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摘 要：由于沉管灌注桩适用于各种复杂的地形，施工速度快、效率高、操作简便、安全，多数桩基优先采用。沉管灌注桩施工是一项专隐蔽工程，对工程质量控制方面有着一定影响。由于各种原因所造成质量问题，都将影响到桩的设计承载力，给整个的建筑物带来安全隐患。所以施工时必须认真研究施工方案，提高施工技术，以确保沉管灌注桩的施工质量。
【关键词】：沉管灌注桩 施工 问题 处理 检测
沉管灌注桩是用振动或锤击沉桩机将带有活瓣式桩尖或钢筋砼预制桩靴的桩管（上部装有加料口），利用振动锤产生的垂直定向振动和锤、桩管自重、以及卷扬机通过钢丝绳施加的拉力，对桩管进行加压，使桩管沉入土中，然后放入钢筋笼，边向桩管内浇筑砼，边振动拔出桩管，使砼在土中成桩。它能沉能拔，施工速度快，效率高，操作方便、安全；该桩在目前常用的桩型中费用最低。因此广泛使用在工业与民用建筑中。
1 工程概况
某厂占地面积23.5万m2，该工程基础采用钢筋混凝土沉管灌注桩，桩径Φ311，桩长11m~24m不等，桩间距2m~3m不等，一期工程灌注桩总数为10891根桩，二期工程灌注桩总数为1282根桩，现已全部施工完成，有效地解决了复杂地质条件下地基的承载及抗拔的工程需要。本工程地质水文条件复杂多变，一般不宜采用沉管灌注桩施工，然而施工过程中，根据具体情况，采取了相应措施，并合理组织流水作业，在确保工程质量和工期的条件下，完成了施工任务。
2 工程水文地质条件及施工重点分析
2.1工程地质条件
根据工程勘察地质报告，本工程地质自上而下是一个软一硬变化的土层。由土层分布情况表知，本工程地基土层分布复杂、不均匀，总体呈现软弱状态，且有的软弱土层为厚度较大、对工程条件灵敏度较高的淤泥和流塑状粉质粘土等。因此，桩基施工时应制订质量保证措施，并经试桩成功后方可实施。
2.2桩基施工重点分析
本工程桩基设计按摩擦桩考虑，所以沉管灌注桩的施工应以桩长控制为主，贯入度控制为辅。并针对上述软弱土质条件，施工时要重点防止桩身断裂、夹泥（砂）和桩身缩径等，以及防止在沉桩时地下水进入桩管，在成桩过程要根据不同土层条件，严格控制振动时间、拔管速度和混凝土搅拌质量，以确保沉管灌注桩在软土地基条件下施工的工程质量。
3 钢筋混凝土沉管灌注桩施工
3.1工作量及施工布置
本工程一期共施工钢筋混凝土沉管灌注桩10891根。具体各工程单体部位为：辐流池2座，打桩1300根；二沉池8座，打桩3184根；生化池2座，打桩4194根；接触池打桩 48根。二期共施工钢筋混凝土沉管灌注桩1282根，主要包括4座二沉池，2座生化池，接触池及排放泵房等。一、二期共施工沉管灌注桩达18119根。对辐流池、二沉池（48m~52m直径）的圆形池，打桩必须先从池子中心开始，所以先安排l台桩机从中心部位逐圈向外施工，待有足够的作业面时，再进入l台桩机，2台桩机各从相反方向，由内向外逐圈打桩。桩机的投入按上述原则，先施工单体桩数量多的项目，后施工单体桩数量少的项目，由于采取了上述施工原则和流水施工的程序，从而确保了工期要求。
3.2振动沉管灌注桩施工
沉管灌注桩属隐蔽工程施工，针对软弱土层的具体条件和沉管灌注桩施工特点，施工前进行了试桩，取得经验后，才正式桩基施工。施工过程中重点抓好桩位测定、桩尖埋设、桩机就位、振动沉管、钢筋笼制作与安放、混凝土搅拌及振动拔管等工序的施工及相应的技术措施。
（1）桩位测定根据甲方提供的施工测量控制网GPS1~GPS2，先测设轴线控制网，在不受打桩振动影响和土体变形影响的地方设置轴线控制点（打入木桩为控制桩并妥善保护，每2天作一次系统检查）然后按桩位平面图进行桩位放样和地面标高测定，打入桩位标记。
（2）桩尖埋设。按已验收合格的桩位标记埋设预制桩尖（参照苏G9101《钻孔灌注桩、沉管灌注桩图集》规定的尺寸要求），桩尖埋设应由质检员、测量员会同甲方、监理验收合格后桩机方可就位。
（3）桩机就位。桩管在竖立之前，由施工员、质检员与甲方、监理检验桩管外径、有效桩管长度，确保有效桩管长度符合设计入土深度和桩长要求。
（4）振动沉管。振动沉管前，机（班）长再次检查桩机就位是否准确，是否平整稳固，并测量下料口到沉管底的长度，作为控制桩长的依据。振动沉管过程中可用收紧钢丝绳加压以提高沉管效率，用收紧钢丝绳加压时，应随桩管沉入深度时调整离合器，防止抬起桩架发生事故。振动沉管过程中，应始终保持桩管垂直下沉，发现偏斜时应立即调平桩机，桩管不垂直不得继续沉管。当地下水位较高时，为防止地下水进入桩管，在沉管入土一定深度时，应灌入封底混凝土约0.2m。
（5）混凝土配制、搅拌。原材料进场，现场有材料员，质检员负责验收并按照规范要求，取样检测合格后方可使用。并通过具有一级资质的试验室，进行C25级混凝土配合比配制，混凝土每立方材料用量为水泥310kg、砂子140kg、石子1141kg、水200kg。
施工过程要根据砂、石的含水率，适当调整混凝土施工配合比。每天每台机做一组混凝土试块，标明制作日期和代表桩号，养护28天后送实验室检测抗压强度。
（ ）间隔沉桩和边振动边沉管边连续灌注混凝土成桩。为防止相邻桩机施工时，相互挤压出现桩身断裂，施工桩采取跳桩间隔打桩。打桩时采用边振动、边沉管、边浇筑混凝土的施工方法。一般土层拔管提升速度不宜大于1m/min，软弱土层中拔管提升速度应控制在0. mm/min~0.8mm/min，软硬土层交界处拔管提升速度还要相应降低；在振动拔管过程中，要检查管内混凝土下降情况，并及时用吊斗通过灌注漏斗向桩管内补灌混凝土。桩身混凝土必须连续灌注，其充盈系数一般土质为1.1，软土要求不小于1.2。当达不到1.2时，应检查原因重新复打；如充盈系数小于1・0时，应全长复打，直至充盈系数大于1.2为止（即施工中实际使用混凝土量与理论使用混凝土量之比大于1.2）。
（1）钢筋笼制作与安放。根据设计图纸要求，制作钢筋笼，检查钢筋规格、焊条规格、品种是否符合要求，焊接方法、焊接长度、焊缝的外观质量，并用钢尺丈量检查主筋、箍筋的制作偏差是否合格。钢筋笼安放一定要控制成品的保护，由于钢筋笼较长，安装时人工抬运至机架附近，在桩顶端焊吊筋，由桩机起吊，钢筋笼放入管中要垂直缓慢安放，到达标高后要检查确认达到设计位置后再浇混凝土。
4 施工中遇到的问题及处理
由于地理环境（四面临水）和地质条件影响，施工中曾出现过下列问题。
4.1管中进水
在1#群生化池施工中，曾发生沉管过程中管中进水，尤其东侧南北方向当沉管沉到21m时管中就进水，先后采取：二次封底、空中加料、复打（二次复打可以部分解决问题，但由于钢筋笼无法下到桩底，影响桩的抗拔力和承载力，从而影响到桩的质量而不能采用）等措施，但处理效果不理想。为了保证桩的质量达到设计要求，满足抗拔力需要，经设计部门同意，采取加大桩径（将此处Φ311桩变更为Φ42 桩），缩短桩长的措施，从而解决了沉管过程中进水的问题。
4.2桩顶下沉
在细格栅工程桩施工中，发现灌到地面的桩顶，突然出现混凝土下沉并冒浆等情况。针对上述问题，经多方研究，并经设计部门同意，改为潜水钻孔灌注桩进行施工，桩径由Φ311改为Φp 00，从而解决了土的液化和桩顶下沉的问题。
4.3桩长控制
在鼓风机房及变配电间桩基施工时，由于所处位置地质条件较好，打桩过程中，经长时间锤击，依旧不见桩管下沉，桩长依旧未达到设计的要求，后经设计、监理现场检查分析，同意此处沉管灌注桩按贯入度控制进行验收。
5 桩的检测
桩检测一期、二期工程由检测公司检测，所有工程桩根据设计要求按20%桩数抽检桩身质量（即低应变检测），并抽检部分桩作受压垂直荷载试验、抗拔荷载试验，和高应变对比检测试验。
二期工程小应变的测试采用FEI-C5桩基检测仪进行了测试，该仪器采用反射波法进行检测，能准确地反映出所检测的桩身质量是否合格。大应变的检测采用PDA-PAK型打桩分析仪进行了测试。该仪器为美国研制的高科技仪器，可直接提供桩的完整性、桩的极限承载力等数据。
检测结果表明，施工的工程桩全部达到预期目的，不管是单桩竖向承载还是单桩抗拔承载均满足了设计要求，桩身质量良好，混凝土试块表明桩身混凝土C25强度等级达到设计值，复合地基的强度和承载综合能力能满足设计要求，桩的质量均验收合格。
总结
针对该厂软土地基条件，精心组织、合理施工，一、二期共施工沉管灌注桩18119根，通过检测验收，均达到设计要求，经总结有如下几点体会：
（1）在软土地基条件下，沉管灌注桩的施工控制混凝土和易性、密实性、桩顶标高、浮浆厚度、充盈系数等，是控制桩质量的关键。
（2）在软土地基条件下，施工沉管灌注桩，设计采用摩擦桩，施工时应以桩长为主，贯入度为辅。在土质情况良好的条件下，根据具体隋况，经设计同意，也可以贯入度控制进行施工和验收。
（3）振动沉管灌注桩的施工，拔管速度的控制对桩身的质量保证起着关键性的作用，一般拔管速度宜控制在1m/mm内，对软弱饱和土层，拔管速度以0. m/min~0.8m/min为宜。
（4）沉管灌注桩混凝土的配制，除保证原材料的质量外，混凝土的坍落度不宜偏大，一般在8cm~10cm为宜，尤其在软弱土层地区要注意不宜过大。
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发表于 2020-5-28 12:57:25
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