试论沉管灌注桩技术在建筑工程中的应用

边照旭

摘 要：目前，随着工程技术的不断进步，新的桩基施工工艺不断出现。沉管灌注桩作为建筑工程施工技术之一，因其具有优越性，逐渐得到建筑业的认可，得以广泛应用及推广。为此，本文主要对沉管灌浆桩的施工技术原理、材料准备与施工要点进行了分析与探究。

关键词：沉管灌注桩；建筑工程

1 沉管灌注桩施工技术的原理

沉管灌注桩是土木建筑工程中众多类型桩基础中的一种。沉管灌注桩又称为打拔管灌注桩。它是利用沉桩设备，将带有钢筋混凝土桩靴 （活瓣式桩靴）的钢管沉入土中，形成桩孔，然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔出套管，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩，称为锤击沉管灌注桩。利用振动器振动沉管、拔管成桩，称为振动沉管灌注桩。为了提高桩的质量和承载能力，沉管灌注桩常采用单打法、复打法、翻插法等施工工艺。 单打法（又称一次拔管法）：拔管时，每提升0.5～1.0m，振动5～10s，然后再拔管0.5～1.0m，这样反复进行，直至全部拔出；复打法：在同一桩孔内连续进行两次单打，或根据需要进行局部复打。施工时，应保证前后两次沉管轴线重合，并在混凝土初凝之前进行； 翻插法：鋼管每提升0.5m，再下插0.3m，这样反复进行，直至拔出。

与一般钻孔灌注桩比，沉管灌注桩避免了一般钻孔灌注桩桩尖浮土造成的桩身下沉，持力不足的问题，同时也有效改善了桩身表面浮浆现象，另外，该工艺也更节省材料。但是施工质量不易控制，拔管过快容易造成桩身缩颈，而且由于是挤土桩，先期浇注好的桩易受到挤土效应而产生倾斜断裂甚至错位。

由于施工过程中，锤击会产生较大噪音，振动会影响周围建筑物，故不太适合在市区运用，已有一些城市在市区禁止使用。这种工艺非常适合土质疏松、地质状况比较复杂的地区，但遇到土层有较大孤石时，该工艺无法实施，应改用其它工艺穿过孤石。还发展出了Y型沉管灌注桩，在处理软地基上更显成效。

2 建筑工程沉管灌注桩施工材料准备

水泥：425#及其以上的硅酸盐水泥、普硅、矿渣、火山水泥。水泥进场时应有出厂合格证明书。施工单位应根据进场水泥品种、批号进行抽样检验，合格后才能使用。水泥如存放时间超过三个月，应重新检验确认符合要求后才能使用。

中粗砂：采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂或海砂，其含泥量不大于3%。

石子：采用坚硬的碎石或卵石，最大粒径不宜大于40mm，且不宜大于钢筋最小净距的1/3，其针片状颗粒不超过25%，含泥量不大于2%。

钢筋：钢筋进场时应有出厂质量合格证明书，应检查其品种规格是否符合要求及有无损伤、锈蚀、油污，并应按规定抽样，进行抗压、抗弯、焊接试验，经试验合格后方能使用（进口钢筋要进行化学成份检验和焊接试验，符合有关规定后方可用于工程）。钢筋笼的直径除应符合设计要求外，还应比套管内径小60-80mm。

桩尖：一般采用钢筋砼桩尖，也可用钢桩尖。钢筋砼的桩尖强度等级不低于C30。其配筋构造和数量必须符合设计或施工规范的要求。

3 建筑工程沉管灌注桩施工要点分析

建筑基础工程属于重要的隐蔽工程，在工程质量控制中难度较大。因此施工中应严格遵循相关施工要求进行施工，在提高施工技术水平及规范施工流程的前提下，应对其施工中存在的问题加以重视，只有这样才能确保沉管灌注桩施工的质量。

1、锤击沉管灌注桩的施工方法一般为“单打法”，但根据设计要求或土质情况等也可采用“复打法”。锤击沉管灌注桩宜按流水顺序，依次向后退打。对群桩基础及中心距小于3.5 倍桩径的桩，应采用不影响邻桩质量的技术措施。桩机就位时，桩管在垂直状态下应对准并垂直套入已定位预埋的桩尖，桩架底座应呈水平状态及稳固定位，桩架垂直度允许偏差不大于0.5%。桩尖埋设后应重新复核桩位轴线。桩尖顶面应清扫干净，桩管与桩尖肩部的接触处应加垫草绳或麻袋。

2、注意检查及保证桩管垂直度无偏斜后采正式施打。施打开始时应低锤慢击，施打过程若发现桩管有偏斜时，应采取措施纠正。如偏斜过大无法纠正时，应及时会同施工负责人及技术、设计部门研究解决。沉桩过程中，应经常使用测锤检查管内情况及桩尖有否损坏，若发现桩尖损坏或水泥进入，应拔出桩管，回填桩孔，重新设置桩尖进行施打。

3、沉管深度应以设计要求及经试桩确定的桩端持力层和最后三阵，每阵十锤的贯入度来控制，并以桩管入土深度作参考。测量沉管的贯入度应在桩尖无损坏、锤击无偏心、落锤高度符合要求、桩帽及弹性垫层正常的条件下进行。一般最后三阵每阵十锤的贯入度不大于30mm，且每阵十锤贯入度值不应递增。对于短桩的最后贯入度应严格控制，并应通知设计部门确认。

4、沉管结束经检查管内无入泥进水后，应及时灌注砼。每立方砼的水泥用量应不少于300Kg。当桩身配有钢筋时，设计无规定时砼塌落度宜采用80-100mm；素砼的塌落度宜采用60-80mm。第一次灌入桩管内的砼应尽量多灌，第一次拔管高度一般只要能满足第二次所需要灌入的砼量时即可，桩管不宜拔地太高。

5、拔管时采用倒打拔管的方法，用自由落锤小落距轻击不少于40 次/min，拔管速度应均匀，对一般土层以不大于1m/min 为宜。在软硬土层交界处及接近地面时，应控制在0.6-0.8m/min 以内。在拔管过程中，应用测锤随时检查管内砼的下降情况，砼灌注完成面应比桩顶设计标高高出0.5m，以留作打凿浮浆。

6、凡灌注配有不到桩底的钢筋笼的桩身砼时，宜按先灌注砼至钢筋笼底标高，再安放钢筋笼，然后继续案灌注砼的施工顺序进行。在素砼桩顶采用构造连接钢筋时，在灌注完毕拔出桩管及桩机退出桩位后，按照设计标高要求，沿桩周对称、均匀、垂直地插入钢筋，并注意钢筋保护层不应小于3cm。对于砼灌注充盈系数小于1.1 的桩，应会同设计单位研究补救措施。按设计要求进行局部复打或全复打施工，必须在第一次灌注的桩身砼初凝之前进行。灌注桩身砼时应按有关规定留置试块。

4 建筑工程沉管灌注桩施工质量控制

在传统的沉管灌注桩施工工艺的基础上，在下钢筋笼之前，增设一根PVC塑料内套筒，然后再下钢筋笼并灌注混凝土。改进的沉管灌注桩由于增设了一根PVC塑料内套筒。并且把PVC塑料内套筒留在地下，作为灌注桩的一部分使用，具有以下特点：

第一，桩基混凝土浇筑后，钢桩管拔出，PVC塑料内套筒的筒壁同时承受混凝土的侧向压力和土体的作用力，相互抵消一部分力的作用。改进的沉管灌注桩由于增设了一根PVC塑料内套筒，它的施工成本比传统的沉管灌注桩要略高一些；

第二，由于成桩后PVC塑料内套筒留在土体内，成桩后混凝土凝结硬化。与PVC塑料内套筒形成复合混凝土受力桩，提高了桩基受压能力。既能承受邻桩施工打桩时产生的水平横向推力和隆起上拔力的作用，也能承受软硬土层间传递水平力产生的剪应力；

第三，混凝土在PVC塑料内套筒中浇筑，拔管的速度、混凝土浇筑的充盈系数、管内混凝土的高度、骨料粒径、混凝土的坍落度等人为因素对桩自身质量的影响减小，混凝土浇筑时与管内壁的摩擦力减小，混凝土更容易下落，施工工艺简单，质量容易保证。

5 结束语

综上所述，沉管灌注桩施工是一项专门技术，又属重要的隐蔽工程，因此给工程的质量控制带来一定困难。由于各种原因所造成质量问题，都将影响到桩的设计承载力，给整个的建筑物带来安全隐患。所以施工时必须认真研究施工方案，提高施工技术，以确保沉管灌注桩的施工质量。

参考文献

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