【摘 要】通过现场施工中不合格桩身的暴露检查，探讨振动沉管灌注桩施工中常见的质量问题、产生原因及预防措施。
【关键词】灌注桩；问题；原因；措施
【中图分类号】 【文献标识码】A 【文章编号】1007-7723（2005）03-
【收稿日期】2005-01-11
【作者简介】吴红梅（1969-）, 女, 湖南常德人，注册监理工程师，研究方向：振动沉管灌注桩质量控制。
振动沉管灌注桩是用振动沉桩机将有活瓣式桩尖或钢筋混凝土预制桩靴的桩管（上部开有加料口），利用振动锤产生的垂直定向振动和锤、桩管自重等对桩管施加压力，使桩管沉入土中，然后边向桩管内浇筑混凝土，边振边拔出桩管，使混凝土留在土中而形成桩。一般适用于粘性土、淤泥、淤质泥土、粉土、湿陷性黄土、稍密及松散的砂土。由于该成桩的工艺所产生的桩承载力高、造价低、施工方便而广泛被采用。但由于该桩是在土中成型，成桩过程中的振动时间、拔管速度、反插次数、深度以及混凝土的坍落度、和易性等，常因土质条件的千变万化而很难有统一定量的尺度，致使操作者常难以控制，施工质量不易检查和控制，在近年的工程施工中也出现了一些质量问题。下面就振动沉管灌注桩在实际施工中出现的质量问题及应采取的预防措施做一探讨。
一、沉管桩灌注桩质量问题
目前对振动沉管灌注桩成桩质量的检测主要运用动测法和静载试验法进行检测。为了更好地了解成桩质量的原因，对于检测出质量不合格的桩，进行了挖出桩检查，从暴露的桩身真实地反映了桩身实际情况。从成桩的质量情况基本反映以下几个方面：
1．裂缝和缩颈
从实际检查中发现，桩身断裂一般都发生在桩头位置，裂缝由上向下斜向开展，长度在500?左右。特别是静载检查出现问题的桩，由于加荷时桩身突然断裂，裂缝宽度十分明显，裂缝开展范围内的桩身都存有不同程度的缩颈，缝内夹有泥砂，灰浆不饱满，混凝土不密实。如图一。
2．断桩、桩身混凝土坍塌
桩身局部分离，甚至有一段没有混凝土或是桩身某一部位混凝土坍塌处没有混凝土。从暴露的桩身反映出个别桩身局部残缺，夹有泥土，或桩身的某一部位混凝土坍塌，上部被土填充。
3．混凝土拒落
成桩的下部无混凝土或混凝土不密实。
4．桩身夹泥
从暴露桩发现个别桩身混凝土内存在泥夹层，使桩身截面减少，削弱桩承载能力，造成质量问题。从挖出桩总的来看，采用单打工艺施工的桩，桩径沿桩身变化不大。桩身表面大部分灰浆饱满，混凝土密实，但在桩身断裂处出现缩径，混凝土内夹有泥砂，此处附近桩身石子外露，表面粗糙不密实。采用复打工艺施工的桩，桩径随土层的不同而产生变化，桩周围土较密实时桩径小一些，桩周围土松软时桩径就大一些，桩径变化较大，在淤泥质粘土层桩身局部增大成磨茹状。而接近桩尖1ｍ左右的位置常因土层较密实使二次复打不能到位。桩身断裂处有不同程度的缩径，混凝土里夹有泥砂，桩身上部局部区段混凝土的密实度明显不好，大大降低了桩身的承载能力。从暴露的桩身来看，除缩径区域外，桩径都能满足设计要求，充盈系数符合要求。
二、问题产生的原因
1．对于缩颈造成的原因主要是拔管速度过快，混凝土来不及下落，而被泥土填充。在流塑淤泥质土中，由于下套管产生的振动作用，使混凝土不能顺利地灌入，被淤泥质土填充进来，而造成缩颈。桩身间距过小，施工时受邻桩挤压。在地下水位以下或饱和淤泥或淤泥质土中沉桩管时，土受强制性扰动挤压，土中水和空气未能很快扩散，局部产生孔隙压力，当套管拔出时，混凝土强度尚低，把部分桩体挤成缩颈。在靠近地面处由于桩管的摩阻力减小，拔管速度容易加快，而管内混凝土自重压力又小，不易流出管外，泥砂挤入桩孔而使桩身混凝土断面变小，产生缩颈。
2．对于断桩、桩身混凝土坍塌产生的原因主要是桩下部遇软弱土层，桩成型后，还未达到初凝强度时，在软硬不同的两层土中振动下沉套管，由于振动对两层土的波速不一样，产生了剪切力把桩剪断。拔管时速度过快，混凝土尚未流出套管，周围的土迅速回缩，形成断桩。在流态的淤泥质土中，孔壁不能自立，浇筑混凝土时，混凝土密度大于流态淤泥质土，造成混凝土在该层中坍塌。桩中心距过近，打邻桩时受挤压断裂，混凝土终凝不久，受外力振动。
3．对于混凝土拒落产生的原因主要有在低压缩性粉质粘土层中打拔管桩，灌完混凝土开始拔管时，活瓣桩尖被周围的土包围压住而打不开，使混凝土无法流出而造成拒落。预制桩头混凝土质量较差，强度不够，沉管时桩头被挤入套管内阻塞混凝土下落。在有地下水的情况下，套管下沉时间较长，封底混凝土过干，套管底形成“塞子”堵住管口，使混凝土无法流出。
4．对于桩身夹泥产生的原因主要是在饱和淤泥质土层中施工，拔管速度过快，混凝土骨料粒径过大，坍落度过小，混凝土还未流出管外，土即涌入桩身，造成桩身夹泥。采用复打法时，套管上的泥土未清理干净，而带入桩身混凝土内。
三、预防措施
1．结合场地情况确定施工技术条件
施工前应认真研究分析、掌握场地内的地质资料及设计要求，仔细察看现场地形、地貌及其它现场特殊情况。必须进行试桩，结合试桩校核所提交的地质资料和设计计算，如有不符，应协商研究，取得统一看法，将试桩的技术数据，诸如桩长、混凝土坍落度、灌注量、拔管速度等作为工程桩施工控制的依据。除遵照有关沉管桩规程要求外，还要制定本工程的施工方案。
2．加强施工作业控制
桩的施工质量在相当程度上取决于操作人员的技术水平和负责程度，因此，施工单位应建立建全施工质量保证体系，对打桩施工全过程实行质量管理，并将振桩施工记录视为工程档案的重要部分，一份完整的真实的记录可以反映出桩基的施工质量。
（1）对于缩颈在施工时每次向桩管内尽量多装混凝土，借其自重抵消桩身所受的孔隙水压力，一般使管内混凝土高于地面或地下水位1.0~1.5ｍ，使之有一定的扩散力。桩间距过小，宜用跳打法施工，桩拔管速度不得大于0.8~1.0ｍ/min。桩身混凝土应用和易性好的低流动性混凝土浇筑，桩轻度缩颈，可采用翻插法，每次拔管高度以1.0ｍ为宜，局部缩颈宜采用半复打法，桩身多段缩颈宜采用复打法施工。
（2）对于断桩和桩身混凝土坍塌应采用跳打法施工，跳打应在相邻成型的桩达到设计强度的60%以上进行。认真控制拔管速度，一般以1.2~1.5ｍ/min为宜。对于松散性和流态淤泥质土，不宜多振，以边振边拔为宜，对已出现断桩，采用复打法解决。混凝土终凝不久避免振动和扰动，桩中心过近，可采用跳打或控制时间的方法。
（3）对于混凝土拒落可根据工程和地质条件，合理选择桩长，尽量使桩不进入低压缩性土层。严格检查预制桩头的强度和规格，防止桩尖在施工时压入桩管。在有地下水的情况下，混凝土封底不要过干，套管沉至设计要求后，应用浮标测量预制桩尖是否进入桩管，如桩尖进入桩管，应拔出处理。浇筑混凝土后，拔管时应用浮标经常观测测量，检查混凝土是否有阻塞情况。已出现混凝土拒落情况时，可在拒落部位采用翻插法处理。
（4）桩身夹泥多出现在饱和淤泥质土层中，所以在该土层施工时应注意控制拔管速度和混凝土骨料粒径（小于30mm）、坍落度（小于5~7cm），拔管速度以0.8~1.0ｍ/min较合适。混凝土应搅拌均匀，和易性要好，拔管时随时用浮标测量，观察桩身混凝土灌入量，发现桩径减少时，应采取措施，采用翻插法时，翻插深度不宜超过活瓣长度的2/3。复打时，在复打前应把套管上的泥土清除干净。
对于拔管速度，主要应根据土质，地下水等条件及工程技术要求，并参照本地区的经验数据加以区分，不宜硬性规定为某一定值，其主要原则是：均匀有致，宜慢忌快，密振慢拔，边振边拔，振拔相间，只有这样方可使管内砼完全流出管外。
工程实例：在某小区工程中，根据小区土质的细砂较厚，圆砾的地耐高力等特点，选择了大型的振动锤头，如选用江苏东台工程机械厂生产的双电机振拔锤头或辽宁抚顺六四零九军工厂生产的双电机振动锤头（DZ60KS）桩管选用Φ325mm无缝钢管，在小区11＃、12＃、15＃楼等复打桩的单桩承载力的设计值可达600KW以上。
由于本小区土质较好，拔管速度可控1.0mm／min以内，拔管速度要均匀，在桩尖1.5M范围进行反插，反插深度不宜过大，不宜超过活瓣长度2/3，采用复打时，要把套管上的泥清理干净，这样可以避免桩身夹泥。钢筋笼放入砼，上部用木棍将钢筋笼架起固定，这样，相邻桩振动时钢筋笼就不会下沉
四、结 语
振动沉管灌注桩施工是一项专门技术，又属重要的隐蔽工程，这就要求有相应资质的专业基础公司负责施工。施工中要有严格的施工管理，正确的技术指导和熟练的技术工人，同时还需要设计单位、勘察单位、监理单位、建设单位和质量监督等部门的共同努力。各部门按各自的职能认真工作，严格把关，只有这样才能做好振动沉管灌注桩施工这项工作。
【参考文献】
[1] 龚晓南．地基处理新技术．陕西科学技术出版社，2000．
[2]史佩栋．21世纪高层建筑基础工程[M]．北京：中国建筑出版社，2000．
[3]牟玉玮．改进桩基结构，提高承载能力[A]．国际深基础会议论文集[C]．1986．
