振动沉管灌注桩常见质量通病与预防
潮阳市第一建安总公司
赖伟民
林永安
振动沉管灌注桩是利用震动沉桩机将桩管沉入土中，然后灌注混凝土而成。在砂类土和软土地基中均可采用，且不受地下水位限制，与其它桩型相比，它具有造价低、工效快、节约钢材和可大量采用就地材料而广泛应用于中小型工业与民用建筑中。近年来，振动沉管灌注桩在基础工程中的应用得到了迅速发展。然而，由于诸多原因，桩的施工质量事故率仍较高。如潮阳市某贸易城工程，设计桩径!!"#$$，桩长约%&$，单桩设计承载力&##’(。整个工程总桩数&%)根，测试方法采用垂直静荷载加无损小应变动测，实测结果单桩承载力介于))&*+&#’(之间，且动测结果显示桩身不同程度存在缺陷。又如广州市某综合楼工程设计桩径!+,&$$，桩长%%-&$，单桩承载力测试单桩承载力仅为)%#’(。上述二项工程测+&#’(，
试结果仅达到设计能力的!#.*/#.，不能满足承载力要求，须采用补桩、变单独承台为联合承台等加固措施，才能满足与上部结构共同工作的要求，造成许多经济损失和不良影响。笔者根据多年的工作实践经验，把振动沉管灌注桩施工中常见的五种通病：瓶颈桩、吊脚桩、断裂桩、蜂窝桩、夹泥桩逐一进行分析，并提出相应预防措施。
同程度的颈缩，也有因拨管速度快，又没有及时观察每拨高%$，混凝土的充盈系数是否大于%-%而出现颈缩。预防措施：施工中必须根据试桩成孔中的观测记录，特别在地下水位下上层滞水层饱和淤泥的部位，要采取“密击慢拨”工艺，控制拨管速度每分钟不大于#-"$，同时，加大管内混凝土的自重压力。按广东省《建筑地基基础施工及验收规范》0234%&—拨)#%—%55%10以下简称地基规范1第!-)-!条规定，管过程中，应设专人用测锤或浮标检查桩管内混凝土面下降高度6值是否达到拨管高度7值的充盈系数的要求。例如：管内径89+"#$$，外径29!)#$$，可用下式测算：
6:0"8);!1(7:0"8);!1而则
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从以上计算结果可以看出，则每拨管高79%$，管内的混凝土下落高度6值要大于%-))$。地基规范第!-)-&条规定，灌注桩的充盈系数0实际灌注混凝土体积与按设计桩身直径计算体积之比1不得小于一般土质为%-%以上；软土为%-)*%-+以上。如%-%，
管内下落混凝土达不到以上数值时，说明该段桩的混凝土中有空洞和缩颈现象。
%瓶颈桩
瓶颈桩0也称缩颈桩1是灌注桩较具代表性的质
)断裂桩
断裂桩0也称分离桩1是指桩身局部分离，甚至有
量问题。缩颈一般发生在地下水位以下，地表杂填土层与饱和的淤泥质软粘土层处容易发生。由于套管在该土层产生的振荡作用，使混凝土不能须利地灌入而被淤泥质土填充进来，桩在该处形成缩颈。当拨管速度太快，灌注的混凝土受沉管扰动的饱和淤泥挤压，当压力大于混凝土的自重时，产生径向变形，形成不
一部分没有混凝土，或桩身的某一部位混凝土坍塌，在坍塌处没有混凝土。断裂桩水平裂痕常见呈水平状或略有倾斜，一般贯通全截面，位于硬土层交接处。潮阳市某厂房工程测得断裂桩达&#.左右，其原因是桩距过小，当混凝土强度低时，在邻桩沉管过程中土
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建设机械技术与管理)##);
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受挤压产生水平推力，对饱和土来说，孔隙水压迅速增大，并且沿着桩身及四周的裂隙冒出地面，土向上隆起产生上举力，使桩断裂。预防措施：开工前应制订打桩方案，明确桩架行进路线，采取跳打法施工。跳打时，必须等相邻成形桩达到设计强度!"#以上方可进行。地基规范第$%&%’条规定，在软土地区设桩密集场地内施工，为防止由于打桩速度失控，造成桩身上浮、倾斜、裂断等情况，除可合理控制拨管速度，克服混凝土不流出套管外，桩周土快速回缩，形成断桩的措施外，也可在施工区域内采取砂井排水，以减轻土体的降起和挤压，防止断桩和桩倾斜的发生。此外，当桩身混凝土强度未达到!"#以上，应避免振动和外力的干扰。
$吊脚桩
吊脚桩(也称悬空桩)是指桩端混凝土没有牢固
支承在下卧层基土上，或在桩尖混进地下水和水泥浆等形成软弱底层，从而减少了桩的端承力。造成吊脚桩的主要原因是沉管桩尖活瓣进入硬土层，受土压实或被粘性土粘牢；拨管时活瓣没有张开，管内的混凝土拒落；有时桩端混入泥浆等造成桩端无混凝土而吊空。预防措施：审查地质钻探报告，熟悉各层土质情况，地基规范’%*%*’规定，打桩施工前，每一单位工程宜选定*+,根桩作打桩工艺测试(也称试打桩)，以便观察成孔中有没有缩颈、坍孔、回淤等情况及具体部位，并制订好保证桩施工质量的技术措施。施工时应做到先振动再拨管，每拨高"%&-时，要检查浮标，探测管内混凝土确已流出后，方可继续拨高"%&-，
再反插一次，确保桩端的混凝土更密实。’蜂窝桩
蜂窝桩(也称孔洞桩)是灌注桩经常遇到的问
题。它的形状很不规则，影响深度不一，有时空洞深度!"+."--，
它的危害是降低桩的承载力，严重的甚至无法补救，只能报废。这是由于在粘土地基中央有一层或数层较薄的含水土层，灌注的混凝土级配不合理，粗骨料过大，和易性差，无法注入造成。在没有钢筋笼的部位，更容易造成混凝土空洞。也有因混凝土缺少压力，扩散性小，又被扰动的泥水挤压混凝土中
而隔断的。地基规范第’%*%*,条规定，素混凝土的粗骨料最大粒径不得大于&"--，钢筋混凝土桩身粗骨料不宜大于钢筋间最小净距的*/$，坍落度!"+0"--。
预防措施：现场施工中要控制混凝土中的石子最大粒径不超过上述规定。设计混凝土配合比时要考虑掺外加剂，如减水剂、润滑剂、早强剂的影响，可掺*"#+*&#粉煤灰，以增加管内混凝土的润滑性与和易性。
&夹泥桩
夹泥桩分为桩尖夹泥和桩身夹泥二种情况。夹泥
是当桩管沉至硬土层或粘性较大的土层进行抽管，桩靴活瓣没有张开，或每当提管"%&-的高度或拨管速度太快，将桩管进行反插，但当地下水位高或碰到饱和的粘土层和淤泥层时，因反复反插或拨管速度太快导致桩尖和桩身混进泥土的情况。这种情况将严重影响桩身混凝土完整性和桩的端承力。根据地基规范第’%$%&条规定：桩管灌满混凝土后，先振动再开始拨管，每次拨管高度"%&+*-，反插深度"%$+"%&-。在拨管过程中，拨管速度应控制不大于"%&-/-12。预防措施：当桩管提升穿过泥夹层时，应放慢拨管速度，并减少拨管高度和反插深度，在高流量淤泥中不得采用反插法。此外，拨管应用浮标测量，随时观察桩身混凝土灌入量，发现灌注桩径小于设计桩径，可考虑为发生夹泥桩，应立即采取措施。
综上所述，工程基础桩，看不见摸不着，但它承担着上部建筑物的整个重量，当某一根桩达不到设计标准要求，就会造成建筑物不均匀沉降，轻则使建筑物产生裂纹渗漏，重则造成倒塌事故，须引起参建各方的注意。
参考文献
*《建筑地基基础施工及验收规程》
(345*&—,"*—*66*),《地基及基础》华南理工大学、浙江大学等四院校编，中国建筑工业出版社
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《建筑工程质量通病防治手册》彭圣浩主编，中国建筑工业出版社
(收稿日期：,"",—"$—,!)
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振动沉管灌注桩常见质量通病与预防
潮阳市第一建安总公司
赖伟民
林永安
振动沉管灌注桩是利用震动沉桩机将桩管沉入土中，然后灌注混凝土而成。在砂类土和软土地基中均可采用，且不受地下水位限制，与其它桩型相比，它具有造价低、工效快、节约钢材和可大量采用就地材料而广泛应用于中小型工业与民用建筑中。近年来，振动沉管灌注桩在基础工程中的应用得到了迅速发展。然而，由于诸多原因，桩的施工质量事故率仍较高。如潮阳市某贸易城工程，设计桩径!!"#$$，桩长约%&$，单桩设计承载力&##’(。整个工程总桩数&%)根，测试方法采用垂直静荷载加无损小应变动测，实测结果单桩承载力介于))&*+&#’(之间，且动测结果显示桩身不同程度存在缺陷。又如广州市某综合楼工程设计桩径!+,&$$，桩长%%-&$，单桩承载力测试单桩承载力仅为)%#’(。上述二项工程测+&#’(，
试结果仅达到设计能力的!#.*/#.，不能满足承载力要求，须采用补桩、变单独承台为联合承台等加固措施，才能满足与上部结构共同工作的要求，造成许多经济损失和不良影响。笔者根据多年的工作实践经验，把振动沉管灌注桩施工中常见的五种通病：瓶颈桩、吊脚桩、断裂桩、蜂窝桩、夹泥桩逐一进行分析，并提出相应预防措施。
同程度的颈缩，也有因拨管速度快，又没有及时观察每拨高%$，混凝土的充盈系数是否大于%-%而出现颈缩。预防措施：施工中必须根据试桩成孔中的观测记录，特别在地下水位下上层滞水层饱和淤泥的部位，要采取“密击慢拨”工艺，控制拨管速度每分钟不大于#-"$，同时，加大管内混凝土的自重压力。按广东省《建筑地基基础施工及验收规范》0234%&—拨)#%—%55%10以下简称地基规范1第!-)-!条规定，管过程中，应设专人用测锤或浮标检查桩管内混凝土面下降高度6值是否达到拨管高度7值的充盈系数的要求。例如：管内径89+"#$$，外径29!)#$$，可用下式测算：
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从以上计算结果可以看出，则每拨管高79%$，管内的混凝土下落高度6值要大于%-))$。地基规范第!-)-&条规定，灌注桩的充盈系数0实际灌注混凝土体积与按设计桩身直径计算体积之比1不得小于一般土质为%-%以上；软土为%-)*%-+以上。如%-%，
管内下落混凝土达不到以上数值时，说明该段桩的混凝土中有空洞和缩颈现象。
%瓶颈桩
瓶颈桩0也称缩颈桩1是灌注桩较具代表性的质
)断裂桩
断裂桩0也称分离桩1是指桩身局部分离，甚至有
量问题。缩颈一般发生在地下水位以下，地表杂填土层与饱和的淤泥质软粘土层处容易发生。由于套管在该土层产生的振荡作用，使混凝土不能须利地灌入而被淤泥质土填充进来，桩在该处形成缩颈。当拨管速度太快，灌注的混凝土受沉管扰动的饱和淤泥挤压，当压力大于混凝土的自重时，产生径向变形，形成不
一部分没有混凝土，或桩身的某一部位混凝土坍塌，在坍塌处没有混凝土。断裂桩水平裂痕常见呈水平状或略有倾斜，一般贯通全截面，位于硬土层交接处。潮阳市某厂房工程测得断裂桩达&#.左右，其原因是桩距过小，当混凝土强度低时，在邻桩沉管过程中土
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受挤压产生水平推力，对饱和土来说，孔隙水压迅速增大，并且沿着桩身及四周的裂隙冒出地面，土向上隆起产生上举力，使桩断裂。预防措施：开工前应制订打桩方案，明确桩架行进路线，采取跳打法施工。跳打时，必须等相邻成形桩达到设计强度!"#以上方可进行。地基规范第$%&%’条规定，在软土地区设桩密集场地内施工，为防止由于打桩速度失控，造成桩身上浮、倾斜、裂断等情况，除可合理控制拨管速度，克服混凝土不流出套管外，桩周土快速回缩，形成断桩的措施外，也可在施工区域内采取砂井排水，以减轻土体的降起和挤压，防止断桩和桩倾斜的发生。此外，当桩身混凝土强度未达到!"#以上，应避免振动和外力的干扰。
$吊脚桩
吊脚桩(也称悬空桩)是指桩端混凝土没有牢固
支承在下卧层基土上，或在桩尖混进地下水和水泥浆等形成软弱底层，从而减少了桩的端承力。造成吊脚桩的主要原因是沉管桩尖活瓣进入硬土层，受土压实或被粘性土粘牢；拨管时活瓣没有张开，管内的混凝土拒落；有时桩端混入泥浆等造成桩端无混凝土而吊空。预防措施：审查地质钻探报告，熟悉各层土质情况，地基规范’%*%*’规定，打桩施工前，每一单位工程宜选定*+,根桩作打桩工艺测试(也称试打桩)，以便观察成孔中有没有缩颈、坍孔、回淤等情况及具体部位，并制订好保证桩施工质量的技术措施。施工时应做到先振动再拨管，每拨高"%&-时，要检查浮标，探测管内混凝土确已流出后，方可继续拨高"%&-，
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蜂窝桩(也称孔洞桩)是灌注桩经常遇到的问
题。它的形状很不规则，影响深度不一，有时空洞深度!"+."--，
它的危害是降低桩的承载力，严重的甚至无法补救，只能报废。这是由于在粘土地基中央有一层或数层较薄的含水土层，灌注的混凝土级配不合理，粗骨料过大，和易性差，无法注入造成。在没有钢筋笼的部位，更容易造成混凝土空洞。也有因混凝土缺少压力，扩散性小，又被扰动的泥水挤压混凝土中
而隔断的。地基规范第’%*%*,条规定，素混凝土的粗骨料最大粒径不得大于&"--，钢筋混凝土桩身粗骨料不宜大于钢筋间最小净距的*/$，坍落度!"+0"--。
预防措施：现场施工中要控制混凝土中的石子最大粒径不超过上述规定。设计混凝土配合比时要考虑掺外加剂，如减水剂、润滑剂、早强剂的影响，可掺*"#+*&#粉煤灰，以增加管内混凝土的润滑性与和易性。
&夹泥桩
夹泥桩分为桩尖夹泥和桩身夹泥二种情况。夹泥
是当桩管沉至硬土层或粘性较大的土层进行抽管，桩靴活瓣没有张开，或每当提管"%&-的高度或拨管速度太快，将桩管进行反插，但当地下水位高或碰到饱和的粘土层和淤泥层时，因反复反插或拨管速度太快导致桩尖和桩身混进泥土的情况。这种情况将严重影响桩身混凝土完整性和桩的端承力。根据地基规范第’%$%&条规定：桩管灌满混凝土后，先振动再开始拨管，每次拨管高度"%&+*-，反插深度"%$+"%&-。在拨管过程中，拨管速度应控制不大于"%&-/-12。预防措施：当桩管提升穿过泥夹层时，应放慢拨管速度，并减少拨管高度和反插深度，在高流量淤泥中不得采用反插法。此外，拨管应用浮标测量，随时观察桩身混凝土灌入量，发现灌注桩径小于设计桩径，可考虑为发生夹泥桩，应立即采取措施。
综上所述，工程基础桩，看不见摸不着，但它承担着上部建筑物的整个重量，当某一根桩达不到设计标准要求，就会造成建筑物不均匀沉降，轻则使建筑物产生裂纹渗漏，重则造成倒塌事故，须引起参建各方的注意。
参考文献
*《建筑地基基础施工及验收规程》
(345*&—,"*—*66*),《地基及基础》华南理工大学、浙江大学等四院校编，中国建筑工业出版社
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《建筑工程质量通病防治手册》彭圣浩主编，中国建筑工业出版社
(收稿日期：,"",—"$—,!)
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