試論沉管灌注樁技術在建筑工程中的應用

邊照旭

摘 要：目前，隨著工程技術的不斷進步，新的樁基施工工藝不斷出現。沉管灌注樁作為建筑工程施工技術之一，因其具有優越性，逐漸得到建筑業的認可，得以廣泛應用及推廣。為此，本文主要對沉管灌漿樁的施工技術原理、材料準備與施工要點進行了分析與探究。

關鍵詞：沉管灌注樁；建筑工程

1 沉管灌注樁施工技術的原理

沉管灌注樁是土木建筑工程中眾多類型樁基礎中的一種。沉管灌注樁又稱為打拔管灌注樁。它是利用沉樁設備，將帶有鋼筋混凝土樁靴 （活瓣式樁靴）的鋼管沉入土中，形成樁孔，然后放入鋼筋骨架并澆筑混凝土，隨之拔出套管，利用拔管時的振動將混凝土搗實，便形成所需要的灌注樁。利用錘擊沉樁設備沉管、拔管成樁，稱為錘擊沉管灌注樁。利用振動器振動沉管、拔管成樁，稱為振動沉管灌注樁。為了提高樁的質量和承載能力，沉管灌注樁常采用單打法、復打法、翻插法等施工工藝。 單打法（又稱一次拔管法）：拔管時，每提升0.5～1.0m，振動5～10s，然后再拔管0.5～1.0m，這樣反復進行，直至全部拔出；復打法：在同一樁孔內連續進行兩次單打，或根據需要進行局部復打。施工時，應保證前后兩次沉管軸線重合，并在混凝土初凝之前進行； 翻插法：鋼管每提升0.5m，再下插0.3m，這樣反復進行，直至拔出。

與一般鉆孔灌注樁比，沉管灌注樁避免了一般鉆孔灌注樁樁尖浮土造成的樁身下沉，持力不足的問題，同時也有效改善了樁身表面浮漿現象，另外，該工藝也更節省材料。但是施工質量不易控制，拔管過快容易造成樁身縮頸，而且由于是擠土樁，先期澆注好的樁易受到擠土效應而產生傾斜斷裂甚至錯位。

由于施工過程中，錘擊會產生較大噪音，振動會影響周圍建筑物，故不太適合在市區運用，已有一些城市在市區禁止使用。這種工藝非常適合土質疏松、地質狀況比較復雜的地區，但遇到土層有較大孤石時，該工藝無法實施，應改用其它工藝穿過孤石。還發展出了Y型沉管灌注樁，在處理軟地基上更顯成效。

2 建筑工程沉管灌注樁施工材料準備

水泥：425#及其以上的硅酸鹽水泥、普硅、礦渣、火山水泥。水泥進場時應有出廠合格證明書。施工單位應根據進場水泥品種、批號進行抽樣檢驗，合格后才能使用。水泥如存放時間超過三個月，應重新檢驗確認符合要求后才能使用。

中粗砂：采用級配良好、質地堅硬、顆粒潔凈的河砂或海砂，其含泥量不大于3%。

石子：采用堅硬的碎石或卵石，最大粒徑不宜大于40mm，且不宜大于鋼筋最小凈距的1/3，其針片狀顆粒不超過25%，含泥量不大于2%。

鋼筋：鋼筋進場時應有出廠質量合格證明書，應檢查其品種規格是否符合要求及有無損傷、銹蝕、油污，并應按規定抽樣，進行抗壓、抗彎、焊接試驗，經試驗合格后方能使用（進口鋼筋要進行化學成份檢驗和焊接試驗，符合有關規定后方可用于工程）。鋼筋籠的直徑除應符合設計要求外，還應比套管內徑小60-80mm。

樁尖：一般采用鋼筋砼樁尖，也可用鋼樁尖。鋼筋砼的樁尖強度等級不低于C30。其配筋構造和數量必須符合設計或施工規范的要求。

3 建筑工程沉管灌注樁施工要點分析

建筑基礎工程屬于重要的隱蔽工程，在工程質量控制中難度較大。因此施工中應嚴格遵循相關施工要求進行施工，在提高施工技術水平及規范施工流程的前提下，應對其施工中存在的問題加以重視，只有這樣才能確保沉管灌注樁施工的質量。

1、錘擊沉管灌注樁的施工方法一般為“單打法”，但根據設計要求或土質情況等也可采用“復打法”。錘擊沉管灌注樁宜按流水順序，依次向后退打。對群樁基礎及中心距小于3.5 倍樁徑的樁，應采用不影響鄰樁質量的技術措施。樁機就位時，樁管在垂直狀態下應對準并垂直套入已定位預埋的樁尖，樁架底座應呈水平狀態及穩固定位，樁架垂直度允許偏差不大于0.5%。樁尖埋設后應重新復核樁位軸線。樁尖頂面應清掃干凈，樁管與樁尖肩部的接觸處應加墊草繩或麻袋。

2、注意檢查及保證樁管垂直度無偏斜后采正式施打。施打開始時應低錘慢擊，施打過程若發現樁管有偏斜時，應采取措施糾正。如偏斜過大無法糾正時，應及時會同施工負責人及技術、設計部門研究解決。沉樁過程中，應經常使用測錘檢查管內情況及樁尖有否損壞，若發現樁尖損壞或水泥進入，應拔出樁管，回填樁孔，重新設置樁尖進行施打。

3、沉管深度應以設計要求及經試樁確定的樁端持力層和最后三陣，每陣十錘的貫入度來控制，并以樁管入土深度作參考。測量沉管的貫入度應在樁尖無損壞、錘擊無偏心、落錘高度符合要求、樁帽及彈性墊層正常的條件下進行。一般最后三陣每陣十錘的貫入度不大于30mm，且每陣十錘貫入度值不應遞增。對于短樁的最后貫入度應嚴格控制，并應通知設計部門確認。

4、沉管結束經檢查管內無入泥進水后，應及時灌注砼。每立方砼的水泥用量應不少于300Kg。當樁身配有鋼筋時，設計無規定時砼塌落度宜采用80-100mm；素砼的塌落度宜采用60-80mm。第一次灌入樁管內的砼應盡量多灌，第一次拔管高度一般只要能滿足第二次所需要灌入的砼量時即可，樁管不宜拔地太高。

5、拔管時采用倒打拔管的方法，用自由落錘小落距輕擊不少于40 次/min，拔管速度應均勻，對一般土層以不大于1m/min 為宜。在軟硬土層交界處及接近地面時，應控制在0.6-0.8m/min 以內。在拔管過程中，應用測錘隨時檢查管內砼的下降情況，砼灌注完成面應比樁頂設計標高高出0.5m，以留作打鑿浮漿。

6、凡灌注配有不到樁底的鋼筋籠的樁身砼時，宜按先灌注砼至鋼筋籠底標高，再安放鋼筋籠，然后繼續案灌注砼的施工順序進行。在素砼樁頂采用構造連接鋼筋時，在灌注完畢拔出樁管及樁機退出樁位后，按照設計標高要求，沿樁周對稱、均勻、垂直地插入鋼筋，并注意鋼筋保護層不應小于3cm。對于砼灌注充盈系數小于1.1 的樁，應會同設計單位研究補救措施。按設計要求進行局部復打或全復打施工，必須在第一次灌注的樁身砼初凝之前進行。灌注樁身砼時應按有關規定留置試塊。

4 建筑工程沉管灌注樁施工質量控制

在傳統的沉管灌注樁施工工藝的基礎上，在下鋼筋籠之前，增設一根PVC塑料內套筒，然后再下鋼筋籠并灌注混凝土。改進的沉管灌注樁由于增設了一根PVC塑料內套筒。并且把PVC塑料內套筒留在地下，作為灌注樁的一部分使用，具有以下特點：

第一，樁基混凝土澆筑后，鋼樁管拔出，PVC塑料內套筒的筒壁同時承受混凝土的側向壓力和土體的作用力，相互抵消一部分力的作用。改進的沉管灌注樁由于增設了一根PVC塑料內套筒，它的施工成本比傳統的沉管灌注樁要略高一些；

第二，由于成樁后PVC塑料內套筒留在土體內，成樁后混凝土凝結硬化。與PVC塑料內套筒形成復合混凝土受力樁，提高了樁基受壓能力。既能承受鄰樁施工打樁時產生的水平橫向推力和隆起上拔力的作用，也能承受軟硬土層間傳遞水平力產生的剪應力；

第三，混凝土在PVC塑料內套筒中澆筑，拔管的速度、混凝土澆筑的充盈系數、管內混凝土的高度、骨料粒徑、混凝土的坍落度等人為因素對樁自身質量的影響減小，混凝土澆筑時與管內壁的摩擦力減小，混凝土更容易下落，施工工藝簡單，質量容易保證。

5 結束語

綜上所述，沉管灌注樁施工是一項專門技術，又屬重要的隱蔽工程，因此給工程的質量控制帶來一定困難。由于各種原因所造成質量問題，都將影響到樁的設計承載力，給整個的建筑物帶來安全隱患。所以施工時必須認真研究施工方案，提高施工技術，以確保沉管灌注樁的施工質量。

參考文獻

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