沉管灌注桩在实际工程中的应用

沉管灌注桩在实际工程中的应用
发表时间：2019-09-09T09:37:40.313Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：于波[导读] 摘要：随着高层建筑在未来建设领域的广泛应用，通过工程实践,简要介绍在复杂的软土地基上应用大直径沉管灌注桩作高层建筑基础的情况,以及试桩、设计、施工及桩的质量检测对单桩承载力的影响,沉管灌注桩质量通病的防治等问题进行了探讨。

镇江新区建设工程质量中心试验室江苏省镇江市 212132摘要：随着高层建筑在未来建设领域的广泛应用，通过工程实践,简要介绍在复杂的软土地基上应用大直径沉管灌注桩作高层建筑基础的情况,以及试桩、设计、施工及桩的质量检测对单桩承载力的影响,沉管灌注桩质量通病的防治等问题进行了探讨。

关键词：高层建筑、高层结构形式；沉管灌注桩设计要求、沉管灌注桩质量通病的防治近几年来，由于建设用地的限制，建筑物的层次越来越高，其跨度也随之而增大，因此桩基础越来越多地被采用。

桩基础承载力高，沉降量小，适用于任何多层、高层结构形式与地质条件，更有利于结构的抗震防灾，固而应用更为广泛。

桩主要是用来承受上部结构传来的荷载，通过桩传递给桩周围的土或软弱土层下的坚实土层，并由桩承受竖向力(轴力)，水平力(剪力)或上拔力。

沉管灌注桩目前是房建工程使用最常见的桩基础形式，它包括锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩、夯实成型灌注桩桩等，沉管灌注桩能够在不受持力屋起伏和地下水位较高等复杂地质条件中使用，沉管灌注桩施工过程中，主要是利用上部荷载将一定直径的钢管沉人土中，形成桩孔，然后在孔中教人预制好的钢筋笼，浇筑辊凝土，最后拔出钢管，最垫形成灌注桩，这种灌注桩施工简便，环境整洁，比较经济，如果施工控制不严，可薤出现一些质量缺陷。

本文就对沉管灌注桩在房建工程中的应用进行探讨，提出一些可行性意见。

沉管灌注桩在施工过程中，利用振动或锤击方式将带有活瓣的桩尖“刺入”土中，由于上部荷载比较大，会对土体中的原状土产生一定的扰动，造成土体压缩变形，同时土体会对桩尖产生相应的阻力，随着灌入深度的增加，这种摩擦力会逐渐增大，只要项部给出足够大的压力，就能抵抗这些摩阻力。

桩将继续下沉。

当桩沉入到设计标高后，土体中的空隙水压力会逐渐减小，在一段时间内，土体发生固结、强度逐渐恢复，这时桩才获得承载力，承受上部传递下来的荷载。

从大量的工程实践中来看，粘性土中较长的桩的最终承载能力会比桩基施工时高很多，尤其在某些土体固结系数较高的转土地基中，桩最后可以承受的极限荷载比最终压力值高出1-2倍，但是粘性土中的短桩，土体强度经过一段时间的恢复。

摩阻力随有所提高，但是由于桩身较短。

侧向摩阻力较小。

所获得的极限承载力也不能达到桩的最终压力。

沉管灌注桩是指以锤击沉管或振动沉管在土中形成孔；桩径一般在300毫米～500毫米直径，常用桩径为377毫米，桩深可打到25米左右。

沉管灌注桩有活瓣桩尖与预制桩尖两种。

桩砼标号在C25~C40之间。

施工时将装有活瓣桩尖或预制桩尖的钢管，通过锤击或振动沉至设计标高，必须保证桩尖进入坚实土大于桩径的3倍。

然后浇注砼并放入钢筋笼，钢筋笼长应大于桩长的三分之一。

浇注砼时边拔管边锤击振动，以密实砼。

拔管时速度不宜太快，以放颈缩现象出现。

单桩砼在浇筑时，桩顶应高于设计标高500毫米以上，做承台时将此段松散砼凿除，保证桩与承台之间砼的坚实性。

沉管灌注桩被锤击振动进入土层后，桩身附近几倍桩径范围内的土受到挤压，桩身附近的土比原来的孔隙率减小，有效应力随之增加，土的强度也随之提高，其强度可以超过原有强度。

桩周土体也随之受扰动后的间歇时间增长而固结，土体与桩身粘着相当牢固，桩的摩擦阻力增加，这时单桩承载力可大于设计时的控制承载力的标准值，在工程设计中，我们往往关心的是单桩极限承载力的高低，并把建筑物的全部质量由桩承担，而忽视了桩周土也可以承担一部份荷载。

但在粘土中的摩擦桩群的承载力，可能小于单桩承载力与群体中桩数乘积，这是由于每根桩周围的土的压力泡相互重叠，这种折减在工程设计中应引起设计人员的重视，桩在砂土中由于摩阻力较大，就会产生群桩效应，即桩与桩之问的相互作用。

群桩效应是一个有利因素，它将成为一个整体和桩间挤实的土一起沉降，这样桩和桩间土就能共同支承上部结构传来的荷载。

由于桩周土的作用，特别是群体在沉降方面解决了结构设计中的差异沉降问题。

如何设计一个安全而经济的沉管灌注桩，首先必须认真研究工程地质勘察资料，分析桩与土的相互作用，并估算在静荷载、使用荷载等作用下，由于在锤击振动下桩挤压必须有足够的安全度，安全度的大小取决于地基土及地下水的资料可靠性。

沉管灌注桩施工速度快，无需排污处理，施工现场整洁；但振动时对环境略有影响；要提醒注意的是砂土层中夹有碎石，此时沉管将无法穿越。

对饱和淤泥软弱土层，必须制定防颈缩、断桩措施。

如遇此情况可采用局部复打，复打深度必须超过颈缩、断桩区1米以上。

沉管灌注桩的中心最小距为直径的3倍，工程设计中一般取4倍桩径为宜(主要是考虑桩周土被锤击振动挤压实)。

其砼不宣低于C25，桩配筋不宜少于6Φ12，箍筋大于或等于Φ6。

5@200，并应采用螺旋或圆环式箍筋，单桩承载力不宜大于700KN。

沉管灌注桩质量通病的防治:桩施工时、由于预制桩尖的砼质量差，强度不足，被锤击冲破挤入桩管内而形成吊脚桩、针对以上情况、特采取以下措施：
钢筋砼预制桩头必须严格按设计要求做，严格接国家规定的质量标准检查预制砼桩尖的强度和规格、防止桩尖压人柱管。

沉管时、有意识地用吊驼检查探测桩尖入土是否有缩入管内。

如发现有，应及时标出纠正或将孔回填砂后重新再沉管。

如砼离脚较高才落下，即压进行重打。

沉桩时，当遏有较厚的淤泥质土或地下水丰富及桩尖与桩管接触不严密时、会导致桩管内进水：为预防从上现象，采取下列措施：
(1)在桩尖与桩管接触处缠绕麻绳或垫硬纸衬布，使两者接触处封严。

(2)尽可能的缩短沉管时间。

(3)当桩管沉至接近地下水位时、灌注0。

05-0。

1m³封底水泥砂浆、将桩管底部用水泥砂浆封住，使水及泥浆不能进入管内：
为了更好的掌握施工参数，建议在正式施工前必须在有代表性的不同部位试打桩、数量不少于三根，以便确切核对地质资料及施工参数。

当遇到硬夹层时，可先用空管加装取土器，打穿该层，将土取出来、再迅速安放预制桩尖，沉管到持力层，桩尖至少要进入未扰动土层四倍桩径，若硬夹层很厚，穿越有困难，可会同设计、勘察，建设有关单位现场处理、容许承载力若能达到设计要求，则可将该层作为桩端持力层。

参考文献
[1]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
[2]《江苏省建筑地基基础检测规程》DGJ32/TJ142-2012。