振动沉拔钢管挖孔灌注桩应用初探

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[提要]本文简要介绍振动沉拔钢管灌注桩的适用条件优缺点，应推广使用该施工方法。

[关键词]振动沉拔钢管灌注桩人工挖孔桩 流砂护壁

振动沉拔钢管挖孔灌注桩施工工法是近年发展起来的一种新的桩基施工新工法。它综合了机械成孔、钢管护壁、人工钢管内取土、开挖扩大头、在钢管内边灌注混凝土边振震动拔管等施工工艺于一体，是一个先进的桩基施工新技术。近两年来，在临沂地区得到了广泛地推广和应用。受到了建设单位、设计单位以及监理单位的好评。

众说周知，人工挖孔灌注桩因其有成桩质量可靠、可以直观人工开挖扩大头，单桩竖向承载力高，在高层建筑工程中可以做到一柱一桩、施工简便、造价合理等优点近二十年来得到了广泛的应用。

但是，人工挖孔灌注桩也有其致命的弱点：其一、人工挖孔灌注桩在遇有地下水位高且水量大时、尤其是遇有流砂层时，将给人工挖孔灌注桩施工带来极大的困难：其二、人工挖孔灌注桩是由人工在桩孔内挖土、层层制做混凝土护壁施工的，在施工中遇到地下水、尤其是形成流砂时，如不采取特别技术措施，其护壁质量难以保证。一旦护壁质量出现问题，很容易发生人身安全事故。

振动沉拔钢管挖孔灌注桩施工工 法是在结合了机械与人工施工的特点开发的一种新的施工工法。振动沉拔钢管挖孔灌注桩施工工法具有以下优点：

一、适用性广，可在有地下水及流砂条件下施工：

振动沉拔钢管挖孔灌注桩施工是采用大功率振动沉拔桩机将直径800～1000钢管振动穿透软弱土层，尤其要穿透含水砂层，使钢管端部坐落在良好的粘土层或风化岩层。从而解决了人工挖孔桩遇大地下水及流砂层施工困难的难题。

二、设计简便、施工安全：

机械振动沉管后，人工进入钢管内开挖、取土、开挖扩大头。一方面保留了人工挖孔灌注桩可以根据建（构）筑物的菏载要求，灵活地调整扩大头大小，以满足设计对单桩竖向承载力特征值的要求，同时还保证了安全施工。

三、技术可靠：

振动沉拔钢管挖孔灌注桩施工属于干法施工，持力层直观可见，可以确保持力层为设计要求的持力层，同时扩大头尺寸可以直接测量：在灌注桩芯混凝土过程中，根据地层情况灵活调整拔管速度、又由于钢管直径大，从而避免了沉管灌注桩断桩、缩径的施工质量弊病。

四、节约原材料，有良好的社会效益：

以往人工挖孔灌注桩设计时，由于考虑到人工挖孔灌注桩施工护壁时对桩周土的扰动，一般不计算人工挖孔桩的桩周土摩擦力，而振动沉拔钢管挖孔灌注桩施工时用钢管取代了混凝土护壁。（混凝土护壁量约为人工挖孔灌注桩混凝土量的30～50%）可以节省大量的钢材、水泥、砂石等建筑材料。所以，单位混凝土所得到的单桩竖向承载力要比人工挖孔灌注桩大50%左右，可取得良好的社会效益。

五、施工设备简便、工期短：

振动沉拔钢管挖孔灌注桩施工时，只需投入振动沉拔桩机和相应数量的桩管及人工取土辘轳就可以施工。施工时，振动沉拔桩机可以同时将多套钢管振动沉入至设计深度，人工可在多套钢管内取土作业，取土作业不受地下水及流砂影响、不制作护壁，从而加快了施工进度，可以保证工期。

六、振动沉拔钢管挖孔灌注桩施工工艺如下：

1、灌注桩桩位放线定位：

2、人工开挖施工导孔：（开挖深度视地质报告确定，一般开挖至地下水位及砂层层顶）

3、桩机就位，将沉管对正已开挖导孔，启动沉拔桩机，将沉管振沉到设计深度；

4、施工人员进入沉管内取土作业，开挖灌注桩桩身，进入持力层后开挖扩大头；

5、经检查灌注桩各部尺寸符合设计要求后，吊装并固定钢筋笼；

6、灌注混凝土，边灌注混凝土边振动拨管。灌注时要严格控制拨管速度，保证管内混凝土高度不小于2m；

7、要严格控制混凝土灌注量，确保成桩后桩顶标高。

综上所述，振动沉拔钢管挖孔灌注桩既有振动沉管灌注桩和人工挖孔灌注桩的优点，同时又摈弃了振动沉管灌注桩和人工挖孔灌注桩的弊端，实为一种全新的、优秀的桩基施工工法。

我院在山东省临沂市金颐小区D21#、23#、24#楼设计中，结合现场的地质条件，广泛应用振动沉管挖孔灌注桩，施工完成后，委托山东省鲁建基础工程监测中心在施工现场做了13处桩孔内深层平板荷载试验，试验结论如下：

强风化砂岩地基极限承载力为4911KPa

强风化砾岩地基极限承载力为4018KPa

强风化安山岩地基极限承载力为4688KPa

七、结束语

振动沉拔钢管挖孔灌注桩在临沂地区的成功应用，充分说明了该施工方法所独有的优点，值得各地区结合其适用条件推广。并不断改进工艺，优化流程。