套管成孔灌注桩施工工艺研究

套管成孔灌注桩施工工艺研究

作者：江培丽

来源：《科学与财富》2013年第01期

摘要：套管成孔灌注桩是利用锤击法或振动打桩法，将带有钢筋混凝土或带有活瓣式桩靴的钢套管沉入土中，然后灌注混凝土并拔管而成。若配有钢筋时，在规定标出应吊放钢筋骨架。利用锤击沉桩设备沉管、拔管时，成为锤击灌注桩；利用激振器的振动沉管、拔管时，成为振动灌注桩。套管成孔灌注桩利用套管保护成孔，能沉能拔，施工速度快，适用于黏性土、粉土、淤泥质土、砂土及人工回填土等。本文现就套管成孔灌注桩施工工艺做浅要研究。 关键词：套管成孔 灌注桩 锤击 一、锤击沉管灌注桩

沉桩前，应根据桩的密集程度，土质情况确定沉桩顺序。施工时，用桩架吊起钢套管，对准预先设在桩位处的预制钢筋混凝土桩靴。填管与桩靴连接处要垫以麻绳、草绳，以防止地下水渗入管内。然后缓缓放下套管，套入桩靴压进土中。套管上端扣上桩帽，检查套管与桩锤是否在一垂直线上，套管偏斜小于0.5%时，即可起锤沉套管。

先用低锤轻击，观察后如无偏移才可正常施打，直至符合设计要求的贯入度或沉入标高，检查管内有无泥浆或水进入，即可灌注混凝土。套管内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。拔管要均匀，第一次拔管高度以能容纳第二次所需的混凝土灌注量为限，不宜拔管过高。 拔管时应保持连续密锤低击不停，并控制拔出速度，对一般土层，以不大于1m/min为宜；在软弱土层及软硬土层交界处，应控制在0.8m/min以内。拔管时还要经常探测混凝土落下的扩散情况，注意管内的混凝土保持略高于地面，一直到全管拔出为止。桩的中心距在5倍桩管外径以内或小于2m时，均应跳打，中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%以后，方可施打。

为了提高桩的质量和承载力，常采用复打法扩大灌注桩。其施工顺序为：在第一次灌注桩施工完毕，拔出套管后，清除管外壁上的污泥和桩孔周围地面的浮土，立即在原桩位再预埋桩靴或合好活瓣第二次复打，使未凝固的混凝土向四周挤压扩大桩径，然后再浇筑第二次混凝土。施工时要注意前后两次沉管的轴线应重合，复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前进行。

二、振动沉管灌注桩

振动沉管灌注桩采用激振器或振动冲击沉管，施工时，先安装好桩机，将桩管下活瓣会合起来，对准桩位，徐徐放下套管，压入土中，勿使偏斜，即可开动激振器沉管。

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激振器又称振动锤，由电动机带动装有偏心块的轴旋转而产生振动，振动沉管与振动法沉桩相似。沉管时必须严格控制最后2min的贯入速度，其值按设计要求或根据试桩和当地长期的施工经验确定。振动沉管灌注桩可采用单打法、反插法或复打法施工。

单打施工时，在沉入土中的套管内灌满混凝土，开动激振器，振动5～10s，开始拔管，边振边拔。每拔0.5～1.0m，停拔振动5～10s，如此反复，直到套管全部拔出。在一般土层内拔管速度宜为1.2～1.5m/min，在较软弱土层中，不得大于0.8～1.0m/min。

反插法施工时，在套管内灌满混凝土后，先振动再拔管，每次拔管0.5～1.0m，向下反插0.3～0.5m。如此反复进行并始终保持振动，直到套管全部拔出地面。反插法能使桩的截面增大，从而提高桩的承载力，宜在较差的软土地基上使用。 复打法要求与锤击灌注桩相同。

振动灌注桩的适用范围除与锤击灌注桩相同外，并适用于稍密及中密的碎石土地基。 三、套管成孔灌注桩易产生的质量问题及处理 1、断桩。

一般常见于地面下1.0～3.0m的不同软硬层交接处。其裂痕呈水平或略倾斜，一般都贯通整个截面。其原因主要有：桩距过小，邻桩施打时土的挤压所产生的水平横向推力和隆起上拔力的影响；软硬土层间传递水平力大小不同，对桩产生剪应力，桩身混凝土终凝不久，强度弱，承受不了外力的影响。

避免断桩的措施有：桩的中心距宜大于3.5倍桩径；考虑打桩顺序及桩架行走路线时，应注意减少对新打桩的影响；采用跳打法或控制时间法以减少对邻桩的影响。断桩一经发现，应将断桩段拔出，将孔清理干净后，略增大面积或加上铁箍俩接，在重新关注混凝土补做桩身。 2、缩颈。

缩颈的桩又称瓶颈桩。部分桩颈缩小，截面积不符合要求。其原因是在含水量大的黏性土中沉管时，土体收强烈扰动和挤压，产生很高的孔隙水压力，桩管拔出后，这种水压力遍作用到新灌注的混凝土桩上，是桩身发生不同程度的颈缩现象。

产生的原因有：拔管过快，混凝土含量少，或和易性差，是混凝土出管时扩散差等。施工中应经常测定混凝土落下情况，发现问题及时纠正，一般可用复打法处理。 3、吊脚桩。

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即桩底部混凝土隔空，或混凝土中混进泥沙而形成松软层。原因为桩靴强度不够，沉管时被破坏变形，水或泥沙进入桩管，或活瓣未及时打开。

处理办法：将桩管拔出，纠正桩靴或将砂回填桩孔后重新沉管。 4、桩靴进水进泥。

桩靴进水进泥常发生在地下水位高或饱和淤泥或粉砂土层。原因为桩靴活瓣闭合不严、预制桩靴被打坏或活瓣变形。

处理方法：拔出桩管，清除淤泥和泥沙，整修桩靴活瓣，用砂回填后重打。地下水位高时，可待桩管沉至地下水位时，先灌入0.5m厚的水泥砂浆作封底，再灌入1.0m高混凝土增压，然后在继续沉管。 5、浇筑混凝土。

混凝土应保证良好的和易性，其坍落度一般控制在10～20cm之间。混凝土应通过导管下料，导管下口距浇筑面应小于2m，混凝土宜采用插入式振捣器振捣密实。混凝土浇筑一般应在达到墩顶标高后超灌至少0.5m。 四、施工注意事项

1、冬期施工，当气温低于0℃时，桩灌注混凝土要采取保温措施，拌合水要加热，混凝土入摸温度不应低于5℃。桩顶要护盖保温，防止受冻。

2、雨期施工，当砂、石含水量增大时，应按现场实测数据随时调整混凝土配合比中的加水量。同时要注意测定地下水位的变化，决定是否进行封底防水。特别要注意与回填层接触的软弱土层，在地表水的浸泡下，会变成软塑状态，在此段应进行反插，防止发生缩颈。 3、夏季施工当气温高于30℃时，混凝土应掺加缓凝剂。如果混凝土停放时间过长，接近初凝对，应返回搅拌机，再与一定量的按水灰比配置的配料进行搅拌均匀后，才能继续使用。 4、桩灌注混凝土时，如出现缩颈，其原因多数情况是由于拔管速度过快；或桩管内混凝土高度不够.使混凝土出管速度下降，扩散压力不够；或由于混凝土坍落度过小，和易性不好。混凝土不能很快扩散；或局部受到桩周士回缩挤压作用。

5、施工中如桩体出现蜂窝、狗洞，桩头松散等质量通病，其主要原因是混凝土未按配合比计量、均匀搅拌，或石子级配不好，或坍落度过大，或振拔沉管时未按停拔振动要求操作。

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6、施工中如出现悬桩，主要是地下水渗入桩管，使拉底出现一松软层。一般预防措施是：在有水位地层施工，尽量不使用活瓣桩尖；增加桩管内封底混凝土量；检查桩管端部有无裂缝或缺口，如有裂缝或缺口，必须处理好后再沉管。 五、结束语

在建筑领域工程施工中，各种成桩工艺和技术已愈发成熟，套管成孔灌注桩是在已有技术基础上创新改进而成。随着时代的进步，套管成孔灌注桩将更加完善。