2.3.3 套管成孔

套管成孔灌注桩也称打拔管灌注桩，采用锤击打桩机或振动沉桩机，将带有活瓣桩尖（如图2-9所示）或设置钢筋混凝土预制桩尖（靴）的钢管通过锤击或振动沉放土中，然后边灌注混凝土，边用卷扬机拔管或边振动拔管成桩。前者称为锤击沉管灌注桩，后者称为振动沉管灌注桩。其工艺特点是：能适应较复杂地层，能用小桩管打较大截面桩，承载力大；有套管护壁，可避免坍孔、瓶颈、断桩、移位、脱空等缺陷，质量可靠；能沉能拔，施工速度快，效率高，操作简便安全。这种施工方法适用于工业与民用建筑基础土质为一般黏性土、淤泥、淤泥质土、稍密的砂土及杂填土土层。

套管成孔灌注桩的施工工艺流程：就位→沉套管→初灌混凝土→放置钢筋笼、灌注混凝土→拔管成桩。沉管灌注桩施工过程如图2-10所示。

就位：打（沉）桩机就位时，应垂直、平稳架设在打（沉）桩部位，桩锤（振动箱）应对准桩位。同时，在桩架或套管上标出控制深度标记，以便在施工中进行套管深度观测。

沉套管：采用活瓣桩尖时，应先将桩尖活瓣用麻绳或铁丝捆紧合拢，活瓣间隙应紧密。当桩尖对准桩基中心，并核查调整套管垂直度后，利用锤击及套管自重将桩尖压入土中。

采用预制混凝土桩尖时，应先在桩基中心预埋好桩尖，在套管下端与桩尖接触处垫好缓冲材料。桩机就位后，吊起套管，对准桩尖，使套管、桩尖、桩锤在一条垂直线上，利用锤重及套管自重将桩尖压入土中。

成桩施工顺序一般从中间开始，向两侧或四周进行，当群桩基础或桩的中心距小于或等于3.5d（d为桩径）时，应间隔施打，中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%后方可施打。

开始沉管时应轻击慢振。锤击沉管时，可用收紧钢绳加压或加配重的方法提高沉管速率。当水或泥浆有可能进入桩管时，应事先在管内灌入1.5m左右的封底混凝土。并应按设计要求和试桩情况，严格控制沉管最后贯入度。

在沉管过程中，如出现套管快速下沉或套管沉不下去的情况，应及时分析原因，进行处理。如果快速下沉是因桩尖穿过硬土层进入软土层引起的，则应继续沉管作业。如果沉不下去是因桩尖顶住孤石或遇到硬土层引起的，则应放慢沉管速度（轻锤低击或慢振），待越过障碍后再正常沉管。如果仍然沉不下去或沉管过深，最后贯入度不能满足设计要求，则应核对地质资料，会同建设单位研究处理。

初灌混凝土：每次向套管内灌注混凝土时，如用长套管成孔短桩，则一次灌足，如成孔长桩，则第一次应尽量灌满。混凝土坍落度宜为6～8cm，配筋混凝土坍落度宜为8～10cm。

灌注时充盈系数（实际灌注混凝土量与理论计算量之比）应不小于1，在一般土质中为1.1，在软土中为1.2～1.3。在施工中可根据不同土质的充盈系数，计算出单桩混凝土需用量（折合成料斗浇灌次数），以核对混凝土实际灌注量。当充盈系数小于1时，应采用全桩复打，对于断桩及缩颈桩可局部复打，即复打超过断桩或缩颈桩1m以上。

放置钢筋笼、灌注混凝土：对通长的钢筋笼在成孔完成后埋设，对短钢筋笼可在混凝土灌至设计标高时再埋设，埋设钢筋笼时要对准管孔，垂直缓慢下降。在混凝土桩顶采取构造连接插筋时，必须沿周围对称均匀垂直插入。

桩顶混凝土一般宜高出设计标高200mm左右，待以后施工承台时再凿除。如设计有规定，应按设计要求施工。

拔管成桩：每次拔管高度应以能容纳吊斗一次所灌注混凝土为限，并边拔边灌。在任何情况下，套管内应保持不少于2m高度的混凝土，并按沉管方法不同分别采取不同的方法拔管，在拔管过程中，应有专人用测锤或浮标检查管内混凝土下降情况，一次不应拔得过高。

锤击沉管拔管方法是在套管内灌入混凝土后，拔管速度应均匀，对一般土层不宜大于1m／min；对软弱土层及软硬土层交界处不宜大于0.8m／r。采用倒打拔管的打击次数，单动式汽锤不得少于70次／min；自由落锤轻击不得少于50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。

振动沉管拔管方法可根据地基土的具体情况，分别选用单打法或反插法进行。单打法适用于含水量较小土层。系在套管内灌入混凝土后，再振再拔，如此反复，直至套管全部拔出，在一般土层中拔管速度宜为1.2～1.5m／min，在软弱土层中不宜大于1.0m／min。反插法适用于饱和土层。当套管内灌入混凝土后，先振动再开始拔管，每次拔管高度为0.5～1m，反插深度为0.3～0.5m，同时不宜大于活瓣桩尖长度的2／3。拔管过程应分段添加混凝土，保持管内混凝土面始终不低于地表面，或高于地下水位1m以上。拔管速度控制在0.5m／min以内。在桩尖接近持力层处约1.5m范围内，宜多次反插，以扩大桩底端部面积。当穿过淤泥夹层时，适当放慢拔管速度，减少拔管和反插深度。反插法易使泥浆混入桩内造成夹泥桩，施工中应慎重采用。

注意：套管成孔灌注桩施工时，应随时观测桩顶和地面有无水平位移及隆起，必要时应采取措施进行处理。桩身混凝土浇筑后有必要复打时，必须在原桩基混凝土未初凝前在原桩位上重新安装桩尖，第二次沉管。沉管后每次灌注混凝土应达到自然地面高，不得少灌。拔管过程中应及时清除桩管外壁和地面上的污泥。前后两次沉管的轴线必须重合。