沉管灌注桩施工质量通病及对策

沉管灌注桩施工质量通病及对策

沉管灌注桩虽然有着承载力高、造价低、施工方便等众多优点，但沉管灌注桩还有着许多的通病限制着它的推广和应用。本文在叙述沉管灌注桩施工中存在的主要通病的同时，从沉管灌注桩的成桩工艺、施工、检测等几个方面提出了相应的防治对策，以期达到有效保证沉管灌注桩施工质量的目的。

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1 沉管灌注桩存在的主要通病

（1）桩身的配筋问题难以解决，尤其是施工中在将纵向构造的钢筋放入桩头时采用桩浇筑后人工插筋的方法。这种方法中有许多不确定因素。

（2）沉管灌注桩的承载力和质量控制因为在灌注过程中容易发生夹渣、夹泥、离析等问题而显得难度大。

（3）沉管灌注桩属于挤土桩，它是采用锤击或振动的方法把带有钢筋混凝土的桩尖或带有活瓣式桩尖的钢套管沉入土层中成孔，而原桩位的土体被钢套管挤开，当饱和粘性土层的渗透系数不足导致在短时间内将土体压缩挤密成为困难，或桩孔四周一定范围内土体可供压缩的空隙小于桩孔体积时，则桩周土层因受到迅速增大的内部孔隙水压力和侧向约束而使发生上拱变形，土层的这种变化随时可能挤断邻近已完成但混凝土强度还不高的灌注桩。

2 通病产生的原因

出现上述通病原因，主要是因地下水和土压力致使出管混凝土不能形成灌注压力而无法顺利扩散，或由于拔管速度不均太快或太慢，因此容易产生缩径现象。另外，缺灌（混凝土和易性不好导致卡管乃至于桩管的空位不能被及时填充）和钢筋笼作用无法充分发挥（钢筋笼制作质量和安装就位不达标）也是很重要的原因。

断桩（相邻桩施工或其他机械运动产生就振动挤压，振动挤压的水平分力对邻桩施加剪力造成桩体产生水平或倾斜的断裂面）的危害不仅仅在于降低桩体的垂直承载力，更严重的是桩体的水平荷载的承受能力几乎完全丧失。

造成断桩的重要原因之一——剪力产生于桩身产生的振幅不同，桩身振幅不同的原因是不同土层的土体强度变形模量存在差异。剪力大小受到振动力的大小以和相隔距离的远近的影响。其中，振动力增大、距离变近时剪力增大；深度增加剪力减少；土层硬度越强位移就越大。因此断桩多发于软硬土层交界处，距地面2m左右。断桩的另一重要成因是打桩时的振动力。沉管灌注桩属于挤土桩，土体受到挤压，挤压力被传向薄弱处形成地面的隆起，构成向上的拉力而容易造成桩的断裂。

3 防治对策

工程概况：镇海门大桥位于泰兴市鼓楼东路，全长351m。纵段面位于R=10000m，T=89.87m，E=0.4m的凸曲线上，标高为9.9m，设计主跨径81m。主桥采用预应力混凝土变截面箱梁，半桥宽13.5m，箱梁底宽5.5m，两臂长4m，两边防撞栏杆宽1.5m，设为C50混凝土。

3.1 改进成桩工艺，治标治本

解决沉管灌注桩的这些通病最根本的办法是改进成桩工艺。

镇海门大桥沉管灌注桩施工采用由内、外管所完成的夯扩短桩及“逆向灌注异形桩”的方法，这一方法对传统的沉管灌装工艺进行了改进，有效地避免了缩径现象的发生。

施工时的各道工序的顺序应该为：①让桩尖到指定位置上去。②为桩尖装上漏斗。③套上带孔桩管（管身交错井孔，下端有多个混凝土出口孔）桩管与桩尖相比较小，因此在打桩的过程中起到的仅仅是送入桩尖和灌注混凝土。④在漏斗中注满流动性混凝土，以保持一定的压头。⑤打入桩尖，使混凝土自上而下完成灌入，充填桩尖挤压而成的桩孔，达到灌注与成孔同步完成的目的。

3.2 施工技术根据施工场地情况设计

在施工前反复查看场内地形地貌，对场地的地质资料、现场的特殊情况和对设计的要求做到了然于心。在施工场地进行多次垂直垂直静载实验或锤击贯入动测，以实验结果为依据反复审核地质资料和设计计算，一旦发现不符立即协商研究，对于确定单桩承载力要慎重再慎重。在遵照相关规定的前提下确定适合本次施工的施工技术。镇海门大桥沉管灌注桩施工前除采取以上措施外还加打了4根试桩，将试桩的位置均确定在了极具代表性的位置上，将试桩所反映出来的桩长、混凝土坍落度、灌注量、拔管速度、反插部位、深度次数、钢筋笼放置高度等数据用做施工时的控制依据。

3.3 针对各种通病，施工中应采取的对策

镇海门大桥施工中为避免沉管灌注桩在施工中为了避免沉管灌注桩易发生的通病，保证沉管灌注桩的质量采用了以下对策：

（1）就桩成型质量来说，单打工艺施工的桩要优于复打工艺施工的桩。单打工艺施工应该在地址条件较优时被优先选择，因为此工艺施工的桩可以在桩长、桩径及钢筋位置等方面得到保证、并且施工速度足够快、节省材料，如果单桩承载力不满足设计要求，那么相比于采用复打桩的设计，不如对单打桩进行加大桩管外径的处理来使单打桩的承载能力获得提升。镇海门大桥沉管灌注桩施工中因软弱层相对较厚而否定了单打工艺。

（2）选择锤（振）拔力合适的锤（振）拔桩机和拔管速度时，要充分考虑工程地质条件、桩长、桩径、单桩承载力和工程技术要求等多种影响因素。尤其拔管速度不宜硬性规定为某一值。

镇海门大桥沉管灌注桩施工中主要参照其它地区的经验数据、根据场地的土质、地下水位等条件及工程技术要求、坚持均匀有致，宜慢忌快，密击慢拔，边振边拔，振拔相间的原则确定拔管速度。因本工程为一般土层所以将拔管速度控制在1.2～1.5m/min，使管内混凝土能完全流出管外。建议在淤泥或较软弱的土层中拔管速度应控制在0.8～1.0m/min。提管时需要注意的是提管要缓慢均匀，在最后2m时应加强振动并不断的地停振（每次10～15S），防止出现桩身缩径和断裂。

（3）严格要求混凝土配比

镇海门大桥沉管灌注桩施工中混凝土坍落度控制在8-10cm范围内，对于改善和易性和加速混凝土强度增长则使用了掺入减水剂和早强剂的方法。

3.4 加强施工中对沉管灌注桩的控制

由于桩基施工事实上是一项专业技术，又是隐蔽工程，其施工质量受到操作人员的技术水平和负责程度的相当大的影响，在操作人员认真负责的同时还需要严格的施工管理和正确的技术指导。质监人员应对此的审查以及施工质量的检查监督高度重视。

镇海门大桥沉管灌注桩施工中施工队认真挑选技术和施工人员，确保工作人员具有优秀的技术水平和高度负责态度。同时，施工记录得到了充分的重视。施工记录的真实完整可以为人们从中了解桩基的施工质量提供依据。施工记录影响着人们对于整个工程的桩基质量的正确评价。镇海门大桥沉管灌注桩施工中始终将桩基施工记录视为工程档案的重要部分。施工中严格控制好终止沉管的标准，结合实际沉管情况在参考桩的设计长度的基础上注意检查最终确定沉管的终止深度。

4 结 语

由于沉管灌注桩是现场浇制，成型过程不可见，因此对其施工质量的控制和检查尤为困难，所以容易发生夹渣、夹泥、离析、缩径、断桩等通病。随着施工经验和施工科技的发展，沉管灌注桩施工将有更美好的前景。

参考文献

[1]唐念慈等译（J.E.Bowles著）.基础工程分析与统计.北京：中国建筑工业出版社，1987.10.