沉管灌注桩施工技术在房建工程中的应用

　　【摘要】沉管灌注桩桩作为一种地基处理技术在房建工程中得到了广泛的应用，本文就针对沉管灌注桩的沉桩机理进行简单介绍，然后介绍其主要的施工技术，最后对沉管灌注桩施工容易出现的问题进行简单探讨。

　　【关键词】房建工程,沉管灌注桩,施工技术

　　沉管灌注桩目前是房建工程使用最常见的桩基础形式，它包括锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩、夯实成型灌注桩桩等，沉管灌注桩能够在不受持力层起伏和地下水位较高等复杂地质条件中使用。

　　沉管灌注桩施工过程中，主要是利用上部荷载将一定直径的钢管沉入土中，形成桩孔，然后在孔中放入预制好的钢筋笼，浇筑混凝土，最后拔出钢管，最终形成灌注桩。这种灌注桩施工简便，环境整洁，比较经济，如果施工控制不严，可能出现一些质量缺陷。本文就对沉管灌注桩在房建工程中的应用进行探讨，提出一些可行性意见。

　　一、沉桩机理

　　沉管灌注桩在施工过程中，利用振动或锤击方式将带有活瓣的桩尖“刺入”土中，由于上部荷载比较大，会对土体中的原状土产生一定的扰动，造成土体压缩变形，同时土体会对桩尖产生相应的阻力，随着灌入深度的增加，这种摩擦力会逐渐增大，只要顶部给出足够大的压力，就能抵抗这些摩阻力，桩将继续下沉。当桩沉入到设计标高后，土体中的空隙水压力会逐渐减小，在一段时间内，土体发生固结、强度逐渐恢复，这时桩才获得承载力，承受上部传递下来的荷载。

　　从大量的工程实践中来看，粘性土中较长的桩的最终承载能力会比桩基施工时高很多，尤其在某些土体固结系数较高的软土地基中，桩最后可以承受的极限荷载比最终压力值高出1-2倍，但是粘性土中的短桩，土体强度经过一段时间的恢复，摩阻力随有所提高，但是由于桩身较短，侧向摩阻力较小，所获得的极限承载力也不能达到桩的最终压力。

　　二、沉管灌注桩施工工艺

　　在房建工程中，沉管灌注桩施工工艺流程主要为：施工前准备→测量定位→试打桩→桩机就位→沉管→上料→拔管等。

　　1、施工前准备

　　在施工开始前，施工技术人员应该认真研究施工现场的地质勘查报告及设计要求，制定适合该工程的施工技术方案，并做好材料、机具设备的进场，对于进场的材料应该做好质量控制，保证钢筋、水泥等材料的各项指标满足设计要求。

　　2、测量定位

　　在测量定位前，测量人员应该仔细核对勘查部门给出的永久测量控制点坐标，并利用这些点对各个桩基坐标进行定位，定位后利用短钢筋或白灰进行标记，并做好防护措施。

　　3、桩机就位，埋设桩尖

　　当放样完成后，应该将桩管对准桩位中心预先埋设的钢筋混凝土桩尖，然后将草绳放置于桩管与桩尖的连接处作为缓冲层和防止地下水进入沉管中，桩尖的埋设应该与地面一致，并且保证其他土建施工不会影响到桩尖的位置，防止出现桩尖移位出现偏差。同时在施工过程中，应该及时核对桩尖位置，做到施工前误差小，成桩后偏差小。

　　4、试打桩

　　试打桩可以了解到桩的贯入深度、持力层的强度和厚度、桩的承载能力等，同时可以模拟施工中可能会出现的各种问题，方便施工技术人员在打桩开始前做好应急预案。

　　试打桩应该在正式打桩之前进行，试打桩的桩径和设计桩径相同，这样可以通过实践矫正设计与打桩施工方案，保证打桩的质量和速度。试打桩和正式打桩的各个方面条件应该一直，同时施工人员需要做好打桩记录，测出打入各个土层的锤击数，最后精确计算出贯入度和充盈系数。

　　5、沉管

　　在沉管前，应该清洗桩帽上的泥浆，防止浇灌时桩尖与浇筑的混凝土出现脱层;沉管过程中，应该及时检查桩尖质量，注意成桩质量，避免桩管进入土体后出现桩尖偏离桩管的情况，可见沉管到位需要通过必要的控制措施，一般采用吊锤控制;对于地下水丰富的基础，应该在桩尖进入地下水之前进行桩尖封堵措施，一般采用在桩尖处灌注1.5m的混凝土封堵，这样可以避免地下水进入管桩。

　　6、上料

　　当沉管完成后，就可以将预制的钢筋笼放入到桩孔中，一般沉管灌注桩的钢筋笼不采用分段对接的方法，当桩的设计长度大于16m时，为了避免吊装时出现弯曲变形，可以采用管口对接方法。分段后主筋接头应相互错开，同一截面内的接头数目不多于主筋总根数的50%，且接头的错开距离应大于500mm，并大于30倍主筋直径。

　　7、拔管移机

　　当桩管内的混凝土灌注完成后，振动5-10s，就可以拔管了。利用卷扬机拔管时，可以边振动边拔管，每隔0.5-1m，停止5-10s，如此反复，直到管桩全部拔出。在一般土层，拔管速度宜为1.2～1.5m/min，在软弱土层中，宜控制在0.6～0.8m/ min。成桩后混凝土标高应高于设计标高500m。

　　三、桩机检测

　　考虑到高应变检测极限承载力时数量不得低于总桩数的5%，并且不得<5根，比静载试验的1%且≮3根更具有代表性，确定了所有的桩后，就可以进行高应变极限承载力试验，单桩极限承载力按承载力特征值的2倍，即1000KN设定，检测结果应该保证桩的承载能力完全满足设计要求，如果不符合，应该及时采取措施。随着施工单位开挖基坑的进行，桩基检测单位按设计要求对全部桩进行低应变试验，保证受测桩桩身的完整性。

　　四、沉管灌注桩成桩容易出现的问题及其解决办法

　　1、沉管灌注桩的单桩承载力低

　　出现这种情况的原因主要有沉管施工中遇到硬夹层，没有进行合适的处理;沉管灌注桩作为挤土桩，当群桩数量较大时，容易出现局部土层挤密，导致沉管困难，不能达到设计标高。

　　解决措施：可以在第一次单打结束以后，清除桩外壁上的泥土和管桩周围的浮土，然后在原桩位上防止一个混凝土桩尖，在进行第二次复打，随后在灌注混凝土和插入钢筋，边灌注混凝土、边振动、边拔出钢管。

　　2、桩身下沉

　　新浇筑的混凝土桩由于临近沉桩的振动，超过土的摩阻力和端承力而下沉;钢筋密度设计过大，钢筋笼在邻桩沉桩时沉入未达初始强度的混凝土中。一般措施;采用跳打法减少对邻桩的影响;在桩顶采取较干硬的混凝土;钢筋笼上部用细钢丝吊起;或混凝土达到初始强度后再打临近桩。

　　3、卡管

　　出现卡管的原因主要有沉管穿过较厚的夹层时，如果时间过长，就会被硬土层卡出，不能拔出来;活瓣式桩与钢管连接的铰链出现凸出情况，卡在夹层内，不能动弹。

　　相应的处理办法：如果发现卡管现象，应该在夹层处反复抽动2-3次，然后拔出桩管，合好活瓣式桩尖或重新放入预制桩尖，重新打入，并尽快浇筑混凝土后立即拔管，缩短停歇时间;施工前，可以对活瓣式铰链进行检查，出去凸出的部分。

　　4、桩达不到控制标高

　　遇有较厚的硬夹层、大块孤石、混凝土块等;实际持力层高于勘察报告深度;振动沉桩机的参数不合适、振动压力不够使套管沉不下去。

　　处理办法，一是选择较大压力的沉桩机穿透硬夹层;遇到大块孤石、混凝土块时开挖去除，回填后重新沉管;用钻机重新钻孔，重新确定持力层深度和桩长。

　　5、缩颈或夹泥

　　当地下水比较丰富，没有控制好混凝土的强度就进行拔管，就容易出现缩颈现象，如果在淤泥质泥土中没有及时控制好混凝土的灌入，会在混凝土中夹带一些泥土，导致混凝土桩的强度降低。

　　解决办法：可以在打桩时尽量往桩管内多灌入一些混凝土，同时控制好混凝土硬化强度，混凝土灌注完成后，采用“慢抽密振”的施工方案，拔管速度不宜过快，0.3 m/min - 0.8 m/min 即可;使用和易性好的低流动性混凝土浇灌。

　　五、结束语

　　相比预制桩，沉管灌注桩适用于各种复杂地形，施工速度快、效率高、安全性好，但是由于沉管灌注桩的施工过程全部在地下完成，因此给房建工程施工质量带来一定影响。为了避免沉管出现质量问题，施工技术人员应该在施工前仔细研究地质状况，制定严格的施工方案，加强技术管理，才能保证沉管灌注桩的施工质量。

　　【参考文献】

　　【1】 刘晓春 苑智 沉管灌注桩沉桩机理及施工 安徽冶金科技职业学院学报 2010

　　【2】 黄涛文 李观洪 钎探沉管灌注桩施工常见事故及相应对策广东科技 2007

　　【3】 王命飞 沉管灌注桩的施工要领 西部探矿工程 2004

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