顶压式静力压沉管复合扩底灌注桩技术

顶压式静力压沉管复合扩底灌注桩技术

摘要：针对建筑施工中静压（振动）沉管扩底桩技术，虽然具有施工噪声小及速度快等优点，但遇到结构灵敏的淤泥会造成颈缩、断桩现象。介绍静压沉管复合扩底灌注桩新技术。 关键词：静压沉管；复合扩底；灌注桩；施工技术 中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号： 1、概况

沉管扩底灌注桩按其成孔方法不同可分为锤击振动沉管扩底灌注桩、静压（振动）沉管扩底灌注桩、沉管预制平底大头灌注桩和夯（锤）击式沉管扩底灌注桩四大类。

夯扩桩是沉管灌注桩与扩底桩结合的产物；锤击式夯扩桩和锤击振动沉管扩底桩相对于锤击沉管灌注桩而言，由于桩端扩大，承载力较高，但共同的缺点是施工时噪声高、振动大、严重影响工地周边居民的正常生活和既有建筑物的安全。静压（振动）沉管扩底桩虽然具有施工噪声小及速度快等优点，但遇到结构灵敏的淤泥会造成颈缩、断桩现象。

针对上述问题，本文介绍静压沉管复合扩底灌注桩新技术。 2基本原理

静压沉管复合扩底灌注桩是指用顶压式静力压桩机将内外套管同时压入到设计深度后，提出内管，分批将填充料和干硬性混凝土或低坍落度混凝土投入外管内，再用内管分批将填充料和干硬性混

凝土或低坍落度混凝土反复压实后，在桩端形成复合扩大头；再次拔出内管往外管中放置钢筋笼，灌满桩身混凝土；再将内管压在桩身混凝土上继续加压，最后拔出外管和内管，成桩。 3优缺点分析 3.1优点

1）静压沉管复合扩底灌注桩环保效果好，无噪声，无振动，可减少成桩过程对土体的扰动，无泥浆污染及排放，施工现场文明，比锤击式沉管灌注桩注桩更适合于市区及医疗、学校、精密仪器厂房等需防振动防噪声地区的基础施工。

2）采用成熟的静力压桩技术，静压力可由设置在静力压桩机上的压力表显示，也可打印压力值实施全程监控，使各桩位压桩力控制一致，能较好的保证建筑物整体沉降的均匀性。 3）采用配套的管端封水方法可保证成桩质量。

4）成孔施工过程中可实施配套的螺旋钻土方法，防止或减少挤土效应的危害。

5）为确保桩身质量和加快成桩进度，可采用预制钢筋混凝土桩身，即在桩端压实干硬性混凝土或低坍落度混凝土并在其上注入适量的水泥砂浆后，再将钢筋混凝土预制桩节插入轻压，如果桩身长度较长时，也应在桩侧注满水泥浆液将预制桩节固定。

6）由于实施复合扩底技术,与同等条件(同桩径、同桩长和同地层土质条件)的静压预制桩相比,可较大幅度地提高单桩承载力。

3.2缺点

1）桩机体积大,结构复杂、造价较高。

2）由于桩机自重较大,在较软的地表面施工时容易发生陷机而挤偏邻桩,针对此种情况应采取硬化地面等措施。 4适用范围

静压沉管复合扩底灌注桩可穿过人工填土、淤泥质土、淤泥、一般粘性土、粉土及松散至中密的砂土等土层,作为设置复合扩大头的被加固土层宜为粉土、砂土及可塑、硬塑状态的粘性土。桩身直径400～600㎜,桩长最大深度可达25m。在厚度较大、含水量和灵敏度高的淤泥等软土层中施工时，必须制定防止颈缩和断桩等保证质量的措施。当地基中存在一般承压水层时必须采取管端封水措施。

5施工机械与设备

5.1静压沉管复合扩底灌注桩机

静压沉管复合扩底灌注桩机为顶压式静压桩机，其工作原理为：通过压桩头将压桩机自重和配重施加在内外套管顶部而后实施静压沉管复合扩底灌注桩施工。 5.2外内套管

外套管外径小于桩身直径30～50㎜，内管外径小于外套管内径20～30㎜。 6施工工序

6.1施工工序

测放桩位→桩机就位→锤击成孔→夯扩体施工→测三击贯入度→夯干硬性砼→下钢筋笼→测笼顶标高→灌注砼→上拔护筒振捣砼→成桩。 6.2施工特点

1）根据拟建桩基工程的地层土质条件、单桩竖向承载力、桩径、桩长、复合扩大头的大小、布桩密度以及现场施工条件等因素选择桩机型号。

2）保证复合扩大头的尺寸及其被加固土层的层位需要在施工中确定合理的填充料和干硬性混凝土或低坍落度混凝土的数量及挤压工艺。

3）封水、封泥 、封水保证在外管内无水的情况下灌注桩身混凝土；封泥不使沉泥进入桩身混凝土与桩端干硬性混凝土的结合部。

6.3施工要点

1）保证填充料的质量和数量，填充料可以为碎砖、碎混凝土块、水泥拌合物、碎石、卵石和矿渣等，有机物含量不应超过3%；填充料的数量取决于单桩承载力大小和被加固土层的物理力学性能，应由试成桩和静载试验确定。

2）干硬性混凝土或低坍落度混凝土既作为复合扩大头的组成部分，也作为桩身和填充料扩大头之间的连接体，可采用与桩身混凝

土相同的配合比，但可适当减少用水量。干硬性混凝土或低坍落度混凝土经压实并确认无夹泥后，在其上部注入厚度约100㎜的水泥砂浆，用内管轻压，以确保与其后灌入的桩身混凝土结合良好。 3）确保终压力值满足设计要求，该压力值按静载试验确定。 4）桩身混凝土粗骨料（碎石或卵石）的料径为20～40㎜，混凝土坍落度宜为60～100㎜；为改善混凝土的和易性及早凝等性能，可添加外加剂；当桩长小时，桩身混凝土可一次灌满；当桩较长时，桩身混凝土宜分段灌注；混凝土灌注顶面应高出桩顶标高300～500㎜。

5）在承压含水层内进行静压沉管复合扩底灌注桩施工时，可采取下桩端土封水措施；①在外管上端铰耳的上部设置隔水套；②在桩位处设置无底盛料桶；③通过溜槽向无底盛料桶投入足够的封水材料；④压下内管挤压封水材料形成形成封水扩大头；⑤拆除隔水套。再继续压内外管至设计标高、提内管投料等施工工序。 6）为确保桩身质量或加快成桩进度可采用预制钢筋混凝土桩身，具体施工工艺；当形成通过内管挤压填充料和干硬性混凝土或低坍落度混凝土组成的复合扩大头后，检查外管内有无进水，若无进水应尽快灌注高强度水泥砂浆或水泥浆，此后吊入钢筋混凝土预制桩节，再用内管轻压，使浆液溢出桩侧，将预制桩节固定。 7）为减少挤土效应，可先用螺旋钻具钻成略小于外管外径的直孔，然后实施成孔、填料等工序。

8）量测压力等仪表应注意保养、及时检修和定期标定，以减少量测误差。 7 结语

静压沉管复合扩底灌注桩是一种适合于软土地区的新型环保型扩底桩。该桩型环保效果好，无噪声，无振动，可减少成桩过程对土体的扰动，无泥浆污染及排放，施工现场文明；采用成熟的静力压桩技术，静压力可实施全程监控，使各桩位压桩力控制一致，能较好地保证建筑物整体沉降均匀性；采用配套的管端封水方法可保证成桩质量；采用预制混凝土桩身既可避免穿过结构灵敏的淤泥层造成颈缩断桩现象，也可减少灌注混凝土桩身的凝固时间，加快施工进度；实施复合扩底技术，与同等条件（同桩径、同桩长和同地层土质条件）的静压预制桩相比，可较大幅度地提高单桩承载力。