沉管夯扩灌注桩的由来、施工、质量问题及处理措施以及在工程中的应用等相关研究目录一、背景由来 (3)1.1、灌注桩系 (3)1.2、沉管灌注桩 (3)二、沉管夯扩灌注桩施工 (3)2.1、夯扩桩的施工工艺程序是： (4)2.2、施工技术要点 (5)2.3、施工注意事项 (5)2.4、施工质量控制标准 (5)2.5、安全技术措施 (6)2.6、雨季施工措施 (7)三、施工质量质量问题及防治措施 (7)3.1、概述 (7)3.2、质量问题及防治措施 (7)四、沉管夯扩灌注桩在某市软土地区的应用 (10)4.1、前言 (10)4.2、岩土工程条件 (11)4.3、夯扩桩的技术特点 (12)4.4、夯扩桩在该地区的施工、经济效果评价 (13)4.5、夯扩桩在该地区的发展前景展望 (14)沉管夯扩灌注桩一、背景由来1.1、灌注桩系灌注桩是一种直接在现场桩位上就地成孔，然后在孔内浇筑混凝土或安放钢筋笼再浇筑混凝土而成的桩。

按其成孔方法不同，可分为钻孔灌注桩，沉管灌注桩、人工挖孔和挖孔扩底灌注桩等。

1.2、沉管灌注桩沉管灌注桩，又叫套管成孔灌注桩，是目前采用较为广泛的一种灌注桩。

沉管灌注桩是指利用锤击打桩法或振动打桩法，将带有活瓣式桩尖或预制钢筋混凝土桩靴的钢套管沉人士中，然后边浇筑混凝土(或先在管内放入钢筋笼)边锤击或振动边拔管而成的桩。

依据使用桩锤和成桩工艺不同，分为锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩、静压沉管灌注桩、振动冲击沉管灌注桩和沉管夯扩灌注桩等。

这类灌注桩的施工工艺是：使用锤击式桩锤或振动式桩锤将带有桩尖的钢管沉人土中，造成桩孔，然后放人钢筋笼、浇筑混凝土，最后拔出钢管，形成所需的灌注桩。

沉管桩对周围环境有噪音、振动、挤压等影响。

沉管灌注桩成桩过程为：桩机就位一锤击(振动)沉管一上料一边锤击(振动)边拔管，并继续浇筑混凝土一下钢筋笼，继续浇筑混凝土及拔管一成桩。

二、沉管夯扩灌注桩施工沉管夯扩灌注桩，简称夯扩桩。

它是利用打桩锤将内外桩管同步沉入土层中，通过锤击内桩管夯扩端部混凝土，使桩端形成扩大头，再灌注桩身混凝土，拔外桩管时，用内桩管和桩锤压顶在管内混凝土面上，使桩身密实成行。

夯扩桩桩身直径一般为400～600mm，扩大头直径在500～900mm，桩长不宜超过20M。

适用于中低压缩性粘土、粉土、砂土、碎石土、强风化岩等。

2.1、夯扩桩的施工工艺程序是：（如上图）1）按基础平面图放出各桩的中心位置，并用套板和撒石灰标出桩位；2）机架就位，在桩位垫一层150-200mm厚与灌注桩同强度等级（C30）的干硬性混凝土，放下桩管，紧压在基上面，以防回淤；3）将外桩管和内套管套叠同步打入设计深度；4）拔出内夯管并在外桩管内灌入第一批混凝土，高度为H，混凝土量一般为0.1-0.3m3；5）将内夯管并在外桩管中压在混凝土面上，并将外桩管拔起h高度（h〈H〉，一般为0.6-1.0m;6）用桩锤通过内夯管将桩管中灌入的混凝土挤出外管;7)将内外管再同时打至设计要求的深度(h深处),迫使其内混凝土向下部和四周基土挤压,形成扩大的端部,完成一次夯扩。

或根据设计要求，可重复以上施工程序进行二次夯扩；8）拔出内夯管在外管内灌第二批混凝土，一次性浇筑桩身所需的高度；9）再插入内夯管紧压管内的混凝土，边压边徐徐拔起外桩管，直至拔出地面。

2.2、施工技术要点（1）如有地下水或渗水，沉管过程、外管封底可采用干硬性混凝土，经夯实形成阻水、阻泥管塞，其高度一般为100mm。

（2）桩身混凝土分段浇筑；拔管时，内夯管和桩锤施压于外管中的混凝土顶面，边压边拔。

（3）工程施工前进行试成桩、详细记录混凝土的分次灌入量、外管上拔高度、内管夯击次数、双管同步沉入深度，并检查外管的封底情况，有无进水、涌泥等，经核实后作为施工控制的依据。

（4）桩端扩大头进入持力层的深度不小于3m；2.3、施工注意事项(1) 夯扩桩机在施工前要调制平整，使桩机护筒对准桩位。

(2) 保持护筒垂直，利用桩机的反压装置和锤击土层使护筒进入土层中，并控制好护筒底部标高。

(3) 沉管完毕，进行填料夯实。

根据土层的性质控制每次填料量，使填入土层中的填料夯击密实，形成桩端扩大头。

(4) 填料夯实后，夯填料顶面标高距护筒底5-10cm 时，提锤落距为6m 进行空击，贯入度不大于10cm。

如不满足贯入度要求，继续填料。

(5) 填夯干硬性砼，每次填夯2-5 锨，共填夯0.3m3 干硬性砼。

干硬性砼的标准是手握成团一捻就开。

并使砼上标高距护筒底标高≯5cm。

(6) 提出锤，放入钢筋笼，检查标高。

(7) 灌注砼，并满足最小灌注量。

(8) 提出锤进行振捣，振捣棒要快插慢拔，振捣深度≮2m。

(9) 定时检测砂，石含水量，混凝土塌落度，及时调整每盘混凝土掺水量。

2.4、施工质量控制标准（1）桩的施工允许偏差:Ⅰ.桩径允许偏差:-20mmⅡ.桩的垂直度允许偏差:≤1%Ⅲ.桩位的允许偏差:中间桩不大于150m，边桩不大于70mm。

Ⅳ.桩顶标高的允许偏差:± 50mm；（2）钢筋笼制作应符合下列要求：Ⅰ.主筋间距允许偏差: ±10mm；Ⅱ.螺旋筋螺距允许偏差:± 20mm；Ⅲ.钢筋笼直径允许偏差:± 10mm；Ⅳ.钢筋笼长度允许偏差:±100mm；（3）对粗、细骨料的要求：夯扩桩施工所用材料均应严格实行质量检验。

不合格材料严禁使用，选用大1-3cm 碎石，含泥量≤3%；所选用的砂，其含泥量≤3%；（4）砼的拌和与浇捣要求：砼灌注前坍落度、和易性、粘聚性一定满足要求，满足充盈系数的要求。

C35 砼的拌和：Ⅰ.严格按照实验室提供的配比进行配制;Ⅱ.砼的拌合必须均匀,搅拌时间不得少于90 秒;Ⅲ.每盘C35 砼的坍落度必须控制在10-14cm;2.5、安全技术措施（1）打桩前，对邻近施工范围内的原有建筑物、地下管线等进行检查，对有影响的工程，采取有效的加固措施或隔振措施，以确保施工安全。

（2）机具进场要注意陡坡、陷地和防止碰撞电杆、房屋等，以免造成事故。

（3）打桩机走道须平整、坚实，必要时宜铺设道渣，经压路机碾压密实。

场地四周挖排水沟以利排水，保证移动桩机时的安全。

（4）在施工前先全面检查机械，发现有问题时及时解决，检查后要进行试运转，严禁带病作业。

机械操作须遵守安全技术操作要求，由专人操作，并加强机械的维护保养，保证机械各项设备和部件、零件的正常使用。

（5）吊装就位时，起吊要慢，拉住溜绳，防止桩头冲击桩架，撞坏桩身；加强检查，发现不安全情况，及时处理。

（6）在打桩过程中遇有地坪隆起或下陷时，随时对机架及路轨调平或垫平。

（7）机械司机，在施工操作时要集中精力，服从指挥信号，不得随便离开岗位，并经常注意机械运转情况，发现异常情况要及时纠正。

要防止机械倾斜、倾倒，桩锤不工作时，突然下落等事故的发生。

（8）打桩时桩头垫料严禁用手拔正，不要在桩锤未打到桩顶即起锤或过早刹车，以免损坏桩机设备。

2.6、雨季施工措施（1）制定雨季排水预案，做好防排水设备，保证雨季进场道路畅通。

（2）水泥等怕潮材料入库垫高码放。

（3）收听天气预报，预知有雨天气，提前准备塑料布，油毡等防雨材料。

（4）现场机械设备有效接地，防止雷击。

三、施工质量质量问题及防治措施3.1、概述沉管夯扩灌注桩施工工艺，以其施工技术可靠、施工速度快、工程造价低、单桩承载力高等特点，越来越多的被建设单位及设计单位所采用。

但是由于夯扩桩施工技术要求的特点，目前市场经济竞争下夯扩桩的价格偏低，施工单位的技术水平参差不齐，一些施工队伍对夯扩桩的认识不足，施工防范措施不到位等因素，造成了施工后桩的质量水平差异较大，在不少工程中出现了桩身断裂、桩身缩颈、桩身混凝土离析夹泥、混凝土强度偏低、桩端达不到设计标高、扩大头达不到预计的直径、桩位偏移大等问题。

3.2、质量问题及防治措施（1）桩身断裂问题1）产生原因分析：在施工过程中，由于夯扩桩施工设备一般较重，在临近桩施工时机械行走、运转所产生的挤压、振动，可能对临近桩产生水平剪力，以至造成桩身断裂；同时，由于沉管桩属于挤土桩，土体受挤压后产生侧向位移，同时还会伴随产生地面隆起现象，这时会对相邻桩产生水平侧向和向上努力，很容易处于初凝状态的桩体挤断裂；再者，由于施工时灌注混凝土的配合比不当、和易性差，拔管速度过快，混凝土在管内的流动性不好，也极易产生断桩。

2）防范措施采取退打施工方案，尽量避免施工设备在成型桩上运行；施工桩应尽可能连续打完，使其在临近桩未达到初凝状态前全部完成；施工沉管过程中，地层上部的挤土效应最为明显，因而对邻近桩的影响也最大，因此在沉管入土时尽量采用静加压方式，减少对临近桩的影响。

（2）桩身缩颈问题1）产生原因分析：拔管速度过快，由于桩体的形成过程是在拔管的过程中混凝土在振动条件下流出管外，与周围土体接触形成桩体，如果拔管速度过快，管内混凝土不能及时充分流出管外；而由于周围可能处于软塑状态的土体在临近桩施工振动作用下侧向应力恢复较快，对流塑状态的混凝土产生挤压，至使桩体断面变小；又因越是靠近地面桩管的摩擦阻力越小，拔管速度容易变快，此时管内混凝土的压力又很小，混凝土越不易流出管外；此外，混凝土材料粒径过大，混凝土的配合不当，浇注时产生"抱管"现象，也会形成夯扩桩缩颈现象。

实践证明，夯扩桩缩径现象多发生在地表下2m左右水位变化或地层软硬交界处。

2）防范措施：降低提管速度，特别是在接近地表3m范围内速度应严格控制在0.8m/min以内;采用"留振"措施或拔出管后采用振动棒在桩体上部振捣措施；施工前在场地周边预先施工一些砂桩、碎石桩泄压井，这样再施工夯扩桩时，产生的超静水压力从渗透性能较好的砂石桩中顺利泄放；地下水位埋深较浅时，应采取适度的井点降水措施，或者沉管成孔后孔中放入滤布包好的钢筋笼，以此来控制减小沉管产生的超静水压力；合理布置打桩顺序，不集中打桩，以利孔隙水压力的消散。

（3）桩身混凝土离析、夹泥、强度偏低问题1）产生的原因分析：地下水位过高，土体含水量大，施工沉管过程中形成超静水压力乃至形成地下承压水流，造成对临近刚施工过夯扩桩体的冲刷，甚至可能出现喷水冒浆现象，最终水泥被泥浆置换；桩端密封不严密，或沉管后桩管在土体中停留时间过长，至使管内进水、进泥，然后灌入混凝土后造成桩端混凝土离析、夹泥现象；混凝土材料的选取不当、配合比不当，造成桩体产生离析、桩体强度偏低现象；2）防范措施：如前所述，施工前采取降水措施，打一些降水井或施工一些泄压井以减轻土体中的超静水压力；沉管前严格检查桩端的密封情况，保证其严密性，防止沉管过程中进水、进泥，若沉管后发现管内少量进水，可先倒入一些干水泥进行吸干，方可进行下一步工序；做好混凝土材料的选取、验收工作，严禁使用不合格材料，必要时应进行洗料，严格控制混凝土的配合比，坍落度易控制在8-10cm。