但是由于性價比比較差，同時沉管灌注樁屬于隱蔽性工程，所以在施工的過程中質量容易出現(xiàn)以下問題。

　　3.1斷樁及其原因

　　樁身有些出現(xiàn)水平裂縫或者裂縫略有傾斜并貫通全截面。有的甚至樁身混泥土間斷、退空、不連續(xù)，從暴露的樁身反映出個別樁身局部殘缺，夾有泥土或樁身的某一部位混凝土坍塌，上部被土填充。斷樁是比較嚴重的質量問題，因為它不能承受相應的荷載。

　　例如某建筑工程是一幢六層居民住宅樓，其基礎設計為條形基礎梁下的振動沉管灌注樁，樁徑0.8m，樁端持力層為礫砂層，單樁設計承載力不小于380kN，整個工程工完成工程樁286根。采用反射波法測試樁基完整性，第一次檢測20根，發(fā)現(xiàn)有6根斷樁。表1是部分樁檢查結果。

　　我們通過反射波法來檢測，將完整樁和斷樁進行比較。圖1無質量問題沉管灌注樁時域曲線，圖2無質量問題沉管灌注樁Q-S曲線，圖3水平斷樁沉管灌注樁時域曲線，圖4水平斷樁沉管灌注樁Q-S曲線。

　　反射波法假設樁是一維彈性桿件，其介質均勻連續(xù)，信號沿樁身傳播不發(fā)生衰減。在測試過程中，認為樁周土對樁身應力波的信號不發(fā)生影響。圖1中因為在樁端有空氣層，所以信號出現(xiàn)比較大的變化，在其它樁身中傳播信號基本比較均勻。

　　圖2反映荷載與沉降的關系，如果樁的質量沒有問題，荷載與沉降是拋物線的關系，不會出現(xiàn)陡然下降階段。

　　通過分析造成斷樁的原因有以下幾個：

　�。�1）工程樁間距偏小，對于飽和軟土中的擠土灌注樁，最小樁距為4d（d為樁徑），而該樁距僅為3d（即1.2m），當已灌砼初凝后，在鄰樁沉管過程中，土受擠壓產生水平推力使樁產生斷裂；

　　（2）由于是屬于擠土樁，土體受擠后，向薄弱處傳遞擠壓力，而使地面出現(xiàn)隆起現(xiàn)象，形成對鄰樁的摩擦，構成一個向上的拉力，而使樁斷裂；

　�。�3）砼的級配不太合理，坍落度較小，施工灌注砼的坍落度為3-5cm，對于擠土樁的坍落度至少為8-10cm，由于坍落度小極易造成樁身砼離析，夾泥和蜂窩：

　�。�4）拔管速度過快，振動沉管灌注樁在管內灌滿砼后宜振5—10s，再開始拔管，應邊振邊撥，每拔0.5—1.0m停拔振動5—10s，如此反復，軟弱土層中宜控制在0.6-0.8m/min，由于拔管速度快，停拔振動時間短，或根本不停振，容易造成樁身斷裂，造成工程樁質量事故。

　　3.2縮頸及其原因

　　沉管灌注樁另外一種常見的質量問題是縮頸，它的主要特征是成形后的樁身局部直徑小于設計要求，根據(jù)實際工程經驗總結這種現(xiàn)象一般發(fā)生在地面下2m-3m處。大多發(fā)生于淤泥、淤泥質土、雜填土等軟弱土層。

　　樁身橫截面面積變小就會導致單樁豎向極限承載力減小，也會造成嚴重的工程質量問題。造成縮頸的原因有幾個方面：

　�。�1）在飽和淤泥質軟土中，受強制擾動擠壓產生空隙水壓力，樁管拔出后軟土便擠向新灌注混凝土或由于混凝土擴散嚴重不均勻形成縮頸：

　�。�2）在流塑淤泥質土中由于套管的振蕩作用使混凝土不能順利灌入，淤泥質土迅速填充進來造成縮頸；（3）樁身在上下土層條件不同，混凝土的凝固速度不同，在上下段臨界之間引起縮頸；

　　（4）拔管速度過快，樁管內形成的真空吸力對混凝土產生拉力，造成縮頸；

　�。�5）拔管時管內混凝土量過少，自重壓力不足或混凝土坍落度小，和易性差，管壁對混凝土產生摩擦力，混凝土擴散慢，造成縮頸等。

　　3.3管內混凝土拒落及其原因

　　在沉管灌注樁施工過程中，當灌注完混凝土后拔管時，要求混凝土能立刻從管底部流出，這樣能是混凝泥土與土層充分接觸。但是有時候在拔至一定高度后，混凝土才流出管外，因此樁的下部沒有混凝土或混凝土不密實。這樣就回導致樁的承載能力降低，從而使樁的質量出現(xiàn)問題。

　　造成管內混泥土拒落的原因主要有在低壓縮性粉質粘土層中打拔管樁，灌完混凝土開始拔管時，活瓣樁尖被周圍的土包圍壓住而打不開，使混凝土無法流出而造成拒落。預制樁頭混凝土質量較差，強度不夠，沉管時樁頭被擠人套管內阻塞混凝土下落。在有地下水的情況下，套管下沉時間較長，封底混凝土過干，套管底形成“塞子”堵住管口，使混凝土無法流出。

　　3.4樁尖虛脫及其原因

　　此外在沉管灌注樁施工過程中樁尖虛脫也是施工中經常遇到的問題，由于樁尖封閉不嚴，樁周圍土層或地下水受高壓作用擠入樁管內，積于樁尖處，阻礙混凝土與樁尖土層直接結合，樁尖處混凝土未能與下部土層直接結合，產生空隙或由虛土及地下水充填形成虛脫。樁尖虛脫使樁尖失去端承力，嚴重影響樁的承載能力。

　　造成樁尖虛脫的原因以下有四個：

　�。�1）這是由于混凝土的加工質量不穩(wěn)定，有時坍落度過小，粗骨料的粒徑過大，下沉時發(fā)生堵塞或因空氣不能全部排除而被壓縮，阻礙混凝土下沉導致樁尖處混凝土與土層不能直接結合：

　�。�2）活瓣樁件開啟不靈，不能將混凝土送到樁尖，產生樁尖虛脫：

　　（3）樁尖封閉不嚴，沉管時樁周土或地下水積于樁尖處，使混凝土不能與樁尖土層直接結合而產生樁尖虛脫；

　�。�4）向管內送入混凝土后，振搗不充分，混凝土未達到樁尖處即拔管，使混凝土在土層中架空而產生樁尖虛脫。

　　4具體的處理措施

　　4.1針對斷樁的處理措施（以上面實例說明）

　�。�1）對于數(shù)量比較多的斷樁，不宜單獨逐個處理，可將原樁基上斷面500x500mm2的承臺梁改為片筏樁基礎；

　�。�2）對于缺陷深度在1-3m的斷樁，可將原來斷的樁段挖去，加套略大于原樁徑的鋼箍或鋼筋砼水泥管，清理干凈斷裂位置，設素水泥漿一道，再重新灌注砼補做樁段：

　�。�3）對于缺陷深度在3m以下的樁，由于地下水位較高和土質較軟，開挖補樁對于施工是較為困難的，可采取在原500×500m2承臺梁下作放大角，下設中12@180受力筋及φ6@200分布筋，放大部分長度以相鄰軸線長度為準，組成一個復合的樁一梁一土受力體系，以保證荷載的重新分布，減輕原缺陷樁的荷載負擔。

　　對于一般的工程應該盡量避免出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，跳打法施工可以避免出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，跳打應在相鄰成型的樁達到設計強度的60%以上進行。拔管速度控制在12m/min-15m/min之間，對于松散性和流態(tài)淤泥質土，應該邊振邊拔�；炷�土終凝不久應該避免振動和擾動，樁與樁中心距太近，可采用跳打或者控制時間的方法。此外復打法可以解決出現(xiàn)斷樁的問題。

　　4.2針對縮頸的處理措施

　�。�1）控制拔管速度，采取“密振慢拔”或慢抽密擊法：

　�。�2）管內混凝土必須高于地面，并使樁管內的混凝土高度保持在2m以上，使混凝土出管時有較大重壓力的擴張力，避免抽管時空隙水壓和泥壓擠向新澆筑的混凝土；

　�。�3）在易產生縮頸部位采取復打或反插工藝解決縮頸，或放置鋼筋混凝土樁段；

　�。�4）施工時用浮標檢測法經常檢查混凝土下落情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

　　4.3針對混凝土拒落的處理措施

　　對于混凝土拒落可以根據(jù)工程和地質條件，合理選擇樁長，盡量使樁不進入低壓縮性土層嚴格檢查預制樁頭的強度和規(guī)格。防止樁尖在施工時壓入樁管。在有地下水的情況下，混凝土封底不要過干。套管沉至設計要求后。應用浮標測量預制樁尖是否進入樁管。如樁尖進入樁管。應拔出處理，澆筑混凝土后，拔管時應用浮標經常觀測測量。檢查混凝土是否有阻塞情況已出現(xiàn)混凝土拒落情況時，可在拒落部位采用翻插法處理。

　　4.4針對樁尖虛脫的處理措施

　　嚴格按配比要求投料，攪拌時間控制適當，混凝土坍落度符合要求，確�；炷�土拌合物的攪拌質量。樁尖封閉嚴密。不許漏水漏土。施工前進行試孔檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，確保無漏水漏土現(xiàn)象時方可施工。樁管內灌入混凝土后，必須先振搗，確�；炷�土落到樁尖處方可邊振搗邊拔管，嚴禁先撥管后振搗或停振拔管。

　　5能較好解決施工質量問題新工藝

　　嘗試一種改進的沉管灌注樁施工工藝。即在傳統(tǒng)的沉管灌注樁施工工藝的基礎上，在下鋼筋籠之前，增設一根PVC塑料內套筒，然后再下鋼筋籠并灌注混凝土。改進的沉管灌注樁由于增設了一根PVC塑料內套筒。并且把PVC塑料內套筒留在地下，作為灌注樁的一部分使用，具有以下特點：

　�。�1）樁基混凝土澆筑后，鋼樁管拔出，PVC塑料內套筒的筒壁同時承受混凝土的側向壓力和土體的作用力，相互抵消一部分力的作用。改進的沉管灌注樁由于增設了一根PVC塑料內套筒，它的施工成本比傳統(tǒng)的沉管灌注樁要略高一些；

　�。�2）由于成樁后PVC塑料內套筒留在土體內，成樁后混凝土凝結硬化。與PVC塑料內套筒形成復合混凝土受力樁，提高了樁基受壓能力。既能承受鄰樁施工打樁時產生的水平橫向推力和隆起上拔力的作用，也能承受軟硬土層間傳遞水平力產生的剪應力；

　�。�3）混凝土在PVC塑料內套筒中澆筑，拔管的速度、混凝土澆筑的充盈系數(shù)、管內混凝土的高度、骨料粒徑、混凝土的坍落度等人為因素對樁自身質量的影響減小，混凝土澆筑時與管內壁的摩擦力減小，混凝土更容易下落，施工工藝簡單，質量容易保證。

　　6結語

　　沉管灌注樁施工是一項專門技術，又屬重要的隱蔽工程，因此給工程的質量控制帶來一定困難。由于各種原因所造成質量問題，都將影響到樁的設計承載力，給整個的建筑物帶來安全隱患。所以施工時必須認真研究施工方案，提高施工技術，以確保沉管灌注樁的施工質量。

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