沉管灌注桩的施工及其注意事项探究

坝基是指堤坝的根基。包括河床和两岸放置坝体的部位，及其邻近承受坝体及水体等作用的部位。坝基岩土体在坝体自重和各种荷载组合作用下产生的垂直和水平变位及角变位。其中垂直变位即沉陷最常发生，主要是由于岩土体中的孔隙或裂隙被压缩所致。对于土石坝而言如果坝基属于软弱土层，那么为了大坝的安全就必须要对其进行处理，本文针对采用沉管灌注桩对坝基处理展开研究。

沉管灌注桩是建筑工程中众多类型桩基础中的一种。它是利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土的桩尖（或钢板靴）或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中，造成桩孔，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。

1 沉管施工

（1）桩尖的加工质量和埋设位置应该与设计相符，桩管与桩尖应有良好的密封性能。

（2）振动沉管全过程有专职纪录员做好施工纪录，沉管入土至设计深度或按设计的贯入度控制。必须准确测量最后振动，每振十锤的贯入度及落锤高度。

2拔管和灌注混凝土注意事项

（1）沉管至设计标高后，立即灌注混凝土，尽量减少间隔时间； （2）灌注混凝土之前，必须检查桩管内有无吞桩尖或进泥、进水； （3）沉桩至桩底后，边灌混凝土边拔管至自然地面，然后再沉桩至桩底，放置钢筋笼，再灌混凝土至桩顶标高。桩管内灌满混凝土后，先振动5～10s，再开始拔管，边振动边拔管，每拔0.5-1.0m停拔振动5～10s；如此反复，直至桩管全部拔出；

（4）拔管速度要均匀，一般控制在1.2～1.5m/min为宜。在软弱土层和软硬土层交界处宜控制在0.6～0.8m/min；

（5） 必须严格控制最后30s的电流、电压值，其值按设计要求进行。 3全长复打桩施注意事项

（1）第一次灌注混凝土应达到自然地面；

（2） 应随拔管随清除粘在管壁上和散落在地面上的泥土； （3）前后二次的沉管轴线应重合；

（4）复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝前完成； （5） 混凝土的坍落度采用80～100mm。 4施工中易出现的质量问题 4.1缩径

沉管灌注桩的施工过程中有几根桩出现了缩径现象，缩径现象经常发生在地表以下2～3m处，分析其主要原因：

（1）在饱和淤泥或淤泥质软土层中沉桩管时土受强制扰动挤压，产生孔隙水压，桩管拔出后，土挤向新灌注的混凝土桩中，使桩身局部直径缩小；

（2）在流塑淤泥质土中，由于套管的振荡作用，使混凝土不能顺利灌入，被淤泥质土填充进来，造成缩径；

（3）桩间距过小，邻近桩施工时，挤压已成桩使其缩径；

（4）拔管速度过快，又未及时观察每拔高1m混凝土的充盈系数是否大于1.1，桩管内形成真空吸力，对混凝土产生拉力，造成缩径；

（5）拔管时管内混凝土量过少；

（6）混凝土坍落度较小，和易性较差，拔管时管壁对混凝土产生摩擦力造成缩径

4.2断桩、桩身夹泥

施工过程中有几根桩出现了断桩和桩身夹泥现象。断桩表现为水平裂缝，裂缝略有倾斜并贯通全截面，断桩一般位于软硬土层交接处，分析其原因：

（1）桩的间距小，刚灌注的成桩混凝土强度低，在邻桩沉管过程中，由于振动对于两层土的波速不一样，产生剪切力把新灌筑的桩剪断；

（2）混凝土粗骨料粒径过大，灌注混凝土时在管内发生“架桥”现象，形成断桩；

（3）采用反插施工工艺时，反持深度太大，反插时活瓣向外张开，把孔壁围垢泥挤进桩身，造成桩身夹泥；

（4）在饱和的淤泥质土中施工，拔管速度过快，而混凝土坍落度太小，混凝土未流出管外土即涌入桩身，造成断桩或桩身夹泥。

4.3桩尖虚脱

在沉管过程中，由于桩尖封闭不严，桩周围的土体被挤入到沉管之中。 4.4混凝土泥浆“涌泉”现象

当混凝土灌注桩施工至地面时，常有混凝土泥浆冒出，即所称的“涌泉”现象，分析“涌泉”现象的原因：

（1）振动灌注桩管入土后，对土产生挤压作用，在扰动和挤压的双重作用下，桩周围的土在一定范围内出现重塑区，土的粘聚力瞬间遭到破坏，产生了很强的超孔隙水压力，沉管灌注完成后，很强的超孔隙水压力部分随拔起的桩管，从桩侧向上消散，而出现“涌泉”现象。

（2）有时成桩后，开槽时会出现桩顶冒水。这种情况一般发生在饱和软土层中。沉管时往往有地下水进入桩管内，并且灌注速度快时，使大量水涌入桩体混凝土中。混凝土强度上升时，水沿着孔隙上溢，产生冒水现象，容易引起桩体空洞或蜂窝等缺陷。究其原因是桩体有贯通的孔隙。由于桩体外地下水密度大，桩体内密度小，产生压力差，使桩体内的水产生向上渗流，发生冒水现象。

5问题桩的处理措施

5.1预防桩身缩径、断桩、桩身夹泥的措施

（1）保持正常的拔管速度，严格控制拔管速度是桩身质量以至工程桩质量得到保证的关键。

（2）采用跳打法加大桩的施工间距，以减少邻近桩施工的相互影响。 （3）拔管时，管内混凝土应随时保持2m左右高度，也应高于地下水位1～1.5m，或不低于地面。

（4）混凝土要采用合适的坍落度：8～10cm（配筋时），6～8cm（素混凝土）。

（5）密锤慢拔，即边拔管边密锤施打，在灌注入混凝土后，应先振动5～10s，再开始拔管，边振动边拔管，每拔0.5～1m，停拔振动5～10s，如此反复直

到桩管全部拔出，拔管速度不宜大于0.8～1m/min，以增加套管内混凝土的自重压力。

5.2预防桩尖虚脱的措施

（1）采用预制桩尖时应对桩尖和桩管连接处严加封闭，活瓣桩尖应采用全封闭桩尖，不得漏水、漏土，在施工前必须经过试孔严格检查。

（2）确保混凝土的搅拌质量，使混凝土有较好的流动性和稳定性。 （3）桩管内灌满混凝土后，必须经过5～10s振动后方可拔管，严禁停振管或先拔管后振动。

5.3防止涌泉、涌水现象采用的措施

（1）在承台外打空桩的同时，在桩的上部3m范围内增加水泥用量，按C30混凝土配合比下料，出现“涌泉”现象时，再增加水泥用量。

（2）采用预制桩尖时，对于穿越饱和粘性土的桩，宜在预制桩尖与桩管接触面处设稻草绳；对于进入硬塑粘土层或中密粉细沙层的桩，在桩尖与桩管接触面处，须用环行铁圈。如在沉管过程中水或泥浆有可能进入桩管时，应在桩管内先灌入高1.5m左右的封底混凝土，再开始沉管。

（3）在软土地层中进行沉管灌注桩施工出现“涌泉”情况时，应采取在承台外打砂桩、空桩等措施，以使部分的超孔隙水压力向周边消散。同时，灌注桩的上部桩身混凝土强度应适当提高，以消除“涌泉”。在以后的桩基工程中采取了上述办法，取得了较好效果。

6总结

沉管灌注桩又称套管成孔灌注桩，是国内采用最为广泛的一种灌注桩。沉管灌注桩因操作简便、安全，适应性强，节约钢材，造价低廉，施工速度快，并且对周围环境影响比其他型式打入桩要小得多，几乎无污染等优点，在湿陷性黄土层较厚地区（特别是有地下水的地区）得到了广泛应用。