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【摘 要】 针对城市防洪工程基础桩的受力特点及复杂的水文地质条件，以工程实例阐述了锤击沉管灌注桩的施工技术，提出保证质量的控制措施。
【关键词】 锤击沉管灌注桩；防洪工程；施工技术；质量控制
1.前言
锤击沉管灌注桩适用于一般的房屋、厂房、防洪堤、水池等工程基础。一般用于粘性土、粉土、稍密及松散的砂土等。砂卵砾石层、全风化或强风化砂花岗岩可作为桩端持力层。优点：设备简单、施工方便、操作简单、造价低、施工速度快。缺点：振动大，噪声高、桩承载力较低，施工方法和工艺不当会造成缩颈、隔层、断桩、夹泥、吊脚等情况。
锤击沉管灌注桩的桩径一般有350mm、400mm、450mm、500mm及550mm等规格。单桩竖向极限承载力最大值约为1300kN左右。在桩身配置全钢筋笼，可承受一定的水平荷载，其大小需根据地质情况和设要求通过试验确定。
2.工程概况
2.1防洪堤工程简介
梧州市城市防洪工程河东防洪堤一期工程位于梧州市河东区，上游起于桂江龙母庙，下游止于西江谭公庙，全长3364m。
2.2桩基础设计情况
河东防洪堤一期工程桩基础Ⅱ标段（1+740.36～2+603.30）的主要桩基设计如下：
1、防洪堤基础为锤击沉管灌注桩，桩数量总计2303根，成桩直径D=480mm，有效桩长12～20m。桩顶高程均为10m，桩身混凝土强度等级为C20，桩身钢筋笼通长配置。
2、桩尖采用钢筋混凝土预制桩头，桩尖直径D=500mm，混凝土强度等级为C30。
3、锤击沉管灌注桩的单桩竖向承载力特征值572kN，水平承载力特征值100kN。
2.3工程地质条件
梧州市河东防洪堤桩基础Ⅱ标段坐落在西江一级阶地的前缘及部分漫滩之上，沿线覆盖层为第四系人工堆积层（Qs）、冲积层（Qal）、残积层（Qel），下伏基岩为寒武系水口群上亚群上组之砂岩夹砂页岩。该区地震烈度为Ⅵ度，属区域构造稳定地区。
Ⅱ标段施工场地自上而下的土层分布分别是人工填土、砂壤土、壤土、含泥砂层、砂卵砾石层及砂岩，具体如下：
（1）人工填土：主要为杂填土，局部地段为素填土。部分堤段（如码头区）有抛填块石和砌石，层厚2.3～13.0m，整段均有分布。
（2）砂壤土：灰色，主要由粉细砂粒组成，偶夹粉粘粒薄层，局部含粘粉粒量大，相变为壤土，高压缩性，为本段堤基主要土层，层厚1.1～10.3m。
（3）壤土：包括粘土和粘土夹砂，呈透镜状。该层压缩性中等，抗剪强者度较高，属弱透水层。最厚约达10.0m，向上游逐渐尖灭。
（4）含泥砂层：灰色，由粉细砂和粉粘粒组成，很湿，稍密，属中等透水性，层厚0～10.3m。
（5）砂卵砾石：为灰白、灰黑、褐紫色，主要由卵砾石和砂组成。该层分布稳定，贯穿整个堤段，层厚3.5～23.0m。
（6）砂岩：风化较严重，其中全风化带和强风化带为散体结构，力学指标较低；强风化带岩石强度较高。
3.施工难点分析
施工主要难点有：
1、锤击沉管灌注桩既要承受竖向承载力，又要承受水平荷载作用，因此必须采取针对性的施工技术措施，确保桩身混凝土和钢筋笼的质量。
2、工程坐落在西江Ⅰ级阶地的前缘及部分漫滩之上，施工场地高低不等，桩端持力层深浅不一，码头大片堤段存在抛填块石、石墙等地下障碍物，影响打桩施工。
3、桩身钢筋笼全长配置，尤其是顶部以下6.9m处的钢筋较密，主纵筋为4Ф20和4Ф18，箍筋Ф8@120，净空间距约为9cm，因此在灌注混凝土时，会造成混凝土的扩散困难，从而会使钢筋笼附近的桩砼产生蜂窝、离析等不良缺陷。
4、人工填土主要为杂填土，由砂土、碎石瓦、煤渣等构成，层厚2.3～13.0m。桩管拔出地面后，设计桩顶标高以下约2～3m范围内的碎砖、碎石瓦、煤渣等有可能挤压并嵌入尚未终凝的桩身混凝土内，造成桩身质量缺陷。
4.制订施工技术措施
经对设计图纸和地质情况进行研究、分析，结合施工经验，提出如下施工技术措施：
1、施工前做好项目策划，精心编制施工组织设计和项目质量计划等文件，用于指导整个打桩工程的施工管理。
2、对抛填块石、石墙等，按施工进度计划组织挖掘机穿插进行挖掘、装运、清理、回填等，对局部障碍物采用人工护壁挖除。
3、施工前，选取有代表性的位置，进行试验桩的施工，以检验成桩质量以及承载力等工艺参数是否符合设计要求，然后根据试验结果确定打桩工艺参数。
4、专人负责做好收锤时最终贯入度的测量，保证收锤标准达到设计要求。
5、按施工合同，混凝土采用现场搅拌，与石料生产厂家提前订购5～20mm的级配碎石，严格按照配合比计量、投料和搅拌，混凝土坍落度控制在8～10cm之间。
6、拔管时采用“慢拔密击”的方法，在钢筋笼加密区段进行反插施工，保证混凝土扩散顺利。
7、对在设计桩顶标高以下约3m范围内的混凝土灌注时，保证混凝土投料量超出设计桩顶标高1.2m以上，拔管速度尤其要缓慢，并按每拔管1m立即进行反插施工。
8、確定打桩施工顺序：分单元进行，先内排桩（远离江边）后外排（靠近江边）桩，逐排推进施工。
5.施工质量控制
1、首先用全站仪进行堤轴线的复核及放样，用挖掘机、推土机、空气压缩机等拆除旧基础，平整场地，放出各单元轴线及桩位并进行复核，再进行桩尖埋设，然后打桩机安装就位进行锤击沉管灌注桩施工。在施工中多次遇到地下旧基础等障碍物，即进行局部开挖或对个别桩进行技术处理。 2、施工前，在不同位置分别选取2根桩进行试打，满足28天龄期后，委托检测单位进行单桩竖向承载力和单桩水平承载力试验，结果均满足了设计要求。
3、严格按5～20mm的级配碎石要求进行采购。每批次的钢筋、水泥、砂和碎石等进场后立即进行见证取样试验。混凝土搅拌时按要求进行砂、石料的称量，对用水量采用时间继电器进行控制；雨后及时做好砂、石料的含水率检测，调整施工配合比。
4、现场按设计图纸要求制作好钢筋笼，笼内加劲箍筋与笼外螺旋箍筋交接处错开一定的间距，确保混凝土的顺利扩散。
5、根据不同的地段估算混凝土投料量，并在拔管过程中专人用测绳跟踪测量混凝土面的上升高度，保证混凝土投料量超出设计桩顶标高1.2m以上。
6、拔管过程中，专人做好拔管速度的测量工作，力求拔管速度均匀。对一般土层，按0.7m/min控制；在软弱土层、软硬土层交界处及桩顶钢筋笼箍筋加密区（包括桩顶设计标高以下3m范围），按0.3～0.5m/min控制。
7、拔管时采用“慢拔密击”的方法，在钢筋笼加密区段进行反插施工。采用倒打拔管的次数，自由落锤轻击（小落距锤击）不得少于40次/min；在管底未拔到桩顶设计标高之前，倒打或轻击不得中断。
8、由于防洪堤工程地质条件复杂，因此对施工过程中出现的问题，立即反映给业主代表、现场监理和驻现场设计代表，及时研究解决。主要设计变更有：降低设计桩顶标高，增加桩数量，并变更承台尺寸；调整设计桩长，确保最后三阵击平均每阵的贯入度符合设计要求；对超长桩，因桩架高度及桩管长度不足，采用复打法施工工艺，局部扩大桩径至600mm；碰到石墙基础的桩，调整部分桩位，增加桩数量；对影响邻近营业大楼使用安全范围内的桩，局部变更为钻孔灌注桩。
6.检测与验收结果
1、打桩工程施工完成后，经过静载荷、水平载荷、低应变、高应变等多项检测，基桩的承载力和桩身质量符合设计及验收规范的要求，工程质量合格，检测结果见表1。
2、基础开挖后，对整个桩基础工程进行检查、验收和质量评定，评定结果为：单元工程总计47个，全部合格；其中评为优良的单元工程为39个，优良率达到83%。
7.结语
由于防洪工程水文地質条件和基桩受力的特殊性，因此在城市防洪工程施工中采用锤击沉管灌注桩，应注意采取以下相应的质量控制措施：
1、查明地质条件，清除地下障碍物，尤其是设计桩顶标高以下一定深度范围内的碎砖、碎石等杂物。
2、施工前必须按要求进行试验桩施工和检测，掌握施工参数。
3、对混凝土粗骨料（碎石）的控制尤为关键，必须根据钢筋笼的钢筋间距的疏密程度采用相应级配的碎石，使混凝土的灌注和扩散顺利进行，确保桩身完整性。
参考文献：
1、《建筑桩基技术规范》JGJ94—2008.
2、《建筑桩基检测技术规范》JGJ106—2003.
【关键词】 锤击沉管灌注桩；防洪工程；施工技术；质量控制
1.前言
锤击沉管灌注桩适用于一般的房屋、厂房、防洪堤、水池等工程基础。一般用于粘性土、粉土、稍密及松散的砂土等。砂卵砾石层、全风化或强风化砂花岗岩可作为桩端持力层。优点：设备简单、施工方便、操作简单、造价低、施工速度快。缺点：振动大，噪声高、桩承载力较低，施工方法和工艺不当会造成缩颈、隔层、断桩、夹泥、吊脚等情况。
锤击沉管灌注桩的桩径一般有350mm、400mm、450mm、500mm及550mm等规格。单桩竖向极限承载力最大值约为1300kN左右。在桩身配置全钢筋笼，可承受一定的水平荷载，其大小需根据地质情况和设要求通过试验确定。
2.工程概况
2.1防洪堤工程简介
梧州市城市防洪工程河东防洪堤一期工程位于梧州市河东区，上游起于桂江龙母庙，下游止于西江谭公庙，全长3364m。
2.2桩基础设计情况
河东防洪堤一期工程桩基础Ⅱ标段（1+740.36～2+603.30）的主要桩基设计如下：
1、防洪堤基础为锤击沉管灌注桩，桩数量总计2303根，成桩直径D=480mm，有效桩长12～20m。桩顶高程均为10m，桩身混凝土强度等级为C20，桩身钢筋笼通长配置。
2、桩尖采用钢筋混凝土预制桩头，桩尖直径D=500mm，混凝土强度等级为C30。
3、锤击沉管灌注桩的单桩竖向承载力特征值572kN，水平承载力特征值100kN。
2.3工程地质条件
梧州市河东防洪堤桩基础Ⅱ标段坐落在西江一级阶地的前缘及部分漫滩之上，沿线覆盖层为第四系人工堆积层（Qs）、冲积层（Qal）、残积层（Qel），下伏基岩为寒武系水口群上亚群上组之砂岩夹砂页岩。该区地震烈度为Ⅵ度，属区域构造稳定地区。
Ⅱ标段施工场地自上而下的土层分布分别是人工填土、砂壤土、壤土、含泥砂层、砂卵砾石层及砂岩，具体如下：
（1）人工填土：主要为杂填土，局部地段为素填土。部分堤段（如码头区）有抛填块石和砌石，层厚2.3～13.0m，整段均有分布。
（2）砂壤土：灰色，主要由粉细砂粒组成，偶夹粉粘粒薄层，局部含粘粉粒量大，相变为壤土，高压缩性，为本段堤基主要土层，层厚1.1～10.3m。
（3）壤土：包括粘土和粘土夹砂，呈透镜状。该层压缩性中等，抗剪强者度较高，属弱透水层。最厚约达10.0m，向上游逐渐尖灭。
（4）含泥砂层：灰色，由粉细砂和粉粘粒组成，很湿，稍密，属中等透水性，层厚0～10.3m。
（5）砂卵砾石：为灰白、灰黑、褐紫色，主要由卵砾石和砂组成。该层分布稳定，贯穿整个堤段，层厚3.5～23.0m。
（6）砂岩：风化较严重，其中全风化带和强风化带为散体结构，力学指标较低；强风化带岩石强度较高。
3.施工难点分析
施工主要难点有：
1、锤击沉管灌注桩既要承受竖向承载力，又要承受水平荷载作用，因此必须采取针对性的施工技术措施，确保桩身混凝土和钢筋笼的质量。
2、工程坐落在西江Ⅰ级阶地的前缘及部分漫滩之上，施工场地高低不等，桩端持力层深浅不一，码头大片堤段存在抛填块石、石墙等地下障碍物，影响打桩施工。
3、桩身钢筋笼全长配置，尤其是顶部以下6.9m处的钢筋较密，主纵筋为4Ф20和4Ф18，箍筋Ф8@120，净空间距约为9cm，因此在灌注混凝土时，会造成混凝土的扩散困难，从而会使钢筋笼附近的桩砼产生蜂窝、离析等不良缺陷。
4、人工填土主要为杂填土，由砂土、碎石瓦、煤渣等构成，层厚2.3～13.0m。桩管拔出地面后，设计桩顶标高以下约2～3m范围内的碎砖、碎石瓦、煤渣等有可能挤压并嵌入尚未终凝的桩身混凝土内，造成桩身质量缺陷。
4.制订施工技术措施
经对设计图纸和地质情况进行研究、分析，结合施工经验，提出如下施工技术措施：
1、施工前做好项目策划，精心编制施工组织设计和项目质量计划等文件，用于指导整个打桩工程的施工管理。
2、对抛填块石、石墙等，按施工进度计划组织挖掘机穿插进行挖掘、装运、清理、回填等，对局部障碍物采用人工护壁挖除。
3、施工前，选取有代表性的位置，进行试验桩的施工，以检验成桩质量以及承载力等工艺参数是否符合设计要求，然后根据试验结果确定打桩工艺参数。
4、专人负责做好收锤时最终贯入度的测量，保证收锤标准达到设计要求。
5、按施工合同，混凝土采用现场搅拌，与石料生产厂家提前订购5～20mm的级配碎石，严格按照配合比计量、投料和搅拌，混凝土坍落度控制在8～10cm之间。
6、拔管时采用“慢拔密击”的方法，在钢筋笼加密区段进行反插施工，保证混凝土扩散顺利。
7、对在设计桩顶标高以下约3m范围内的混凝土灌注时，保证混凝土投料量超出设计桩顶标高1.2m以上，拔管速度尤其要缓慢，并按每拔管1m立即进行反插施工。
8、確定打桩施工顺序：分单元进行，先内排桩（远离江边）后外排（靠近江边）桩，逐排推进施工。
5.施工质量控制
1、首先用全站仪进行堤轴线的复核及放样，用挖掘机、推土机、空气压缩机等拆除旧基础，平整场地，放出各单元轴线及桩位并进行复核，再进行桩尖埋设，然后打桩机安装就位进行锤击沉管灌注桩施工。在施工中多次遇到地下旧基础等障碍物，即进行局部开挖或对个别桩进行技术处理。 2、施工前，在不同位置分别选取2根桩进行试打，满足28天龄期后，委托检测单位进行单桩竖向承载力和单桩水平承载力试验，结果均满足了设计要求。
3、严格按5～20mm的级配碎石要求进行采购。每批次的钢筋、水泥、砂和碎石等进场后立即进行见证取样试验。混凝土搅拌时按要求进行砂、石料的称量，对用水量采用时间继电器进行控制；雨后及时做好砂、石料的含水率检测，调整施工配合比。
4、现场按设计图纸要求制作好钢筋笼，笼内加劲箍筋与笼外螺旋箍筋交接处错开一定的间距，确保混凝土的顺利扩散。
5、根据不同的地段估算混凝土投料量，并在拔管过程中专人用测绳跟踪测量混凝土面的上升高度，保证混凝土投料量超出设计桩顶标高1.2m以上。
6、拔管过程中，专人做好拔管速度的测量工作，力求拔管速度均匀。对一般土层，按0.7m/min控制；在软弱土层、软硬土层交界处及桩顶钢筋笼箍筋加密区（包括桩顶设计标高以下3m范围），按0.3～0.5m/min控制。
7、拔管时采用“慢拔密击”的方法，在钢筋笼加密区段进行反插施工。采用倒打拔管的次数，自由落锤轻击（小落距锤击）不得少于40次/min；在管底未拔到桩顶设计标高之前，倒打或轻击不得中断。
8、由于防洪堤工程地质条件复杂，因此对施工过程中出现的问题，立即反映给业主代表、现场监理和驻现场设计代表，及时研究解决。主要设计变更有：降低设计桩顶标高，增加桩数量，并变更承台尺寸；调整设计桩长，确保最后三阵击平均每阵的贯入度符合设计要求；对超长桩，因桩架高度及桩管长度不足，采用复打法施工工艺，局部扩大桩径至600mm；碰到石墙基础的桩，调整部分桩位，增加桩数量；对影响邻近营业大楼使用安全范围内的桩，局部变更为钻孔灌注桩。
6.检测与验收结果
1、打桩工程施工完成后，经过静载荷、水平载荷、低应变、高应变等多项检测，基桩的承载力和桩身质量符合设计及验收规范的要求，工程质量合格，检测结果见表1。
2、基础开挖后，对整个桩基础工程进行检查、验收和质量评定，评定结果为：单元工程总计47个，全部合格；其中评为优良的单元工程为39个，优良率达到83%。
7.结语
由于防洪工程水文地質条件和基桩受力的特殊性，因此在城市防洪工程施工中采用锤击沉管灌注桩，应注意采取以下相应的质量控制措施：
1、查明地质条件，清除地下障碍物，尤其是设计桩顶标高以下一定深度范围内的碎砖、碎石等杂物。
2、施工前必须按要求进行试验桩施工和检测，掌握施工参数。
3、对混凝土粗骨料（碎石）的控制尤为关键，必须根据钢筋笼的钢筋间距的疏密程度采用相应级配的碎石，使混凝土的灌注和扩散顺利进行，确保桩身完整性。
参考文献：
1、《建筑桩基技术规范》JGJ94—2008.
2、《建筑桩基检测技术规范》JGJ106—2003.