桩基础工程-沉管灌注桩施工工艺

沉管灌注桩施工工艺概念沉管灌注桩又称套管成孔灌注桩，是国内广泛采用的一种灌注桩。它是利用锤击沉管打桩机或者振动沉管打桩机将带有活瓣式桩尖或者预制钢筋混凝土桩靴的钢套管沉入土中，然后边浇筑混凝土（或先在管内放入钢筋笼）、边锤击或振动套管将混凝土捣实，同时缓慢拔出钢管而成的灌注桩，如图10-1所示。前者称为锤击沉管灌注桩，后者称为振动沉管灌注桩。沉管灌注桩宜用于黏性土、粉土和砂土。01图10-1沉管灌注桩施工示意图（a）就位（b）沉套管（c）开始灌注混凝土（d）下钢筋骨架继续浇筑混凝土（e）拔管成型锤击沉管灌注桩1.施工机具02主要设备为一般锤击打桩机，如落锤，柴油锤、蒸汽锤等。打桩机由桩架、桩锤、卷扬机、桩管等组成，如图10-2所示。桩管直径为270~370mm，长8~15m。图10-2锤击沉管灌注桩机械设备示意图1-桩锤钢丝绳2-桩管滑轮组3-吊斗钢丝绳4-桩锤5-桩帽6-混凝土漏斗7-桩管8-桩架9-混凝土吊斗10-回绳11-行使用钢管12-预制桩靴13-卷扬机14-枕木锤击沉管灌注桩02沉管灌注桩的施工工艺流程为：放线定位→钻机就位→锤击沉管→灌注混凝土→边拔管、边锤击、边浇筑混凝土→下放钢筋笼，继续浇灌混凝土→成桩。2.工艺流程锤击沉管灌注桩02（1）施工顺序沉管灌注桩施工时，成桩施工顺序一般从中间开始，向两侧边或四周进行，对于群桩基础或桩的中心距小于或等于3.5d（d为桩径）时，应间隔施打，中间空出的桩，须待邻桩混凝土达到设计强度的50%后，方可施打。群桩基础的基桩施工，应根据土质、布桩情况，采取消减挤土效应不利影响的技术措施，确保成桩质量。3.主要施工要点锤击沉管灌注桩02（2）桩机就位及套管连接打（沉）桩机就位时，应垂直、平稳架设在打（沉）桩部位，桩锤应对准工程桩位，同时在桩架或套管上标出控制深度标记，以便在施工中进行套管深度观测。3.主要施工要点锤击沉管灌注桩02沉桩所用的桩管、混凝土预制桩尖或钢桩尖的加工质量和埋设位置应与设计相符，桩管与桩尖的接触应有良好的密封性。采用活瓣式桩尖时，应先将桩尖活瓣用麻绳或铁丝捆紧合拢，活瓣间隙应紧密，当桩尖对准桩基中心，并核查套管垂直度后，利用锤击及套管自重将桩尖压入土中；采用预制混凝土桩尖时，应先在桩基中心预埋好桩尖，桩机就位后吊起桩管，对准预先埋好的预制钢筋混凝土桩尖，同时在套管下端与桩尖接触处放置麻（草）绳，以作缓冲层和防地下水进入，然后缓慢放下桩管，套入桩尖，核查套管、桩尖、桩锤在一条垂直线上后，利用锤重及套管自重将桩尖压入土中。3.主要施工要点（2）桩机就位及套管连接锤击沉管灌注桩02开始沉管时应轻击。锤击沉管时，可用收紧钢绳加压或加配重的方法提高沉管速率。当水或泥浆有可能进入桩管时，应事先在管内灌入1.5m左右的封底混凝土。应按设计要求和试桩情况，严格控制沉管最后贯入度。锤击沉管应测量最后二阵十击贯入度。在沉管过程中，如出现套管快速下沉或套管沉不下去的情况，应及时分析原因，进行处理。如快速下沉是因桩尖穿过硬土层进入软土层引起的，则应继续沉管作业。如沉不下去是因桩尖顶住孤石或遇到硬土层引起的，则应放慢沉管速度（轻锤低击），待越过障碍后再正常沉管。如仍沉不下去或沉管过深，最后贯入度不能满足设计要求，则应核对地质资料，会同建设单位、监理单位等研究处理。3.主要施工要点（3）锤击沉管锤击沉管灌注桩02沉管至设计标高后，应立即检查和处理桩管内的进泥、进水和吞桩尖等情况，并立即灌注混凝土。当桩身配置局部长度钢筋笼时，第一次灌注混凝土应先灌至笼底标高，然后放置钢筋笼，再灌至桩顶标高。第一次拔管高度应以能容纳第二次灌入的混凝土量为限，不应拔得过高，以后始终保持使管内混凝土量略高于地面。在拔管过程中应采用测锤或浮标检测混凝土面的下降清况。成桩后的桩身混凝土顶面应高于桩顶设计标高500mm以内。沉管灌注桩桩身配有钢筋时，混凝土的塌落度宜采用80~100mm，素混凝土桩宜为70mm~80mm。3.主要施工要点（4）灌注混凝土锤击沉管灌注桩02锤击沉管灌注桩在边拔管、边锤击、边灌注混凝土时，拔管速度应保持均匀，对一般土层拔管速度宜为1.0m/min，在软弱土层和软硬土层交界处拔管速度宜控制在0.3~0.8m/min。3.主要施工要点（4）灌注混凝土锤击沉管灌注桩02沉管灌注桩施工应根据土质情况和荷载要求，分别选用单打法、复打法或反插法。单打法是指连续浇筑混凝土至设计标高，一次成桩；复打法是指在第一次单打法施工完毕并拔出桩管后，清除桩管外壁上和桩孔周围地面上的污泥，立即在原桩位上再次安放桩尖，再作第二次沉管，使未凝固的混凝土向四周挤压扩大桩径，然后灌注第二次混凝土，拔管方法与第一次相同；反插法是指拔管过程中，提升一定高度套管后再向下反插一定深度（反插深度一般小于拔管高度），然后继续锤击拔管，如此反复进行，直至桩管全部拔出地面。3.主要施工要点（4）灌注混凝土锤击沉管灌注桩023.主要施工要点（4）灌注混凝土1第一次灌注混凝土应达到自然地面；2拔管过程中应及时清除粘在管壁上和散落在地面上的混凝土；3初打与复打的桩轴线应重合；4桩管入土深度宜接近原桩长；5复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前完成。振动沉管灌注桩031.施工机具主要机具设备包括：DZ60或DZ90型振动锤、DJB25型步履式桩架、卷扬机、加压装置、桩管、桩尖或钢筋混凝土预制桩靴等，如图10-2所示。桩管直径为220~370mm、长10~28m。图10-2振动沉管灌注桩桩机示意图1-导向滑轮2-滑轮组3-激振器4-混凝土漏斗5-桩管6-加压钢丝绳7-桩架；8-混凝土吊斗9-回绳10-活瓣桩靴11-缆风绳12-卷扬机13-行驶用钢管14-枕木振动沉管灌注桩03振动沉管灌注桩的施工工艺流程为：放线定位→钻机就位→振动沉管→灌注混凝土→边拔管、边振动、边浇筑混凝土→下放钢筋笼，继续浇灌混凝土→成桩。2.工艺流程振动沉管灌注桩03（1）施工顺序、桩机就位及桩管连接、混凝土塌落度要求同锤击沉管灌注桩。（2）振动沉管灌注桩应根据土质情况和荷载要求，分别选用单打法、复打法、反插法等。单打法可用于含水量较小的土层，且宜采用预制桩尖；反插法及复打法可用于饱和土层。3.主要施工要点振动沉管灌注桩03（3）振动沉管灌注桩单打法施工的质量控制应符合下列规定：3.主要施工要点1）必须严格控制最后30s的电流、电压值，其值按设计要求或根据试桩和当地经验确定；2）桩管内灌满混凝土后，应先振动5~10s，再开始拔管，应边振边拔，每拔出0.5~1.0m，停拔，振动5~10s；如此反复，直至桩管全部拔出；3）在一般土层内，拔管速度宜为1.2~1.5m/min，用活瓣桩尖时宜慢，用预制桩尖时可适当加快；在软弱土层中宜控制在0.6~0.8m/min。振动沉管灌注桩03（4）振动沉管灌注桩反插法施工的质量控制应符合下列规定：3.主要施工要点1）桩管灌满混凝土后，先振动再拔管，每次拔管高度0.5~1.0m，反插深度0.3~0.5m；在拔管过程中，应分段添加混凝土，保持管内混凝土面始终不低于地表面