静压沉管夯扩灌注桩施工工法适用范围

《静压沉管夯扩灌注桩施工工法》适用于：软土地区、多层住宅和中小型工业厂房的扩头桩施工，扩头桩适用于桩端持力层为中低压缩性黏土、粉土、砂土、碎石类土的砂土与粉土、粉质黏性土等。桩埋深不大于20米。

静压沉管夯扩灌注桩施工工法工艺原理

《静压沉管夯扩灌注桩施工工法》是在传统的沉管桩基础上发展而来的新型施工技术，该工法的工艺原理如下：

1、静压沉管夯扩灌注桩是一种现场灌注的混凝土桩，它通过静压系统将套管下沉至设计标高，先用内夯锤将管内混凝土击出管外，形成扩头。然后安置钢筋笼、灌入混凝土，最后将套管拔出，留在土中混凝土则形成扩头桩。由于在持力层中夯扩挤密形成扩大头，既增加了桩端截面积，又增加了地基土密度，从而使桩的竖向承载力有较大的提高。

2、静压沉管夯扩灌注桩的荷载传递机理（与非扩头桩相比）为桩端扩头增加受力面积，减少了桩尖的刺入位移，提高土对桩的抗力，从而使桩身混凝土得到充分发挥，其摩阻力沿桩身均匀分布受力时，扩大锥面上土体成拱形与锥面有脱离趋势，承载时桩端应力收敛较一般桩快2~3D（D为扩大头直径） 。

静压沉管夯扩灌注桩施工工法工艺流程

《静压沉管夯扩灌注桩施工工法》施工工艺流程如下：

施工准备——桩尖定位及埋设——桩机就位——试桩——打桩——扩大头施工——吊放钢筋笼——浇筑混凝土——拔除桩管——桩机移机。

静压沉管夯扩灌注桩施工工法操作要点

《静压沉管夯扩灌注桩施工工法》操作要点有以下各项：

1、施工准备

1.1、组织项目部成员学习图纸、地质资料，并进行图纸会审和试成孔，从而熟悉该工程场地内地层情况特征及各项物理性能，水文地质情况，熟悉图纸设计意图及有关规范；

1.2、对各种建材进行见证取样送检；

1.3、桩基轴线、标高确定并引测完毕，经过监理、甲方复核办理签署手续；

1.4、“三通一平”施工用电、用水进行合理布设，场地上可能存在一些地下障碍物未破除，待施工中边施工，边破除。

2、桩尖定位及埋设

根据建设单位提供的规划控制点，按设计施工图的桩位布置图用经纬仪和钢卷尺测放各主要轴线位置并填写测量定位放线记录，报有关部门审核无误后根据桩位布置图测放各工程桩桩位的中心位置，并在各桩位的中心位置埋入预制混凝土桩尖。

3、桩机就位

根据建设、设计等单位确定的试桩号，桩机就位。施工沉管前先调整机械与桩位间距，让沉管自由垂直套住桩尖，沉管过程中随时校正垂直度，确保桩管垂直度误差小于1%。

4、试桩

以抬架为终孔标准，其抬架值（压桩力）由工程桩施工前试成孔确定。应综合考虑地层情况和单桩设计承载力。工程桩施工前必须进行试成桩试验，详细记录抬架值（压桩力）数据，混凝土的分次灌入量，外管上拔高度等。并通过净载试验确定单桩设计承载力。

5、打桩

5.1、安放桩尖置桩套管头上，并校正桩管垂直度；

5.2、进行施打，沉桩进入设计要求的持力层深度，静压沉管桩机抬架并达到持荷稳定要求，一般持荷稳定为3分钟。

6、扩大头施工

6.1、达到设计压桩力（抬架值）后，倒入2/3扩头混凝土量，桩管拔高0.5米，用内夯锤将混凝土击出管外形成第一次扩头（注意管内留20厘米高的混凝土）；

6.2、倒入1/3扩头混凝土量，桩管拔高0.5米，用内夯锤将混凝土击出管外，形成第2次扩头（注意管内留20厘米高的混凝土）；

6.3、拔管成桩扩大头直径可按下式计算：

式中:

d₀——桩管内径；

H——拔管高度；

h——夯扩时桩管中混凝土灌注高度；

D——扩头有效直径；

C——管内残留混凝土高度，一般取C=0.2米。

7、吊放钢筋笼

扩头结束后，进行吊放钢筋笼作业；

7.1、钢筋笼采用卷扬机吊入桩管内，并应保证钢筋笼的位置、标高正确；

7.2、钢筋笼应按相关规范的要求制作。

8、浇筑混凝土

8.1、根据需要和现场条件桩身混凝土可采用预拌商品混凝土或现场搅拌混凝土，混凝土灌注可釆用泵送或专用料斗；

8.2、混凝土配合比事先按试验确定，混凝土拌合物应具有良好和易性；

8.3、桩端2~3米长度范围内混凝土坍落度宜为150~180毫米，其余部分宜为80~100毫米；

8.4、长桩管打短桩时，混凝土可以一次连续灌足。

9、拔除桩管

9.1、桩身混凝土灌注到规定高度后，进行振动拔管；

9.2、拔管速度应均匀，拔管全过程应保证管内混凝土始终高出自然地面，拔管速度约1.2米/分钟；软弱土层应控制在0.6~0.8米/分钟；

9.3、桩身混凝土顶面标高应与自然地面平，且不低于设计标高50厘米；

9.4、拔管过程要有专人观测管内混凝土面，以控制混凝土扩散后桩形成的直径和拔管速度；

9.5、当桩较长或拔管有困难时，宜釆用分次灌注混凝土办法。

10、桩机移机

桩机移机应在成桩过程完毕后进行。移机要专人统一指挥，协调作业，注意安全。

11、做好施工记录

收集各种资料，保证资料的完整便于竣工验收 。

12、劳动组织

《静压沉管夯扩灌注桩施工工法》操作中的施工班组包括测量工、桩机司机、测量工、打桩工等总计22人。详见下表：

施工企业采用《静压沉管夯扩灌注桩施工工法》与传统的沉管桩相比较，有如下特点：

1、工序明确，对每个工序都有控制标准，产品质量有保证。操作简便工效高，周期短，施工1根桩仅需1小时左右。

2、施工噪声小无污染，符合环保要求。

3、静压沉管夯扩灌注桩比普通沉管桩的单桩承载力高，桩总数减少，桩身混凝土强度得到更好发挥。材料节约，经济效益好 。

福州市第七建筑工程有限公司、福建六建集团有限公司采用的静压沉管夯扩灌注桩（简称扩头桩）是参照中国国内和中国以外有关资料开发的一种施工桩型。静压沉管夯扩灌注桩与传统的沉管桩相比除具有单桩承载力高、桩身质量得到充分保证外，还有经济合理、造价低、施工环保的特点。该静压沉管夯扩灌注桩适合软土地区、多层住宅和中小型工业厂房建设，可以降低造价，缩短工期。

福州市第七建筑工程有限公司和福建六建集团有限公司通过福建省福州市福兴住宅小区、安徽省淮南市惠利花园城银鹭山庄组团三、组团四等的静压沉管夯扩灌注桩施工实践，取得了技术成果和经济效益。在工程实践基础上，福州市第七建筑工程有限公司和福建六建集团有限公司总结编制了《静压沉管夯扩灌注桩施工工法》 。

《静压沉管夯扩灌注桩施工工法》操作所需用机具设备见下表：

《静压沉管夯扩灌注桩施工工法》实施中的质量控制应遵循如下要求：

1、质量控制执行以下标准:

1.1、《建筑桩基技术规范》JGJ/T94-2008；

1.2、《混凝土强度检验评定标准》GB50107-2009；

1.3、《桩基检测技术规范》JGJ106-2003；

1.4、《地基与基础工程施工及验收规范》GB50202-2002；

1.5、以及其他有关规范、标准和设计图纸的要求。

2、质量保证措施

2.1、进场的材料、半成品应符合下列标准：

①、桩尖宜用钢筋混凝土预制桩尖，其混凝土强度等级不低于C40，必须有产品合格证；

②、桩身混凝土强度等级不得低于C20，水泥强度等级宜在32.5以上且初凝时间不得小于2小时；

③、细骨料应釆用干净的中粗砂，粗骨料的粒径卵石不得大于50毫米，碎石不宜大于40毫米，并不大于钢筋最小净距的1/3;

④、桩端2~3米长度范围内混凝土坍落度宜为150~180毫米，桩身混凝土坍落度宜采用80~100毫米；

⑤、所用的水泥、钢材、电焊条必须有产品合格证。

2.2、桩尖埋设与钢筋笼制作标准：

①、轴线允许偏差1厘米；桩尖埋设允许偏差2厘米。

②、钢筋笼：主筋间距为10毫米，箍筋间距为20毫米，钢筋笼长度为50毫米，钢筋笼直径为10毫米，并应比桩管内径小60~80毫米。

2.3、桩管垂直度允许偏差1%。

2.4、沉桩标准根据不同地基土和桩端持力层确定不同压桩力（抬架值），对以桩端承载力为主的以压桩力控制为主，标高为辅；对于以桩侧摩阻力为主的灌注桩以标高控制为主，压桩力为辅。具体条件按现场试桩标准执行。

2.5、严格控制拔管速度，对一般土层的拔管速度可控制在1.2米/分钟，淤泥或淤泥质土层中应适当减慢，拔管速度控制在0.6~0.8米/分钟，拔管时管内应有2~3米的混凝土余量，必要时釆用反插法、复打法振动拔管，以避免桩身产生缩颈和断桩。

2.6、严格按照试验确定的混凝土配合比下料，桩身混凝土必须留有试块，每个浇筑台班及同一配合比不得少于1组，每组3件，混凝土配合比，应在施工前由实验室按设计要求试验。

2.7、钢筋笼的制作与埋设应符合设计要求及相应规范。

2.8、由于夯扩桩属挤密灌注桩，故应合理布置打桩顺序，群桩布置时，应遵循先中间，后两边，先深后浅的原则。

2.9、现场施工过程中作好施工记录，并随时检查施工记录，并对照预定的施工工艺进行检验批质量评定 。

施工企业采用《静压沉管夯扩灌注桩施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应注意下列事项：

1、执行国家颁发的《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001。

2、为确保施工安全，制订详细的锤击沉管夯扩灌注桩施工安全措施和操作注意事项，要求班组人员严格遵守主要措施如下：

2.1、桩机进场前，须办理有关手续，实行安全技术交底制度，坚持班前对所有机具设备进行检査，并做好记录。立架前须经过公司有关部门检査合格，立架时须有安全员、施工员在场，桩机进场施工必须了解电线、电话线、地下管线的位置。

2.2、桩机行走场地要平整，填地要夯实，以防倾倒，移机或振动拔管时，桩架上禁止留人。

2.3、进入现场的管理人员和工人必须戴安全帽、穿胶鞋，上桩架高空作业应系好安全带，严禁酒后作业。

2.4、机械设备要定期检修，不得带病作业，电机设备检修时，要先切断电源，严禁带电作业。

2.5、各种电器设备应按规定接地接零，配电开关应设箱加锁，要“一机一闸一保护”，禁止用其他金属丝代替保险丝，非生产时应切断电源并上锁。

2.6、现场施工用高低压，设备及线路应按施工设计及有关电气安全技术规程安装和架设，电缆严禁从地面经过。

2.7、遇台风来临时，应釆取有效措施确保桩架稳定 。

施工企业按照《静压沉管夯扩灌注桩施工工法》施工时，应严格遵循《建筑施工现场环境与卫生标准》JGJ146-2004，执行项目所在地行政主管部门和相关行业的文件及要求，并制订以下措施：

1、施工中产生的废气、噪声、扬尘等主要污染源应按国家相关规定进行控制。

2、施工生活垃圾等废物排放应执行以下要求：

2.1、保护施工区和生活区的环境，及时处理施工垃圾、生活垃圾等废弃物，将废弃物运至当地环保部门同意的指定地点弃置，并注意避免阻塞水流和污染水源。无法运走的，进行填埋等无害化处理。

2.2、在施工区和生活区设置足够的临时卫生设施，定期清扫处理。

3、车辆停放、维修时应釆取相应措施，避免废油排放及漏油污染。

4、扬尘及有害气体控制应执行以下措施：

4.1、主要施工场地进行硬化处理，施工便道定期压实地面。对施工场地、施工便道经常洒水，减少扬尘对周围环境的污染。装卸有粉尘的材料时，采取洒水湿润或遮盖，防止沿途撒漏和扬尘。

4.2、工地的烧煤茶炉、锅炉、炉灶等设置除尘装置，使烟尘降至允许排放范同。

4.3、施工现场道路指定专人定期洒水清扫，形成制度，防止道路扬尘。

4.4、车辆开出工地做到不带泥沙，基本做到不洒土、不扬尘。

5、施工噪声控制应执行以下要求：

5.1、合理布置各种施工工作区和生活区，对空压机、发电机等主要噪声源集中规划，布置在远离生活区的偏僻位置，机房的墙体釆取隔声措施，必要时釆用障壁防噪。

5.2、加强设备维修，定时保养润滑；对机械正确操作，使机械噪声维持其最低声级水平。

5.3、合理安排作业时间，尽可能将作业安排在白天施工，避开午休时间，避免夜间施工，

使施工噪声对周围环境影响减少到最低程度，遵守城市噪声控制要求 。

福州市第七建筑工程有限公司和福建六建集团有限公司采用《静压沉管夯扩灌注桩施工工法》的社会效益、经济效益如下：

1、经济效益

1.1、《静压沉管夯扩灌注桩施工工法》在基础工程中应用，其经济效益明显。单位工程建筑面积桩基工程造价25~30元/平方米，而施工预应力管桩单位面积桩基工程造价约50~60元/平方米。釆用锤击沉管夯扩灌注桩大大降低了工程建安成本。

1.2、静压沉管夯扩灌注桩与其他类型同桩径的灌注桩相比，桩端截面积增加100~250%，其单桩承载力比同桩径沉管灌注提高了60~100%。

2、社会效益

静压沉管夯扩灌注桩与普通沉管灌注桩相比有效地避免了缩颈、断桩、吊脚等灌注桩通病。由于单位建筑面积的桩基成本大为降低，从而节约了能源与其他资源的消耗，从根本上符合建筑节能环保的要求 。

注：施工费用以2009-2010年施工材料价格计算

福州市第七建筑工程有限公司和福建六建集团有限公司的《静压沉管夯扩灌注桩施工工法》应用实例如下：

2009年厦门银鹭集团开发的银鹭山庄组团三、组团四等多层住宅小区工程等多项工程，负责施工的福州市第七建筑工程有限公司、福建六建集团有限公司采用该工法，工程质量满足设计和规范要求以银鹭山庄组团四27号楼为实例。

1、工程概况

厦门银鹭集团开发的银鹭山庄组团四27号楼为11层住宅，由厦门华构结构师事务所设计，为现浇混凝土框架结构，基础釆用锤击沉管夯扩灌注桩，桩身直径为400毫米，桩端持力层为强风化泥质细砂岩，极限桩端承载力标准值为4000千帕。

2、施工情况

银鹭山庄组团四27号楼2009年10月开工至12月桩基施工完毕，施工桩长6~12米，共353根。施工结束按规定进行了静载试验和动测，其中静载试验桩3根，其桩端竖向极限承载力及桩身质量均满足设计要求，一次通过验收。工程结算造价223783元，单位面积桩基工程造价27.6元/平方米。

3、工程评价

工程竣工后，银鹭山庄组团三、组团四锤击沉管夯扩灌注桩动测检验一次合格率为100%；桩端竖向极限承载力满足设计要求，相比预应力管桩施工的单位工程每平方米建筑面积工程造价大为降低，具有好的经济性。一般说来，由于锤击桩施工噪声大，对市区内的施工环境有一定的限制。但是由于其造价低、工期短、质量可靠，因而在市区周边的工程，特别是福建省日益铺开的保障房建设中得到推广 。

注：施工费用以2009-2010年施工材料价格计算

2011年9月30日，中华人民共和国住房和城乡建设部审定《2009-2010年度国家二级工法名单（升级版）》，以建质[2011]154号文件公布，《静压沉管夯扩灌注桩施工工法》被评定为中国国家二级工法 。2100433B

沉管夯扩灌注桩，简称夯扩桩。它是利用打桩锤将内外桩管同步沉入土层中，通过锤击内桩管夯扩端部混凝土，使桩端形成扩大头，再灌注桩身混凝土，拔外桩管时，用内桩管和桩锤压顶在管内混凝土面上，使桩身密实成行。夯扩桩桩身直径一般为400～600mm，扩大头直径在500～900mm，桩长不宜超过20M。适用于中低压缩性粘土、粉土、砂土、碎石土、强风化岩等。2100433B

夯扩灌注桩是在锤击沉管灌注桩的机械设备与施工方法的基础上加以改进，增加一根内夯管，按照一定的施工工艺，采用夯扩的方式将桩端现浇混凝土扩大成大头形的一种桩型。

通过扩大桩端截面积和挤密地基土，使桩端土的承载力有较大幅度的提高，同时桩身混凝土在柴油锤和内夯管的压力作用下成型，避免了“缩颈”现象，使桩身质量得以保证。 2100433B

无桩靴夯扩灌注桩需用双管施工，除采用一般沉管灌注桩用的外管外，另增加1根与外管等长的配套内夯管(心轴)，其外径小于外管的内径。内夯管上端固定在柴油锤下部，下端用钢板封底。为止淤封底还需设一与外管同径高约13cm的加颈圈。打桩机采用普通的沉管灌注桩施工设备，如《施工工序图》所示。无桩靴夯扩灌注桩成桩的关键为其下端干混凝土止淤封底是否可靠。在外夯管上端放加颈圈的目的，就是要加长外管，从而在外管底部形成一个13cm的空腔，填充与桩身同标号的干混凝土，作为“软桩靴”。在锤击沉管过程中，下端干混凝土在高压下逐渐吸入微量地下水，形成极致密的混凝土隔水层，止淤封底。粉砂土层的止淤试验证明，沉管到位后，抽出内夯管15min，外管内无积水和回泥。而从沉管到位至取出内夯管只需2min，有充分的时间灌入混凝土夯扩成型，干混凝土止淤封底效果较好。