水利工程施工中沉管夯扩灌注桩的施工工艺

周朝波　李中成

摘 要：灌注桩施工技术是目前大多数施工单位都会采用的一种地基施工技术，随着建筑施工结构对稳定性要求日益提高，灌注桩施工技术也在不断发展。沉管夯扩灌注桩技术就是由灌注桩技术演变而来，该种施工技术是将内外管同时下入地基土层结构之中，并通过对内灌注混凝土桩柱的基部进行夯实作业，使其底端混凝土形成扩大的形状，然后再进行上层混凝土浇筑并将内外管拔出的施工方法。这种施工技术适用于粘度较低的地基基层或岩层，能够有效提高地基桩基础结构的承载力和稳定性，具有较为广泛的应用前景。文章以一项实际工程为例对沉管夯扩灌注桩施工技术进行了详细介绍，以进一步扩大其施工应用价值。

关键词：沉管夯扩灌注桩；施工工艺；沉管；夯扩；桩身；砼量

1 工程概况

本项目工程基础采用沉管夯扩灌注桩，桩径为400mm、桩主筋为6Ф12，加密箍筋高度为2000mm、Φ6.5*100，其余为Φ6.5*200。加劲箍为Φ12*2000，桩身采用C25砼浇筑。本项目工程施工工期为30天，不包括试桩工期在内。

2 沉管夯扩灌注桩施工准备

2.1 机械的选择及主要参数

根据本工程的地质条件及施工图对桩长的要求，为确保工程质量，选择较先进DJ-32型打桩孔进行工程桩施工并配备如下设备：DD-32C打桩锤1个、DN-25电焊机1台、DN-350搅拌机1台、推翻车3辆、直径400外管60米、直径277内管60米；打桩机设备主要参数：桩架高度26米、成桩最大深度20米、配用柴油锤重3.2t、锤的冲击能量29.4千焦、允许拔桩管力100t、拔桩管卷扬机型号JJM/2台、吊锤前原形移动卷扬机型号C268K、左右移动卷扬机JJK-1、走管规格直径325*8*10000mm、桩架重32t、动力电源100KW。

2.2 施工前准备工作

（1）施工之前要安排施工设计人员对现场施工环境进行勘探和测量，包括对地基基层状况的了解，进而根据施工现场的情况做出科学合理的施工设计方案。（2）施工设计中应该明确灌注桩体的施工分布位置和具体打桩深度和面积，并在现场进行明确标注。（3）施工原料在施工前要进行必要的性能测试，并进行局部施工实验，以确定最佳的施工原料配比。（4）施工设备要准备齐全，并进行预先的安装调试，各项施工材料要准备充足，并保证设备和材料的放置符合施工便利性要求。（5）施工人员要按照施工设计对现场进行测量勘探，并对打桩位置予以明确标注，同时，还要进行先期的地基基层处理作业，排除地下障碍物对施工的干扰。

3 沉管夯扩灌注桩施工工艺分析

（1）在地表面桩位上安放C25干砼，可根据实际情况封底厚度可由0.1m增到0.2m；（2）将桩机外管垂直对准事先预埋好的混凝土预制桩尖并调整好外管的垂直度，然后启动振动锤将外管打入地基的设计深度；（3）将夯扩锤轻轻放入孔底并輕轻吊紧钢丝绳，从加料口用红漆在钢丝绳处做好记号后将夯扩锤取出；（4）在外管中灌入高度为H的混凝土，振动拔管高度，吊起振动锤8-12m，采用自由落体式击打混凝土面，直至管内混凝土高度为0.4-0.5m，然后每击打0.2-0.3m，则相应将外管沉入相应深度，还要通过已做的红漆标记观测夯扩时混凝土面下降高度；（5）将夯扩锤从外管中取出；（6）从振动锤中心吊入钢筋笼至设计要求深度；（7）一次性加满桩身所需的混凝土，启动振动锤50-60s后起拔外管，在扩大头与桩身的交界处上下0.3m处，反插3-4次以加强扩大头与桩身的接触；（8）拔管的速度要均匀，一般软弱土层和软硬土层交界处宜控制在0.3-0.8m/min，每拔lm停拔振动10-15s；（9）外管拔出地面移位后，再打另一根桩。

4 沉管夯扩灌注桩施工要点分析

（1）施工人员要按照施工设计对灌注桩位置和深度进行标识，有利于后期打桩施工的顺利进行。（2）施工前要进行桩机位置调整，使其在水平位置保持平衡，在垂直位置要与灌注桩位置和内外管保持在同一直线上。（3）要实现对于地基土层底部进行基本施工处理，包括对软土地基进行初步夯实作业，对岩石层进行粉碎压实作业。（4）对于灌注桩混凝土材料的选择要以高强度材料为宜，尤其是用于底部夯实作业的混凝土材料要选用干硬性材料，并达到一定的管体施工高度。（5）在进行护筒沉入土层作业时，要使护筒方向始终保持垂直，并对其沉入土层高度加以标识。（6）混凝土材料灌注时要均匀搅拌，并匀速的灌入到桩体内部，待灌注完成后，要使用夯实设备对混凝土材料进行夯实作业，以保证在桩体底部形成扩大头。（7）夯实作业后，混凝土材料势必较原来有所压缩，因此，要继续填充混凝土原料直到达到桩体高度标准。（8）在桩体浇筑完成后，要进行内外管拔管操作，一定要在拔管时同时对混凝土进行压实处理。（9）桩体浇筑时，要严格控制浇筑速度，同时还要一边浇筑一边进行原料振捣，保证混凝土材料的均匀性。

5 沉管夯扩灌注桩施工工序质量控制

5.1 沉管

在进行沉管操作时要注意以下施工要点：一是要按照施工设计对具体沉管位置和下沉深度予以清晰标识，并始终使管体和打孔位置以及沉管设备处于同一垂直线上；二是对于桩机设备的位置要严格予以控制，在位置发生偏移时及时做出调整；三是在正式开始施工前要检测设备的各项性能参数是否处于正常状态，对于不符合施工要求的要加以修改；另外，在进行沉管施工时要确保沉管深度达到预定施工标准要求。

5.2 夯扩

控制夯扩质量的重点：（1）严格控制砼拌合质量及砼用量，砼用量控制在设计量的1.2倍；（2）控制每次拔管高度，每次拔管高度控制在0.5m；（3）控制内夯扩重锤提升高度，视夯扩效果逐步提高重锤落距，逐步加大夯扩冲击能量，严防将砼夯扩料夯死在桩管内。

5.3 桩身

夯扩完成后，按设计标高安放钢筋笼，钢筋笼质量标准如表一所示。灌注桩身砼，连续将砼灌至高出地面约2m处，开启振动锤在桩管底部1.5m范围内振动2min，开始拔管0.7m，反插0.35m。拔管速度底部控制1m-1.2m/min，在桩中上部控制0.8m-1m/min。在桩管底口距离钢筋笼顶部约1m时，将提升钢筋笼的卷扬机松开，严禁桩管反插，拔管速度控制0.5m/min。拔管过程还要注意桩管内砼面下降情况，保证管内砼面不低于地表。

5.4 砼浇筑要求、砼量控制

砼浇筑材料的选择和施工对于整体工程质量起到至关重要的作用，因此，要对原料进行科学选择并严格控制其浇筑施工质量。一是要对原料的性能进行检验，选择轻度符合施工要求的材料，并按照标准配比进行原料的配置；二是要对原料进行充分搅拌，并控制浇筑速度，浇筑作业应该连续进行。三是要使浇筑桩体高度达到施工标准。

6 结束语

上述施工实例表明，沉管夯扩灌注桩技术对于工程地基加固确实有十分明显的功效，这种施工技术较传统的灌注桩施工技术而言其施工技术层面又更进了一步，通过对桩头的扩大和夯实，使桩体本身结构的连接更加紧密坚固，也能达到较为理想的施工效果。

参考文献

[1]段登峰.浅析沉管夯扩灌注桩的特点及在工程中的应用[J].中华民居，2010（12）.

[2]殷博.沉管夯扩灌注桩在工程中的应用[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2006（2）.

[3]桩基工程手册编写委员会.桩基工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1995.