沉管灌注樁

沉管灌注樁是土木建築工程中眾多類型樁基礎中的一種。是採用與樁的設計尺寸相適應的鋼管（即套管），在端部套上樁尖後沉入土中後，在套管內吊放鋼筋骨架，然後邊澆築混凝土邊振動或錘擊拔管，利用拔管時的振動搗實混凝土而形成所需要的灌注樁。這種施工方法適用於在有地下水、流砂、淤泥的情況。

基本介紹

• 中文名：沉管灌注樁
• 方法：錘擊打樁法或振動打樁法
• 分類：錘擊沉管灌注樁和振動沉管灌注樁
• 所屬類別：土木建築工程
• 原理：振動器振動
• 材料：水泥
• 其他稱呼：套管成孔灌注樁

分類

根據沉管方法和拔管時振動不同，套管成孔灌注樁可分為錘擊沉管灌注樁，振動沉管灌注樁。

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。

前者多用於一般黏性土、淤泥質土、砂土和人工填土地基，後者除以上範圍外，還可用於稍密及中密的碎石土地基。

施工工藝

為了提高樁的質量和承載能力，沉管灌注樁常採用單打法、復打法、反插法等施工工藝。

單打法(又稱一次拔管法)：拔管時，每提升0.5～1.0m，振動5～10s，然後再拔管0.5～1.0m，這樣反覆進行，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，應保證前後兩次沉管軸線重合，並在混凝土初凝之前進行；

反插法：鋼管每提升0.5m，再下插0.3m，這樣反覆進行，直至拔出。

生產原理

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。振動沉管灌注樁是用振動沉樁機將有活瓣式樁尖或鋼筋混凝土預製樁靴的樁管(上部開有加料口),利用振動錘產生的垂直定向振動和錘、樁管自重等對樁管施加壓力,使樁管沉入土中,然後邊向樁管內澆築混凝土,邊振邊拔出樁管,使混凝土留在土中而形成樁。

與一般鑽孔灌注樁比，沉管灌注樁避免了一般鑽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，而且由於是擠土樁，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。

由於施工過程中，錘擊會產生較大噪音，振動會影響周圍建築物，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鬆、地質狀況比較複雜的地區，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。

工藝流程

施工準備

1.材料

（1） 水泥：425#及其以上的矽酸鹽水泥、普矽、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，合格後才能使用。水泥如

存放時間超過三個月，應重新檢驗確認符合要求後才能使用。

（2） 中粗砂：採用級配良好、質地堅硬、顆粒潔淨的河砂或海砂，其含泥量不大於3%。

（3） 石子：採用堅硬的碎石或卵石，最大粒徑不宜大於40mm，且不宜大於鋼筋最小淨距的

1/3，其針片狀顆粒不超過25%，含泥量不大於2%。

（4） 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、鏽蝕、油污，並應按規定抽樣，進行抗壓、抗彎、焊接試驗，經試驗合格後方能使

用（進口鋼筋要進行化學成份檢驗和焊接試驗，符合有關規定後方可用於工程）。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。

（5） 樁尖：一般採用鋼筋砼樁尖，也可用鋼樁尖。鋼筋砼的樁尖強度等級不低於C30。其配

筋構造和數量必須符合設計或施工規範的要求。

2.作業條件

（1） 施工前應作場地查勘工作，如有架空電線、地下電線、給排水管道等設施，妨礙施工或

對安全操作有影響的，應先作清除、移位或妥善處理後方能開工。

（2） 施工前應做好場地平整工作，對不利於施工機械運行的鬆散場地，必須採取有效的措施

進行處理。雨季施工時，要採取有效的排水措施。

（3） 應具備施工區域內的工程地質資料、經會審確定的施工圖紙、施工組織設計（或方

案）、各種原材料及預製樁尖等的出廠合格證及其抽檢試驗報告、砼配合比設計報告及

其有關資料。

（4） 樁樁機性能必須滿足成樁的設計 要求。

（5） 按設計圖紙要求的位置埋設好樁尖，埋設樁尖前，要根據其定位位置進行 釺探，其探測

深度一般為2-4m，並將探明在樁尖處的舊基礎、石塊、廢鐵等障礙物清除。

（6） 樁尖埋設經覆核後方能進行打樁，樁尖允許偏差值：單樁為10mm，群樁為20mm。

（7） 應會同設計單位選定1-2 根樁進行打樁工藝試驗（即試樁）以核對場地地質情況及樁基

設備、施工工藝等是否符合設計圖紙要求。

（8） 其餘參照打入樁的施工準備和作業條件。

操作工藝

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採用“復打法”。

2. 錘擊沉管灌注樁宜按流水順序，依次向後退打。對群樁基礎及中心距小於3.5 倍樁徑的樁，應採用不影響鄰樁質量的技術措施。

3. 樁機就位時，樁管在垂直狀態下應對準並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於0.5%。

4. 樁尖埋設後應重新覆核樁位軸線。樁尖頂面應清掃乾淨，樁管與樁尖肩部的接觸處應加墊草繩或麻袋。

5. 注意檢查及保證樁管垂直度無偏斜後采正式施打。施打開始時應低錘慢擊，施打過程若發現樁管有偏斜時，應採取措施糾正。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。

6. 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，重新設定樁尖進行施打。

7. 沉管深度應以設計要求及經試樁確定的樁端持力層和最後三陣，每陣十錘的貫入度來控制，並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。一般最後三陣每陣十錘的貫入度不大於30mm，且每陣十錘貫入度值不應遞增。對於短樁的最後貫入度應嚴格控制，並應通知設計部門確認。

8. 沉管結束經檢查管內無入泥進水後，應及時灌注砼。每立方砼的水泥用量應不少於300Kg。當樁身配有鋼筋時，設計無規定時砼塌落度宜採用80-100mm；素砼的塌落度宜採用60-80mm。第一次灌入樁管內的砼應儘量多灌，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。

9. 拔管時採用倒打拔管的方法，用自由落錘小落距輕擊不少於40 次/min，拔管速度應均勻，對一般土層以不大於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，套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。

10. 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，然後繼續案灌注砼的施工順序進行。在素砼樁頂採用構造連線鋼筋時，在灌注完畢拔出樁管及樁機退出樁位後，按照設計標高要求，沿樁周對稱、均勻、垂直地插入鋼筋，並注意鋼筋保護層不應小於3cm。

11. 對於砼灌注充盈係數小於1.1 的樁，應會同設計單位研究補救措施。

12. 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。

13. 灌注樁身砼時應按有關規定留置試塊。

質量標準

1.保證項目

（1） 所用的原材料和砼強度必須符合設計要求和施工規範的規定。

（2） 樁的入土深度應滿足設計要求的樁端持力層，最後三陣每陣十錘的貫入度，最後1m的沉管錘擊數和整根樁的總錘擊數，應符合設計及試樁確定的要求。

（3） 砼灌注充盈係數不得小於1.1。

（4） 灌注後的樁頂標高、鋼筋籠（插筋）標高，及浮漿處理必須符合設計要求和施工規範的規定。

2.允許偏差

錘擊沉管灌注樁的允許偏差和檢驗方法應符合下表的規定。

項目允許偏差（mm）檢驗方法：

主筋間距±10；

箍筋間距±20；

加強箍間距±50；

直徑 ±10；

鋼筋籠長度 ±100；

尺量檢查；

1-2 根或單排樁70；

3-20 根樁基的樁 d/2；

邊緣樁 d/2；

樁的位置；

移；

偏樁數多於20 根；

中間樁 d；

拉線和尺量檢查；

垂直度 H/100 吊線和尺量檢查；

註：d 為樁徑，H 為樁長。

3.混凝土灌注樁質量檢驗標準

項	序	檢 查 項 目	允許偏差或允許值	檢查方法
主; 控; 項; 目	1	樁位	第4.1條	基坑開挖前量護筒，開挖後量樁中心
	2	孔深(mm)	+300	只深不淺，用重錘測，或測鑽桿、套管長度，嵌岩樁應確保進入設計要求的嵌岩深度
	3	樁體質量檢驗	設計要求	按基樁檢測技術規範
	4	混凝土強度	設計要求	試件報告或鑽芯取樣送檢
	5	承載力	設計要求	按基樁檢測技術規範
一; 般; 項; 目	1	垂直度	第4.1條	測套管或鑽桿，或用超音波探測，乾施工時吊垂球
	2	樁徑	第4.1條	井徑儀或超音波檢測，乾施工時用鋼尺量，人工挖孔樁不包括內襯厚度
	3	泥漿比重（粘土或砂性土中）	1.15～1.20	用比重計 測，清孔後在距孔底1250px處取樣
	4	泥漿面標高（高於地下水位）（m）	0.5～1.0	目測
	5	沉渣厚度：端承樁（mm）; 磨擦樁（mm）	≤50; ≤150	用沉渣儀或重錘測量
	6	混凝土坍落度： 水下灌注（mm）; 乾施工（mm）	160～220; 70～100	坍落度儀
	7	鋼筋籠安裝深度（mm）	±100	用鋼尺量
	8	混凝土充盈係數	>1	檢查每根樁的實際灌注量
	9	樁頂標高（mm）	+30，-50	水準儀，需扣除樁頂浮漿層及劣質樁體
	垂直樁基中心線	1～2根樁	d≤500mm時,70,d>500mm; 時,100	拉線和尺量檢查
		單排樁
		群樁基礎的邊樁
	沿樁基中心線	條形基礎的樁	d≤500mm時,150; d>500mm時,150	拉線和尺量檢查; 註：d為樁的直徑，H為樁長

完工檢測

一、沉管灌注樁完工後應進行樁身完整性及單樁豎向承載力檢測。

二、宜先進行工程樁的樁身完整性檢測，根據完整性試驗結果選擇有代表性的樁進行單樁豎向承載力檢測。

三、樁身完整性檢測應符合下列規定：

1 樁身完整性檢測應採用低應變法；

2 檢測數量不應少於總樁數的20%，且不得少於10根，每個承台不得少於1根。

四、單樁豎向承載力檢測應符合下列規定：

1 對地基基礎設計等級為丙級的建築物及施工前已進行過靜載荷試驗的乙級建築物，單樁豎向承載力可採用高應變動力檢測方法評定，抽檢樁數不應少於總樁數的5%，且不應少於5根；

2 對地基基礎設計等級為甲級的建築物及不符合上款條件的乙級建築物，單樁豎向承載力均應進行靜載荷試驗，抽檢樁數量不應少於總樁數的1%，且不應少於3根。

注意事項

1.避免工程質量通病

（1） 為防止出現縮頸、斷樁、砼拒落、鋼筋下沉、樁身夾泥等現象，應詳細研究工程地質報告，制訂切實有效的技術措施。

（2） 灌注砼時，要準確測定一根樁的砼總灌入量是否能滿足設計計算的灌入量，在拔管過程中，應嚴格控制拔管速度，用測錘觀測每50-100cm高度的砼用量，換算出樁的灌注直徑，發現縮頸及時採取措施處理。

（3） 如採用跳打法施工，跳打時必須等相鄰成形的樁達到設計強度的60%以上方可進行。

（4） 嚴格檢查樁尖的強度和規格，樁管沉至設計要求後，套用測錘量測樁尖是否進入樁管內。如發現樁尖進入樁管內，應拔出樁管進行處理。灌注砼後，拔管時，也套用測錘測量，看砼是否確已流出管外。

（5） 鋼筋籠放入樁管內應按設計標高固定好，防止插斜、插偏和下沉。

（6） 拔管時儘量避免反插。確需反插時，反插的深度不要太大，以防止孔壁周圍的泥擠進樁身，造成樁身夾泥。

2.主要安全技術措施

（1） 在施工方案中，認真制訂切實可行的安全技術措施。

（2） 清除妨礙施工的高空和地下障礙物，平整打樁範圍內的場地和壓實打樁機行走的道路。

（3） 對臨近原有建（構）築物，以及地下管線要認真查清情況，並研究採取有效的安全措施，以免震壞原有建築物而發生傷亡事故。

（4） 打樁過程中，遇有施工地面隆起或下沉時，應隨時將樁機墊平，樁架要調直。

（5） 操作時，司機應集中精神，服從指揮，並不得隨便離開崗位。打樁過程中，應經常注意打樁機的運轉情況，發現異常情況應立即停止，並及時糾正後方可繼續進行。

（6） 打樁時，嚴禁用手去撥正樁頭墊料，同時嚴禁樁錘未打到樁頂即起錘或剎車，以免損壞打樁設備。

（7） 嚴格執行《施工現場臨時用電安全技術規範》（JGJ46-88）。

3.產品保護

（1） 鋼筋籠在製作、安裝過程中，應採取措施防止變形。

（2） 樁頂錨入承台的鋼筋要妥善保護，不得任意彎曲或折斷。

（3） 已完成的樁未達到設計強度70%，不準車輛碾壓。

（4） 打樁完畢開挖基坑時，要制訂合理的施工順序和技術措施，防止樁的位移、斷裂和傾斜。

預防危害

（一）施工過程危害及控制措施

序號	作業活動	危險源	控 制 措 施
1	現場管理	人員傷害	禁止無關人員進入現場，打沉套管應有專人指揮
2	樁機操作	機械損壞	樁機操作人員應了解樁機性能、構造，並熟悉操作保養方法，方能操作
3	樁架裝拆	高空墜落	在樁架上裝拆維修機件進行高空作業時，必須系安全帶
4	樁機行走	觸電	樁機行走時，應先清理地面上的障礙物和挪動電纜，挪動電纜應戴絕緣手套，注意防止電纜摩損漏電
5	混凝土攪拌和鋼筋籠製作		混凝土攪拌和鋼筋籠製作人員作好全面安全防護
6	振動沉管	擠壓	振動沉管時，若用收緊鋼絲繩加壓，應根據樁管沉入度，隨時調整離合器，防止抬起樁架，發生事故。錘擊沉管時，嚴禁用手扶正樁尖墊料。不得在樁錘未打到管頂就起錘或過早剎車
7	樁機站立牢固	樁機傾倒	施工過程中如遇大風，應將樁管插入地下嵌固，以確保樁機安全
8	人員均戴安全帽	高空墜物	所有施工人員均戴安全帽，並進行安全教育

（二）環境因素辯識及控制措施

序號	作業活動	環 境 因 素	控制措施
1	混凝土的攪拌	污水排放	設沉澱池,清污分流
2	砂石料進場、垃圾出場	揚塵	砂石運輸表面覆蓋; 建築垃圾運輸表面覆蓋; 道路要經常維護和灑水，防止造成粉塵污染
3	現場清理	建築垃圾	施工現場應設合格的衛生環保設施，施工垃圾集中分類堆放，嚴禁垃圾隨意堆放和拋撒
4	機械使用	廢油	施工現場使用和維修機械時，應有防滴漏措施，嚴禁將機油等滴漏於地表，造成土地污染