《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》是中國建築第七工程局完成的建築類施工工法，完成人是焦安亮、鐘榮昌、黃延錚、王耀。該工法適用於水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁施工的鋼筋混凝土預製方樁基礎工程，在淤泥、砂、砂礫土、砂黏土及黏土等土層中均可採用。
《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》主要的工法特點是：對樁身質量影響較小，沉樁效率高、工期短，地基持力層層面起伏較大時能滿足樁的設計標高要求。
2008年1月31日，《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法
- 工法編號：YJGF301-2006
- 完成單位：中國建築第七工程局
- 主要完成人：焦安亮、鐘榮昌、黃延錚、王耀
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：2005-2006年度國家二級工法
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
在樁基工程施工中，靜壓法沉樁因無污染、噪聲小越來越受到人們的重視。水沖法作為一種輔助沉樁方法能有效解決靜壓法施工穿透深厚砂層難的問題，中國建築第七工程局針對水沖法輔助靜壓樁沉樁施工特點，制定《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》。
工法特點
《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》的工法特點是：
一、樁端可穿透深厚砂層。
二、對樁身質量影響較小，沉樁效率高、工期短，地基持力層層面起伏較大時能滿足樁的設計標高要求。
操作原理
適用範圍
《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》適用於水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁施工的鋼筋混凝土預製方樁基礎工程，在淤泥、砂、砂礫土、砂黏土及黏土等土層中均可採用。
工藝原理
《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》的工藝原理敘述如下：
在靜力壓樁過程中，通過高壓水沖刷樁端砂層，並利用高壓水、氣混合物將泥砂排出樁外，以消除樁端砂層對樁端的阻力。另一方面，高壓水在滲入砂層後，亦可減小砂層對樁身的摩阻力，使樁身在較小的壓樁力下順利進入持力層。
施工工藝
- 工藝流程
《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》的施工工藝流程見下圖。
施工工藝流程圖
- 操作要點
《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》的操作要點如下：
一、一般要求
1、樁位放樣應二次核樣。
2、預製樁強度必須達到設計強度的70%時方能起吊，達到設計強度的100%後才能運輸及壓樁。
3、接樁時焊縫要連續飽滿，焊渣要清除乾淨；焊接自然冷卻時間應不少於5分鐘，地下水位較高的冷卻時間應不少於8分鐘，避免焊縫遇水淬火易脆裂；接樁時樁間隙要用厚度不超過5毫米的鋼片填充，保證壓樁時樁不受偏心力。
4、沖水（氣）管接管時，氣管採用套管連線，在連線時套用生料帶纏繞牢固；水管採用法蘭盤連線，法蘭盤中間墊橡膠墊片，並將螺栓鎖緊，以確保接頭嚴密不漏水（見下圖1~下圖3）。
5、沖水與壓樁過程應同時進行，且沖水（氣）管應不停地上下小幅度運動，以防卡管。
6、沖水過程中，應按沉樁阻力的大小，及時調整水壓和氣壓（一般控制在0.8~1.2兆帕左右）。當樁下沉達設計標高以上1~2米時，應停止沖水，採用單獨靜壓沉樁法將樁送至設計標高或達到設計壓樁力。
二、預製樁製做
1、預製方樁的分節應根據工程地質條件（土層分布、持力層埋深）和起吊運輸能力來確定，由於沖水過程必須連續進行，應避免樁尖處於厚砂層時接樁。
2、預製樁場地必須平整堅實，並有良好的排水條件。重疊法制樁時，重疊層數不超過4層。上層樁或鄰樁的澆築必須在下層樁或鄰樁的混凝土達到設計強度的30%以後方可進行。
3、製做樁身的模板可用木模板或鋼模板。樁身空腔採用塑膠管作為內模，塑膠管用扁鐵和鋼筋固定牢靠（下圖），確保空腔位於預製樁中心。
塑膠管安裝詳圖
4、沖水樁樁尖製做：
樁靴製做時，在樁尖中間焊制DN135鋼管，一端作成漏斗狀與塑膠管空腔相連，另一端與護口鋼板焊接牢固，護口鋼板與樁身鋼筋焊接牢固。在樁靴四周側面設定四個回水管，回水管一端與樁尖預埋鋼管焊接牢固，另一端與樁尖主筋焊接牢固（下圖）。回水管的作用是：當孔中心正面的高壓水（氣）衝出時，形成的砂水混合物由於高壓作用從回水孔進入樁身空腔並通過空腔排出樁外。
樁尖製做詳圖
三、沖水壓樁施工
1、靜壓樁機就位後進行吊餵樁，樁起吊前應將樁身空腔內雜物清除乾淨。
2、當樁壓入土中0.5~1.0米，暫停下壓，從樁的兩個正交側面校正樁身垂直度，待樁身垂直度偏差小於0.5%時才可正式壓樁。
3、為防止高壓水（氣）從樁接頭四周的水平縫噴出，焊接接樁時，鋼帽間水平縫應焊滿焊牢。
4、當砂層埋深較淺，第一節樁就須沖水時，可將沖水（氣）管預先放入樁的預留孔中，一併起吊餵樁，壓樁至須沖水位置，開啟沖水（氣）管輔助靜壓沉樁；當砂層埋深較深時，先將樁壓至砂層面，再安放沖水（氣）管和接樁，壓樁至須沖水位置，開啟沖水（氣）管，邊沖水邊壓樁。接管操作如下圖1、下圖2。
5、為減小摩擦力的損失，施工前應進行試樁，以確定開始沖水、沖水過程、沖水結束時的壓樁力控制。在準備沖水時先開啟空氣壓縮機，當有一定的氣壓時再開啟離心清水泵。沖水時壓樁力按試樁標準進行控制。沖水過程中用吊車吊住沖水（氣）管並不斷小幅上下運動，以防止卡管。
6、沖水結束後，停止壓樁並將沖水（氣）管分節拆除。送樁至設計持力層，達到終壓條件後，壓樁結束。
7、沖水所需的水由蓄水池提供，蓄水池大小由沖水時每根樁所需水量決定，一般不小於30立方米。蓄水池應放在不受壓樁影響的地方，避免因擠土效應破壞蓄水池。
8、現場挖臨時排水溝和集水坑，沖水時先將水排到集水坑，沉澱後再將水用水泵抽到蓄水池中，這樣對水進行循環使用，既節約用水又減少了污水的排放。
四、《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》的勞動力組織見下表。
序號 | 工種 | 人數 | |
1 | 預製樁 | 木工 | 4 |
鋼筋工 | 6 | ||
混凝土工 | 12 | ||
2 | 靜壓樁班組 | 10 | |
3 | 沖水班組 | 5 | |
合計 | 37 | ||
材料設備
《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》無需特別說明的材料，採用的機具設備見下表。
序號 | 設備名稱 | 設備型號 | 單位 | 數量 | 用途 |
1 | 攪拌機 | JG500 | 台 | 1 | 制樁混凝土攪拌 |
2 | 振動棒 | HE69-70A | 台 | 2 | 制樁混凝土振搗 |
3 | 平板振動器 | HP2-20 | 台 | 1 | 制樁混凝土振搗 |
4 | 磅秤 | 1000千克 | 台 | 1 | 配合比控制 |
5 | 靜壓樁機（抱壓式） | ZJ750 | 台 | 1 | 壓樁 |
6 | 起重機 | 50噸 | 台 | 1 | 吊樁及沖水管 |
7 | 電焊機 | ZXG-300 | 台 | 3 | 接樁 |
8 | 送樁器 | / | 個 | 1 | 送樁 |
9 | 空壓機 | V-6/7-1 | 台 | 1 | 製造高壓空氣 |
10 | 離心泵 | 125TSWA | 台 | 1 | 沖水 |
11 | 儲氣罐 | 11立方米 | 個 | 1 | 儲存高壓空氣 |
12 | 經緯儀 | J2 | 台 | 2 | 定位測量及垂直度控制 |
13 | 水準儀 | DS3 | 台 | 1 | 標高控制 |
14 | 沖水（氣）管 | / | 套 | 1 | 沖水及沖氣 |
質量控制
《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》的質量控制要求如下：
一、工程質量控制標準
1、鋼筋混凝土預製樁製做執行《建築樁基技術規範》、《建築地基基礎工程質量驗收規範》。預製樁允許偏差見下表。
序號 | 檢查項目 | 允許偏差或允許值 | 檢查方法 | |
單位 | 數值 | |||
1 | 樁尖中心線 | 毫米 | <10 | 用鋼尺量 |
2 | 樁身彎曲矢高 | 毫米 | <  | 用鋼尺量， |
3 | 上下節端部錯☐ | 毫米 | ≤2 | 用鋼尺量 |
4 | 節點彎曲矢高 | 毫米 | < | 用鋼尺量， |
2、靜壓預製樁施工質量執行《建築樁基技術規範》、《建築地基基礎工程質量驗收規範》。允許偏差見下表。
序號 | 檢查項目 | 允許偏差或允許值 | 檢查方法 | |
單位 | 數值 | |||
1 | 成品樁質量：外觀強度 | 表面平整，顏色均勻，掉角深度<10毫米， 蜂窩面積小於總面積0.5%滿足設計要求 | 直觀查產品合格證書或鑽芯試壓 | |
2 | 壓樁壓力（設計有要求時） | % | ±5 | 查壓力表讀數 |
3 | 上下節平面偏差節點彎曲矢高 | 毫米 | <10 < | 用鋼尺量用鋼尺量， |
4 | 樁頂標高 | 毫米 | ±50 | 水準儀 |
二、質量保證措施
1、樁身製做中，塑膠管的安裝位置應準確牢固，確保在樁身混凝土澆築過程中不走位，不變形。
2、樁尖處預留管為異形鋼管，在四周對稱焊接四根回水管，回水管應嚴格對稱且不能造成堵管，以保證沖水過程樁尖四周進水均勻。施工中應精確下料，嚴格操作，確保樁尖的製做質量。
3、沖水開始時間的控制。在不考慮樁周摩阻力損失的情況下，沖水應儘量提前。
4、水、氣壓控制。在邊沖水邊壓樁的過程中，沖水時的水壓和氣壓均應保持在0.8兆帕左右，同時可根據衝出的水量和高度隨時對水壓和氣壓進行調整，沖水設備應有足夠的功率，應留有餘量。
5、水、電供應。沖水過程中，蓄水池內的水量不能少於30立方米且不能連續停水2個小時以上；不能停電，現場應配一台大功率發電機且停電後至啟動發電機並進行使用的間隔時間不能超過30分鐘。
6、應儘量減小沖水（氣）管接頭處的直徑，在條件允許的情況下，可適當增大樁中預留孔的直徑。
安全措施
採用《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
一、工人進入工地後應進行三級安全教育和職業健康安全教育。各工種結合培訓進行安全操作規程教育後方能上崗，樁機及起重機機長、電焊工等特殊工種必須持證上崗，新工人應進行上崗教育。
二、樁機及起重機等機械及設備組裝和使用前應根據《建築機械使用安全技術規程》檢查各部件工作是否正常，確認運轉合格後方能投入使用。
三、施工現場的臨時用電必須按照施工方案布置完成並根據《施工現場臨時用電安裝技術規範》JGJ4688檢查合格後才可以投入使用。
四、採用水沖法雖然能減少樁的排土量，從而降低沉樁對地基土體的擠土影響程度，但仍應對周邊建築物、管線進行監測。對沉樁施工順序和施工進度應進行有效控制，以減小對鄰近建築物的危害影響。
環保措施
《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》的環保措施如下：
一、認真貫徹各級政府相關水土保護、環境保護的方針、政策和法令，結合設計圖紙和工程特點，及時申報有關環保設計，切實按照批准檔案組織實施。
二、進行環境保護、污染防護意識教育，動員全體施工人員自覺維護環境衛生，做好污染防護工作。
三、制定衛生管理制度條例，保持辦公場所乾淨整潔，保持生活區域整潔衛生，創造文明衛生舒適的辦公生活環境。
四、施工現場材料、機具按照施工總平面圖整齊堆放，生活及工程污水不得污染水源，可用滲進或採取其他處理措施後進行排放，工地垃圾要及時運往指定地點集中深埋，保證現場衛生。
五、儘量減少施工機械噪聲危害。為保護施工人員的健康，對於來自施工機械和運輸車輛的施工噪聲，遵守《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》，依據《工業企業噪聲衛生標準》合理安排工作人員輪流操作施工機械，減少接觸高噪聲的時間或穿插安排高噪聲的工作。對噪聲較近的施工人員，除採取防護耳塞或頭盔等措施，還應當縮短勞動時間。同時，要注意對機械經常性保養，儘量使噪聲降到最低水平。為保護施工現場附近居民得夜間休息，對居民區150米以內的施工現場，施工時間加以控制。
六、在施工期間，對於工程施工中粉塵污染的主要污染源機械拌合、施工車輛運輸產生的揚塵，採取有效措施減少施工現場的粉塵，防止粉塵對環境的污染。澆築混凝土採用現場混凝土攪拌集中供應，減少粉塵污染，現場設備污染物排放應符合《大氣污染物綜合排放標準》中的一級標準的規定，以保護人民健康。
效益分析
《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》的效益分析如下：
一、經濟效益：採用水沖法輔助靜壓樁沉樁與沖（鑽）孔樁相比效益顯著，每立方可節約費用約369元。
二、社會效益：隨著環保和文明施工要求的提高，靜壓預製樁施工將越來越多，對地質情況複雜、須穿透深厚夾層的樁基採用靜壓沖水樁效果好、成本低。該工法是根據水沖法輔助靜壓樁沉樁的施工特點總結而成的，為同類工程施工提供了參考。
註：施工費用以2005-2006年施工材料價格計算
套用實例
《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》的套用實例如下：
名城花園16號~18號樓和濱江北斗樁基均採用500×500預製方樁，名城花園總樁數756根，樁長41~53米，單樁承載力3500千牛，持力層為強風化花崗岩，樁基必須穿過厚達10~12米的砂層。濱江北斗總樁數650根，樁長約47米，單樁承載力為3000千牛，持力層為強風化花崗岩，樁基須穿透厚達15~20米的砂層。中城都市花園總樁數1500根，樁長30~40米，持力層為圓礫層，樁基必須穿過厚達9.8米的砂層。以上三個工程均採用《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》成功地解決了靜壓法施工深厚砂層穿透難的問題。工程質量滿足規範要求。
靜壓沖水樁施工技術採用預製樁進行施工，效果與靜壓樁基本相同，因此具有節約工期，保證質量，較好經濟效益的技術特徵它套用於水上、陸上、平台上的直樁施工中，在淤泥、砂、砂礫土、砂黏土及黏土中均可採用。該施工技術特別適用於地質情況複雜、須穿透深厚夾層的樁基以及地下水具有腐蝕性不適宜採用灌注樁的樁基。採用該技術施工應由設計單位、建設單位、施工單位三方共同研究具體方案。施工中應注意泥漿的收集和廢水的再利用。
榮譽表彰
2008年1月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》，《水沖法（內沖內排）輔助靜壓樁沉樁施工工法》被評定為2005-2006年度國家二級工法。
