《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》是福州市第七建築工程有限公司和福建六建集團有限公司完成的建築類施工工法；完成者分別是張孝松、王世傑、林元明、黃高飛、姜勇；該工法適用於軟土地區、多層住宅和中小型工業廠房的擴頭樁施工，擴頭樁適用於樁端持力層為中低壓縮性黏土、粉土、砂土、碎石類土的砂土與粉土、粉質黏性土等。埋深不大於20米。
《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》主要的工法特點是：操作簡便工效高，周期短，施工1根樁僅需一小時左右。施工噪聲小無污染，符合環保要求。
2011年9月30日，《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法
- 工法編號：YJGF05-98
- 主要完成人：張孝松、王世傑、林元明、黃高飛、姜勇
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 完成單位：福州市第七建築工程有限公司、福建六建集團有限公司
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,工藝流程,操作要點,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
福州市第七建築工程有限公司、福建六建集團有限公司採用的靜壓沉管夯擴灌注樁（簡稱擴頭樁）是參照中國國內和中國以外有關資料開發的一種施工樁型。靜壓沉管夯擴灌注樁與傳統的沉管樁相比除具有單樁承載力高、樁身質量得到充分保證外，還有經濟合理、造價低、施工環保的特點。該靜壓沉管夯擴灌注樁適合軟土地區、多層住宅和中小型工業廠房建設，可以降低造價，縮短工期。
福州市第七建築工程有限公司和福建六建集團有限公司通過福建省福州市福興住宅小區、安徽省淮南市惠利花園城銀鷺山莊組團三、組團四等的靜壓沉管夯擴灌注樁施工實踐，取得了技術成果和經濟效益。在工程實踐基礎上，福州市第七建築工程有限公司和福建六建集團有限公司總結編制了《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》。
工法特點
施工企業採用《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》與傳統的沉管樁相比較，有如下特點：
1、工序明確，對每個工序都有控制標準，產品質量有保證。操作簡便工效高，周期短，施工1根樁僅需1小時左右。
2、施工噪聲小無污染，符合環保要求。
3、靜壓沉管夯擴灌注樁比普通沉管樁的單樁承載力高，樁總數減少，樁身混凝土強度得到更好發揮。材料節約，經濟效益好。
操作原理
適用範圍
《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》適用於：軟土地區、多層住宅和中小型工業廠房的擴頭樁施工，擴頭樁適用於樁端持力層為中低壓縮性黏土、粉土、砂土、碎石類土的砂土與粉土、粉質黏性土等。樁埋深不大於20米。
工藝原理
《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》是在傳統的沉管樁基礎上發展而來的新型施工技術，該工法的工藝原理如下：
工藝流程
《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》施工工藝流程如下：
施工準備——樁尖定位及埋設——樁機就位——試樁——打樁——擴大頭施工——吊放鋼筋籠——澆築混凝土——拔除樁管——樁機移機。
操作要點
《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》操作要點有以下各項：
1、施工準備
1.1、組織項目部成員學習圖紙、地質資料，並進行圖紙會審和試成孔，從而熟悉該工程場地內地層情況特徵及各項物理性能，水文地質情況，熟悉圖紙設計意圖及有關規範；
1.2、對各種建材進行見證取樣送檢；
1.3、樁基軸線、標高確定並引測完畢，經過監理、甲方覆核辦理簽署手續；
1.4、“三通一平”施工用電、用水進行合理布設，場地上可能存在一些地下障礙物未破除，待施工中邊施工，邊破除。
2、樁尖定位及埋設
根據建設單位提供的規劃控制點，按設計施工圖的樁位布置圖用經緯儀和鋼捲尺測放各主要軸線位置並填寫測量定位放線記錄，報有關部門審核無誤後根據樁位布置圖測放各工程樁樁位的中心位置，並在各樁位的中心位置埋入預製混凝土樁尖。
3、樁機就位
根據建設、設計等單位確定的試樁號，樁機就位。施工沉管前先調整機械與樁位間距，讓沉管自由垂直套住樁尖，沉管過程中隨時校正垂直度，確保樁管垂直度誤差小於1%。
4、試樁
以抬架為終孔標準，其抬架值（壓樁力）由工程樁施工前試成孔確定。應綜合考慮地層情況和單樁設計承載力。工程樁施工前必須進行試成樁試驗，詳細記錄抬架值（壓樁力）數據，混凝土的分次灌入量，外管上拔高度等。並通過淨載試驗確定單樁設計承載力。
5、打樁
5.1、安放樁尖置樁套管頭上，並校正樁管垂直度；
5.2、進行施打，沉樁進入設計要求的持力層深度，靜壓沉管樁機抬架並達到持荷穩定要求，一般持荷穩定為3分鐘。
6、擴大頭施工
6.1、達到設計壓樁力（抬架值）後，倒入2/3擴頭混凝土量，樁管拔高0.5米，用內夯錘將混凝土擊出管外形成第一次擴頭（注意管內留20厘米高的混凝土）；
6.2、倒入1/3擴頭混凝土量，樁管拔高0.5米，用內夯錘將混凝土擊出管外，形成第2次擴頭（注意管內留20厘米高的混凝土）；
6.3、拔管成樁擴大頭直徑可按下式計算：
式中:
d0——樁管內徑；
H——拔管高度；
h——夯擴時樁管中混凝土灌注高度；
D——擴頭有效直徑；
C——管內殘留混凝土高度，一般取C=0.2米。
7、吊放鋼筋籠
擴頭結束後，進行吊放鋼筋籠作業；
7.1、鋼筋籠採用卷揚機吊入樁管內，並應保證鋼筋籠的位置、標高正確；
7.2、鋼筋籠應按相關規範的要求製作。
8、澆築混凝土
8.1、根據需要和現場條件樁身混凝土可採用預拌商品混凝土或現場攪拌混凝土，混凝土灌注可採用泵送或專用料斗；
8.3、樁端2~3米長度範圍內混凝土坍落度宜為150~180毫米，其餘部分宜為80~100毫米；
8.4、長樁管打短樁時，混凝土可以一次連續灌足。
9、拔除樁管
9.1、樁身混凝土灌注到規定高度後，進行振動拔管；
9.2、拔管速度應均勻，拔管全過程應保證管內混凝土始終高出自然地面，拔管速度約1.2米/分鐘；軟弱土層應控制在0.6~0.8米/分鐘；
9.3、樁身混凝土頂面標高應與自然地面平，且不低於設計標高50厘米；
9.4、拔管過程要有專人觀測管內混凝土面，以控制混凝土擴散後樁形成的直徑和拔管速度；
9.5、當樁較長或拔管有困難時，宜採用分次灌注混凝土辦法。
10、樁機移機
樁機移機應在成樁過程完畢後進行。移機要專人統一指揮，協調作業，注意安全。
11、做好施工記錄
收集各種資料，保證資料的完整便於竣工驗收。
12、勞動組織
《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》操作中的施工班組包括測量工、樁機司機、測量工、打樁工等總計22人。詳見下表：
序號 | 工種 | 人數 | 序號 | 工種 | 人數 |
|---|---|---|---|---|---|
1 | 技術員 | 1 | 6 | 打樁工 | 2 |
2 | 測量工 | 2 | 7 | 鋼筋工 | 2 |
3 | 樁機司機 | 1 | 8 | 機械操作工 | 2 |
4 | 電工 | 1 | 9 | 混凝土工 | 5 |
5 | 電焊工 | 2 | 10 | 普工 | 4 |
材料設備
《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》操作所需用機具設備見下表：
序號 | 名稱 | 單位 | 數量 | 規格 |
|---|---|---|---|---|
1 | 夯擴打樁機 | 台 | 1 | GE系列夯擴打樁機 |
2 | 混凝土攪拌機 | 台 | 1 | JZ-350 |
3 | 電焊機 | 台 | 2 | BX3-500-2 |
4 | 卷揚機 | 台 | 3 | W-TV-5 |
5 | 配電櫃 | 台 | 1 | 1.8X1.2X0.6 |
6 | 樁管 | 米 | 按樁長、樁徑 | Φ325毫米、Φ377毫米、Φ426毫米 |
7 | 手推車 | 輛 | 4 | 0.1立方米 |
8 | 經緯儀 | 台 | 2 | J6 |
9 | 氧割焊具 | 套 | 1 | - |
10 | 小型鏟車、翻斗車 | 台 | 2 | - |
質量控制
《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》實施中的質量控制應遵循如下要求：
1、質量控制執行以下標準:
1.1、《建築樁基技術規範》JGJ/T94-2008；
1.2、《混凝土強度檢驗評定標準》GB50107-2009；
1.3、《樁基檢測技術規範》JGJ106-2003；
1.4、《地基與基礎工程施工及驗收規範》GB50202-2002；
1.5、以及其他有關規範、標準和設計圖紙的要求。
2、質量保證措施
2.1、進場的材料、半成品應符合下列標準：
①、樁尖宜用鋼筋混凝土預製樁尖，其混凝土強度等級不低於C40，必須有產品合格證；
②、樁身混凝土強度等級不得低於C20，水泥強度等級宜在32.5以上且初凝時間不得小於2小時；
④、樁端2~3米長度範圍內混凝土坍落度宜為150~180毫米，樁身混凝土坍落度宜採用80~100毫米；
⑤、所用的水泥、鋼材、電焊條必須有產品合格證。
2.2、樁尖埋設與鋼筋籠製作標準：
①、軸線允許偏差1厘米；樁尖埋設允許偏差2厘米。
②、鋼筋籠：主筋間距為10毫米，箍筋間距為20毫米，鋼筋籠長度為50毫米，鋼筋籠直徑為10毫米，並應比樁管內徑小60~80毫米。
2.3、樁管垂直度允許偏差1%。
2.4、沉樁標準根據不同地基土和樁端持力層確定不同壓樁力（抬架值），對以樁端承載力為主的以壓樁力控制為主，標高為輔；對於以樁側摩阻力為主的灌注樁以標高控制為主，壓樁力為輔。具體條件按現場試樁標準執行。
2.5、嚴格控制拔管速度，對一般土層的拔管速度可控制在1.2米/分鐘，淤泥或淤泥質土層中應適當減慢，拔管速度控制在0.6~0.8米/分鐘，拔管時管內應有2~3米的混凝土餘量，必要時採用反插法、復打法振動拔管，以避免樁身產生縮頸和斷樁。
2.6、嚴格按照試驗確定的混凝土配合比下料，樁身混凝土必須留有試塊，每個澆築台班及同一配合比不得少於1組，每組3件，混凝土配合比，應在施工前由實驗室按設計要求試驗。
2.7、鋼筋籠的製作與埋設應符合設計要求及相應規範。
2.8、由於夯擴樁屬擠密灌注樁，故應合理布置打樁順序，群樁布置時，應遵循先中間，後兩邊，先深後淺的原則。
2.9、現場施工過程中作好施工記錄，並隨時檢查施工記錄，並對照預定的施工工藝進行檢驗批質量評定。
安全措施
施工企業採用《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應注意下列事項：
1、執行國家頒發的《建築施工安全檢查標準》JGJ59-99、《建築機械使用安全技術規程》JGJ33-2001。
2、為確保施工安全，制訂詳細的錘擊沉管夯擴灌注樁施工安全措施和操作注意事項，要求班組人員嚴格遵守主要措施如下：
2.1、樁機進場前，須辦理有關手續，實行安全技術交底制度，堅持班前對所有機具設備進行檢查，並做好記錄。立架前須經過公司有關部門檢查合格，立架時須有安全員、施工員在場，樁機進場施工必須了解電線、電話線、地下管線的位置。
2.2、樁機行走場地要平整，填地要夯實，以防傾倒，移機或振動拔管時，樁架上禁止留人。
2.3、進入現場的管理人員和工人必須戴安全帽、穿膠鞋，上樁架高空作業應系好安全帶，嚴禁酒後作業。
2.4、機械設備要定期檢修，不得帶病作業，電機設備檢修時，要先切斷電源，嚴禁帶電作業。
2.5、各種電器設備應按規定接地接零，配電開關應設箱加鎖，要“一機一閘一保護”，禁止用其他金屬絲代替保險絲，非生產時應切斷電源並上鎖。
2.6、現場施工用高低壓，設備及線路應按施工設計及有關電氣安全技術規程安裝和架設，電纜嚴禁從地面經過。
2.7、遇颱風來臨時，應採取有效措施確保樁架穩定。
環保措施
施工企業按照《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》施工時，應嚴格遵循《建築施工現場環境與衛生標準》JGJ146-2004，執行項目所在地行政主管部門和相關行業的檔案及要求，並制訂以下措施：
1、施工中產生的廢氣、噪聲、揚塵等主要污染源應按國家相關規定進行控制。
2、施工生活垃圾等廢物排放應執行以下要求：
2.1、保護施工區和生活區的環境，及時處理施工垃圾、生活垃圾等廢棄物，將廢棄物運至當地環保部門同意的指定地點棄置，並注意避免阻塞水流和污染水源。無法運走的，進行填埋等無害化處理。
2.2、在施工區和生活區設定足夠的臨時衛生設施，定期清掃處理。
3、車輛停放、維修時應採取相應措施，避免廢油排放及漏油污染。
4、揚塵及有害氣體控制應執行以下措施：
4.1、主要施工場地進行硬化處理，施工便道定期壓實地面。對施工場地、施工便道經常灑水，減少揚塵對周圍環境的污染。裝卸有粉塵的材料時，採取灑水濕潤或遮蓋，防止沿途撒漏和揚塵。
4.2、工地的燒煤茶爐、鍋爐、爐灶等設定除塵裝置，使煙塵降至允許排放范同。
4.3、施工現場道路指定專人定期灑水清掃，形成制度，防止道路揚塵。
4.4、車輛開出工地做到不帶泥沙，基本做到不灑土、不揚塵。
5、施工噪聲控制應執行以下要求：
5.1、合理布置各種施工工作區和生活區，對空壓機、發電機等主要噪聲源集中規劃，布置在遠離生活區的偏僻位置，機房的牆體採取隔聲措施，必要時採用障壁防噪。
5.2、加強設備維修，定時保養潤滑；對機械正確操作，使機械噪聲維持其最低聲級水平。
5.3、合理安排作業時間，儘可能將作業安排在白天施工，避開午休時間，避免夜間施工，
使施工噪聲對周圍環境影響減少到最低程度，遵守城市噪聲控制要求。
效益分析
福州市第七建築工程有限公司和福建六建集團有限公司採用《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》的社會效益、經濟效益如下：
1、經濟效益
1.1、《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》在基礎工程中套用，其經濟效益明顯。單位工程建築面積樁基工程造價25~30元/平方米，而施工預應力管樁單位面積樁基工程造價約50~60元/平方米。採用錘擊沉管夯擴灌注樁大大降低了工程建安成本。
1.2、靜壓沉管夯擴灌注樁與其他類型同樁徑的灌注樁相比，樁端截面積增加100~250%，其單樁承載力比同樁徑沉管灌注提高了60~100%。
2、社會效益
靜壓沉管夯擴灌注樁與普通沉管灌注樁相比有效地避免了縮頸、斷樁、吊腳等灌注樁通病。由於單位建築面積的樁基成本大為降低，從而節約了能源與其他資源的消耗，從根本上符合建築節能環保的要求。
註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算
套用實例
福州市第七建築工程有限公司和福建六建集團有限公司的《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》套用實例如下：
2009年廈門銀鷺集團開發的銀鷺山莊組團三、組團四等多層住宅小區工程等多項工程，負責施工的福州市第七建築工程有限公司、福建六建集團有限公司採用該工法，工程質量滿足設計和規範要求以銀鷺山莊組團四27號樓為實例。
1、工程概況
廈門銀鷺集團開發的銀鷺山莊組團四27號樓為11層住宅，由廈門華構結構師事務所設計，為現澆混凝土框架結構，基礎採用錘擊沉管夯擴灌注樁，樁身直徑為400毫米，樁端持力層為強風化泥質細砂岩，極限樁端承載力標準值為4000千帕。
2、施工情況
銀鷺山莊組團四27號樓2009年10月開工至12月樁基施工完畢，施工樁長6~12米，共353根。施工結束按規定進行了靜載試驗和動測，其中靜載試驗樁3根，其樁端豎向極限承載力及樁身質量均滿足設計要求，一次通過驗收。工程結算造價223783元，單位面積樁基工程造價27.6元/平方米。
3、工程評價
工程竣工後，銀鷺山莊組團三、組團四錘擊沉管夯擴灌注樁動測檢驗一次合格率為100%；樁端豎向極限承載力滿足設計要求，相比預應力管樁施工的單位工程每平方米建築面積工程造價大為降低，具有好的經濟性。一般說來，由於錘擊樁施工噪聲大，對市區內的施工環境有一定的限制。但是由於其造價低、工期短、質量可靠，因而在市區周邊的工程，特別是福建省日益鋪開的保障房建設中得到推廣。
註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算
榮譽表彰
2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單（升級版）》，以建質[2011]154號檔案公布，《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》被評定為中國國家二級工法。
