混凝土灌注桩和钢管灌注桩有什么区别

需要做加大承台处理，单桩承台（1-3个预制桩的承台）桩位偏差超过100m需要设计出具方案、一般来讲是加大承台；群桩承台（4个预制桩及以上）桩位偏差超过1/2桩直径需要设计出具方案、一般来讲是加大承台。

预制桩，是在工厂或施工现场制成的各种材料、各种形式的桩（如木桩、混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢桩等），用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中。中国建筑施工领域采用较多的预制桩主要是混凝土预制桩和钢桩两大类。

预制桩主要有混凝土预制桩和钢桩两大类。混凝土预制桩能承受较大的荷载、坚固耐久、施工速度快，是广泛应用的桩型之一，但其施工对周围环境影响较大，常用的有混凝土实心方桩和预应力混凝土空心管桩。钢桩主要是钢管桩和H型钢桩两种。

钢筋混凝土实心桩，断面一般呈方形。桩身截面一般沿桩长不变。实心方桩截面尺寸一般为200×200mm~600×600mm。钢筋混凝土实心桩桩身长度：限于桩架高度，现场预制桩的长度一般在25~30m以内。限于运输条件，工厂预制桩，桩长一般不超过12m，否则应分节预制，然后在打桩过程中予以接长。接头不宜超过3个。钢筋混凝土实心桩的优点：长度和截面可在一定范围内根据现场实际需要选择，由于在地面上预制，制作质量容易保证，承载能力高，耐久性好。因此，工程上应用较广。材料要求：钢筋混凝土实心桩所用混凝土的强度等级不宜低于C30（30N/mm2）。采用静压法沉桩时，可适当降低，但不宜低于C20，预应力混凝土桩的混凝土的强度等级不宜低于C40，主筋根据桩断面大小及吊装验算确定，一般为4~8根，直径12~25mm；不宜小于Φ14，箍筋直径为6~8mm，间距不大于200mm，打入桩桩顶2~3d长度范围内箍筋应加密，并设置钢筋网片。预制桩纵向钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于30mm。桩尖处可将主筋合拢焊在桩尖辅助钢筋上，在密实砂和碎石类土中，可在桩尖处包以钢板桩靴，加强桩尖。

沉管灌注桩是目前采用最为广泛的一种灌注桩。它是采用锤击或振动的方法，将带有预制钢筋混凝土桩尖(也称桩靴)或钢活瓣桩尖的钢管沉入土中成孔，然后放入钢筋笼，灌注混凝土，最后再拔出钢管，即形成混凝土灌注桩。

1.施工设备

锤击沉管灌注桩是用锤击打桩机，将带活瓣桩尖或设置钢筋混凝土预制桩尖(靴)的钢管锤击沉入土中，然后边灌注混凝土边用卷扬机拔桩管成桩。主要设备为锤击打桩机，如落锤、柴油锤、蒸气锤等，由桩架、桩锤、卷扬机、桩管等组成(图3-19)。

图3-19 锤击沉管灌注桩桩机

图3-20 振动沉管灌注桩桩机

振动沉管灌注桩是用振动沉桩机将带有活瓣式桩尖或钢筋混凝土预制桩靴的桩管，利用振动锤产生的垂直定向振动和桩管自重及卷扬机通过钢丝绳施加的拉力，对桩管进行加压，使桩管沉入土中，然后边向桩管内灌注混凝土，边振动拔出桩管，使混凝土留在土中而成桩。主要施工设备有振动锤、桩架、卷扬机、加压装置、桩管、桩尖或钢筋混凝土预制桩靴等(图3-20)。

2.施工工艺

(1)锤击沉管灌注桩的成桩过程

桩机就位→沉管→上料→拔管。锤击沉管灌注桩施工时，先将桩机就位，吊起桩管，对准预先埋好的预制钢筋混凝土桩尖，放置麻绳垫于桩管与桩尖连接处，然后慢慢放入桩管，套入桩尖，压入土中或将带有活瓣桩尖的套管对准桩位。在桩管上扣上桩帽，检查桩管、桩锤、桩架是否在同一垂线上(偏差≤0.5%)，无误后，即可用锤打击桩管。当桩管沉到设计要求深度后，停止锤击。检查套管内无泥浆或水时，即可灌注混凝土。之后，开始拔管，拔管的速度应均匀，第一次拔管高度不宜过高，应控制在能容纳第二次需要灌入的混凝土数量为限，以后始终保持管内混凝土量高于地面。当混凝土灌至钢筋笼底标高时，放入钢筋骨架，继续灌注混凝土及拔管，直到全管拔完为止。上述工艺称单打灌注桩施工。

为扩大桩截面提高设计承载力，常采用复打法成桩。施工方法是:第一次灌注桩施工完毕，拔出桩管后，立即在原桩位再埋入混凝土桩尖，将桩管外壁上的污泥清除后套入桩尖，再进行第二次沉管或将带有活瓣桩尖的套管拔出二次沉管，使未凝固的混凝土向四周挤压扩大桩径，然后灌注第二次混凝土。拔管方法与初打时相同。施工时注意:复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前进行，且前后两次沉管的轴线应重合。

(2)振动沉管灌注桩的成桩过程

桩机就位→沉管→上料→拔管。施工时，先将混凝土桩尖埋设好，桩机就位后将桩管对准桩位中心吊起套入桩尖或将带有活瓣桩尖的套管对准桩位。垂直度检查之后(偏差≤0.5%)，把混凝土桩尖压入土中。然后，开动振动锤，将桩管沉入土中。沉管时，为了适应不同土质条件，常用加压方法来调整土的自振频率。桩管沉到设计标高后，停止振动，进行混凝土灌注，混凝土一般应灌满桩管或略高于地面，然后再开动激振器，卷扬机拔出钢管，边振边拔，使桩身混凝土得到振动密实。

振动沉管灌注桩可根据土质情况和荷载要求，可采用单打法、反插法、复打法施工。

1)单打法，即一次拔管。拔管时，先振动5～10s，再开始拔桩管，应边振边拔，每提升0.5m停拔，振5～10s后再拔管0.5m，再振5～10s，反复进行直至地面。

2)反插法。先振动再拔管，每提升0.5～1.0m，再把桩管下沉0.3～0.5m(且不宜大于活瓣桩尖长度的2/3)，在拔管过程中分段添加混凝土，使管内混凝土面始终不低于地表面，或高于地下水位1.0～1.5m以上，反复进行直至地面，并严格控制拔管速度不得大于0.5m/min。在桩尖的1.5m范围内，宜多次反插以扩大端部截面，从而可提高桩的承载力，宜用于饱和软土层。

3)复打法。同锤击沉管灌注桩相同。

(3)质量技术标准

1)原材料、混凝土强度必须符合规范和设计要求，混凝土的实际浇筑量严禁小于计算体积。充盈系数不得小于1.0小于1.0时必须采取全长复打。

2)浇完混凝土后的桩顶标高及浮浆处理，必须符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》要求。

3)桩孔深度和贯入度必须符合设计要求。

4)桩位允许偏差见表3-2。

5)钢筋笼质量检验标准见表3-4。

6)混凝土的配制要求见第七节。

7)拔管速度、拔管高度要严格控制在规范规定以内。

8)必须作好施工记录并准确测量最后贯入度和落锤高度。倒打拔管的锤击次数应符合规范要求，在管底未拔至桩顶设计标高之前，倒打和轮击不得中断。

(4)安全技术

1)检查桩尖埋设位置是否与设计桩位相符合，钢管套入桩尖后应保持两者轴线一致。

2)钢管施加的锤击(或振动)力应一致，让施加力落于钢管中心，严禁打偏锤。

3)成孔过程中，要随时注意桩管沉入情况，控制好钢丝绳的长度。向上拔管时，要垂直向上边振动边拔遇到卡管时，不要强行蛮拉。

4)采用二次复打方式时，应清除钢管外的泥砂，前后两次沉管的轴线应重合。

5)在打沉管时，空口和桩架附近不得有人站立或停留。

6)停止作业时，应将桩管底部放到地面垫木上，不得悬吊在桩架上。

7)在桩管打到预定深度后，应将桩锤提到4m以上锁住后，才可检查桩管，灌注混凝土。

8)用振动沉管法成孔时，开机前操作人员必须发出信号，振动锤下严禁站人，用收紧钢丝绳加压时，应随桩管沉入时调整钢丝绳，防止抬起机架。

9)操作前，必须检查各部螺栓、螺母及销的连接有无松动，电气设备是否完好，启动电源检查电动机转向是否正确。

10)悬挂振锤的起重机，其吊钩上必须有防松脱的保护装置，振动桩锤悬挂钢架的耳环上应加装保险钢丝绳。

11)启动振动桩锤应监视启动电流和电压，一次启动时间不应超过10s。当启动困难时，应查明原因，排除故障后，方可继续启动。启动后，应待电流降到正常值时，方可转到运转位置。

12)振动锤启动运转后，应待振幅达到规定值时，方可作业。

13)沉桩前，应以桩的前端定位，调整轨道与桩的垂直度，不应使其倾斜。

14)作业中，应保持振动桩锤减振装置各摩擦部位具有良好的润滑。

15)作业后，应将振动桩锤沿导杆放至低处，并用木块垫实，带桩管的振动桩锤可将桩管插入地下一半，切断操纵箱上的总开关外，尚应切断配电箱上的开关，并应采用防水布将操纵箱遮盖好。

(5)成品保护措施

1)钢筋笼在制作、运输、安装过程中，采用措施防止变形弯曲。吊入桩孔时，要有保护垫块。

2)采取有效措施保护桩尖位置准确。

3)桩顶混凝土强度在未达到5MPa时，不得碾压，以防桩顶混凝土损坏。

4)在安装打桩机，运输钢筋以及浇筑混凝土时，必须保护好现场的轴线定位桩、高程控制桩，防止移位及损坏。桩顶外留的主筋或插筋要妥善保护，不得任意弯折或压断。

(6)应注意的质量问题

1)确保桩身混凝土的浇筑质量。施工时，应根据土质情况选择单打法、复打法或反插法，严格按工艺标准进行操作。尤其在软弱土层或淤泥土质中施工，必须严格控制拔管速度，防止出现桩身缩颈和断桩事故，使桩管内始终保持不少于2m高或高出自然地面0.2m以上的混凝土。

2)正确选择打桩顺序。合理的打桩顺序对桩身混凝土至关重要。当桩的中心距小于4倍桩的直径时，应采取跳打、隔孔成桩。

3)桩身混凝土强度不足，达不到设计要求，要严格把好混凝土原材料的质量关、配合比关、塌落度必须控制在8～10cm。

4)对有可能出现缩颈桩时，应采用局部复打法。

5)防止出现套管内的混凝土产生拒落现象，因此，要严格检查预制桩尖的强度是否合格，不合格的预制桩尖一律不准使用，防止桩尖压入桩管内。当套管打至设计要求后，要及时检查，及时处理。

3.沉管灌注桩质量控制

1)沉管全过程必须有专职记录员作好施工记录每根桩的施工记录均应包括每米的锤击数和最后一米的锤击数必须准确测量最后三振，每振十锤的贯入度及落锤高度。

2)沉管至设计标高后，应立即灌注混凝土，尽量减少间隔时间灌注混凝土之前，必须检查桩管内有无桩尖或进泥、进水。当桩身配钢筋笼时，第一次混凝土应先灌至笼底标高，然后放置钢筋笼，再灌混凝土至桩顶标高。第一次拔管高度应控制在能容纳第二次所需灌入的混凝土量为限，不宜拔得过高。

3)拔管速度要均匀，对一般土层以1m/min为宜，在软弱土层和坚硬土层交界处宜控制在0.3～0.8m/min。

4)混凝土的充盈系数不得小于1.0对于混凝土充盈系数小于1.0的桩，宜全长复打，对可能有断桩和缩颈桩，应采用局部复打。成桩后的桩身混凝土顶面标高应不低于设计标高500mm。全长复打桩的入土深度宜接近原桩长，局部复打应超过断桩或缩颈区1m以上。

灌注桩施工技术

灌注桩：直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔，在孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。

与预制桩相比，灌注桩具有不受地层变化限制，不需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪声小等特点。

灌注桩按成孔方法分为泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等。

    1.人工挖孔灌注桩施工技术 

    大直径灌注桩是采用人工挖掘方法成孔，放置钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩基础，也称墩基础。它由承台、桩身和扩大头组成(图2－31)，穿过深厚的软弱土层而直接坐落在坚硬的岩石层上。

    优点是桩身直径大，承载能力高；施工时可在孔内直接检查成孔质量，观察地质土质变化情况；桩孔深度由地基土层实际情况控制，桩底清孔除渣彻底、干净，易保证混凝土浇筑质量。

图2－31  混凝土护圈挖孔桩

1)施工工艺

   人工挖孔桩的护壁常采用现浇混凝土护壁，也可采用钢护筒或采用沉井护壁等。采用现浇混凝土护壁时的施工工艺过程如下：

①测定桩位、放线。

   ②开挖土方。采用分段开挖，每段高度取决于土壁的直立能力，一般为0．5～1．0

m，开挖直径为设计桩径加上两倍护壁厚度。挖土顺序是自上而下、先中间、后孔边。

   ③支撑护壁模板。模板高度取决于开挖土方每段的高度，一般为1

m，由4—8块活动模板组合而成。护壁厚度不宜小于100mm，一般取D/10   +  5cm(D为桩径)，且第一段井圈的护壁厚度应比以下各段增加100～150

mm，上下节护壁可用长为1 m左右Φ6一Φ8的钢筋进行拉结。

④在模板顶放置操作平台。平台可用角钢和钢板制成半圆形，两个合起来即为一个整圆，用来临时放置混凝土和浇筑混凝土用。

⑤浇筑护壁混凝土。护壁混凝土的强度等级不得低于桩身混凝土强度等级，应注意浇捣密

实。根据土层渗水情况，可考虑使用速凝剂。不得在桩孔水淹没模板的情况下浇护壁混凝土。每节护壁均应在当日连续施工完毕。上下节护壁搭接长度不小于50mm。

⑥拆除模板继续下一段的施工。一般在浇筑混凝土24

h之后便可拆模。若发现护壁有蜂窝、孔洞、漏水现象时，应及时补强、堵塞，防止孔外水通过护壁流人桩孔内。当护壁符合质量要求后，便可开挖下一段的土方，再支模浇筑护壁混凝土，如此循环，直至挖到设计要求的深度并按

设计进行扩底。

   ⑦安放钢筋笼、浇筑混凝土。孔底有积水时应先排除积水再浇混凝土，当混凝土浇至钢筋

的底面设计标高时再安放钢筋笼，继续浇筑桩身混凝土。

   2)施工注意事项

   ①桩孔开挖，当桩净距小于2倍桩径且小于2．5

m时，应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小 施工净距不得小于4．5 m，孔深不宜大于40m。

②每段挖土后必须吊线检查中心线位置是否正确，桩孔中心线平面位置偏差不宜超过50  mm，桩的垂直度偏差不得超过1％，桩径不得小于设计直径。

③防止土壁坍塌及流砂。挖土如遇到松散或流砂土层时，可减少每段开挖深度(取0．3—  0．5

m)或采用钢护筒、预制混凝土沉井等作护壁，待穿过此土层后再按一般方法施工。流砂现 象严重时，应采用井点降水处理。

④浇筑桩身混凝土时，应注意清孔及防止积水，桩身棍凝土应一次连续浇筑完毕，不留施工

缝。为防止混凝土离析，宜采用串筒来浇筑混凝土，如果地下水穿过护壁流入量较大无法抽干 时，则应采用导管法浇筑水下混凝土。

⑤必须制定好安全措施。

   a.施工人员进入孔内必须戴安全帽，孔内有人作业时，孔上必须有人监督防护。

b.孔内必须设置应急软爬梯供人员上下井；使用的电动葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自

动卡紧保险装置；不得用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸缘上下；电动葫芦使用前必须检验其安全起吊能力。

c.每日开工前必须检测井下的有毒有害气体，并有足够的安全防护措施。桩孔开挖深度 超过10m时，应有专门向井下送风的设备，风量不宜少于25 L／s。

d.护壁应高出地面200～300 mm，以防杂物滚入孔内；孔周围要设0．8m高的护栏。

e.孔内照明要用12V以下的安全灯或安全矿灯。使用的电器必须有严格的接地、接零和 漏电保护器(如潜水泵等)。

2.钻孔灌注桩施工技术

1）干作业钻孔灌注桩

（1）.干作业钻孔灌注桩施工过程如图2－17所示。

（2）.干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔。螺旋钻头外径分别为Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm，钻孔深度相应为12m、10m、8m。适用于成孔深度内没有地下水的一般粘土层、砂土及人工填土地基，不适于有地下水的土层和淤泥质土。

（3）.钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时先慢后快，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移。

（4）.钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。清孔的目的是将孔内的浮土、虚土取出，减少桩的沉降。方法是钻机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻卸土。

（5）.钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层均应符合设计规定，绑扎牢固，防止变形。用导向钢筋送入孔内，同时防止泥土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后，应立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注时，应分层浇筑、分层捣实，每层厚度50～60cm。

图2－17  螺旋钻机钻孔灌注桩施工过程示意图

(a)钻机进行钻孔；(b)放入钢筋骨架；(c)浇筑混凝土

2）、泥浆护壁成孔灌注桩

泥浆护壁成孔是利用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方法。它通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层。

成孔机械有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。

泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程：测定桩位、埋设护筒、桩机就位、制备泥浆、机械(潜水钻机、冲击钻机等)成孔、泥浆循环出渣、清孔、安放钢筋骨架、浇筑水下混凝土

（1）.埋设护筒和制备泥浆

①钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。钻孔灌注桩-护筒埋设见图2－18。护筒高2m左右，上部设1～2个溢浆孔，是用厚4～8mm钢板制成的圆筒，其内径应大于钻头直径200mm。护筒的作用是固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。

②在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为1.1～1.5的泥浆，使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实，避免孔内漏水，保持护筒内水压稳定；泥浆相对密度大，加大了孔内的水压力，可以稳固孔壁，防止塌孔；通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂、排土的作用。

图2－18  钻孔灌注桩-护筒埋设

   （2）.成孔

1)潜水钻机成孔

   ①潜水钻机成孔示意图

潜水钻机成孔示意图如图2－20所示。

图2－20  潜水钻机钻孔示意图

1－钻头；2－潜水钻机；3－电缆；4－护筒；5－水管；

6－滚轮（支点）；7－钻杆；8－电缆盘；9－5KN卷扬机；

10－10KN卷扬机；11－电流电压表；12－启动开关

   ②工作方式

潜水钻机是一种旋转式钻孔机，其防水电机变速机构和钻头密封在一起，由桩架及钻杆定位后可潜入水、泥浆中钻孔。注入泥浆后通过正循环或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外。

   ③排渣方式

   潜水钻机成孔排渣有正循环排渣和反循环排渣两种方式，如图2－21所示。

a.正循环排渣法:在钻孔过程中，旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后，利用泥浆泵压送高压泥浆，经钻机中心管、分叉管送入到钻头底部强力喷出，与切削成浆状的碎泥渣混合，携带泥土沿孔壁向上运动，从护筒的溢流孔排出。

   b.反循环排渣法:砂石泵随主机一起潜入孔内，直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外。

a）正循环排渣；（b）反循环排渣

1－钻杆；2－送水管；3－主机；4－钻头；5－沉淀池；

6－潜水泥浆泵；7－泥浆泵；8－砂石泵；9－抽渣管；10－排渣胶管

   (2)冲击钻成孔

①冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)提高到一定高度，靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔(图2－22)

②冲击钻头形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形冲击钻头(图2－23)。

   ③冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。

图2－22  简易冲击钻孔机示意图

1－副滑轮；2－主滑轮；3－主杆；4－前拉索；5－后拉索；

6－斜撑；7－双滚筒卷扬机；8－导向轮；9－垫木；10－钢管；

11－供浆管；12－溢流口；13－泥浆渡槽；14－护筒回填土；15－钻头

图2－23  十字形冲头示意图

④冲击钻机就位后，校正冲锤中心对准护筒中心，在冲程0.4～0.8m范围内应低提密冲，并及时加入石块与泥浆护壁，直至护筒下沉3～4m以后，冲程可以提高到1.5～2.0m，转入正常冲击，随时测定并控制泥浆相对密度。

⑤施工中，应经常检查钢丝绳损坏情况，卡机松紧程度和转向装置是否灵活，以免掉钻。

(3)冲抓锥成孔

①冲抓锥(图2－24)锥头上有一重铁块和活动抓片，通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度，下落时松开卷筒刹车，抓片张开，锥头便自由下落冲入土中，然后开动卷扬机提升锥头，这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣，依次循环成孔。

②冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。

   ③适用于松软土层(砂土、粘土)中冲孔，但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。

图2－24  冲抓锥头

(a)抓土；(b)提土

1－抓片；2－连杆；3－压重；4－滑轮组

钻孔灌注桩-钻进施工见图2－19。 

图2－19  钻孔灌注桩-钻进施工

（3）.清孔

(1)验孔是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。

(2)泥浆护壁成孔清孔时，对于土质较好不易坍塌的桩孔，可用空气吸泥机清孔，气压为0.5MPa，使管内形成强大高压气流向上涌，同时不断地补足清水，被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止。

   (3)对于稳定性较差的孔壁应采用泥浆循环法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥浆相对密度应控制在1.15～1.25。

（4）.浇筑水下混凝土

(1)泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的，故称为浇筑水下混凝土。

(2)水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。

   (3)水下混凝土浇筑常用导管法(图2－25 )。

(4)浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪断悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。钻孔灌注桩-混凝土浇筑见图2－26。

图2－25  水下浇筑混凝土

1－上料斗；2－贮料斗；3－滑道；4－卷扬机；

5－漏斗；6－导管；7－护筒；8－隔水栓

3.沉管成孔灌注桩施工技术

（1）.打桩方法

沉管灌注桩是利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土的桩尖(或钢板靴)或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中(钢管直径应与桩的设计尺寸一致)，造成桩孔，然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔出套管，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。沉管灌注桩桩靴见图2－27。

图2－27  沉管灌注桩桩靴

（2）桩的分类

利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩，称为锤击沉管灌注桩(图2－28)；利用振动器振动沉管、拔管成桩，称为振动沉管灌注桩(图2－29)。

①锤击沉管灌注桩

   锤击沉管灌注桩机械设备示意图见图2－28。

图2－28  锤击沉管灌注桩机械设备示意图

1－桩锤钢丝绳；2－桩管滑轮组；3－吊斗钢丝绳；4－桩锤；5－桩帽；

6－混凝土漏斗；7－桩管；8－桩架；9－混凝土吊斗；10－回绳；

11－行驶用钢管；12－预制桩尖；13－卷扬机；14－枕木

②振动沉管灌注桩

   振动沉管灌注桩桩机示意图见图2－29。

图2－29  振动沉管灌注桩桩机示意图

1－导向滑轮；2－滑轮组；3－激振器；4－混凝土漏斗；5－桩管；

6－加压钢丝绳；7－桩架；8－混凝土吊斗；9－回绳；10－活瓣桩尖；

11－缆风绳；12－卷扬机；13－行驶用钢管；14－枕木

（3）成孔顺序

在沉管灌注桩施工过程中，对土体有挤密作用和振动影响， 施工中应结合现场施工条件，考虑成孔的顺序。

间隔一个或两个桩位成孔；

   在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔；

   一个承台下桩数在5根以上者，中间的桩先成孔，外围的桩后成孔。

（4）施工工艺

为了提高桩的质量和承载能力，沉管灌注桩常采用单打法、复打法、翻插法等施工工艺。

单打法(又称一次拔管法)：拔管时，每提升0.5～1.0m，振动5～10s，然后再拔管0.5～1.0m，这样反复进行，直至全部拔出。

复打法：在同一桩孔内连续进行两次单打，或根据需要进行局部复打。施工时，应保证前后两次沉管轴线重合，并在混凝土初凝之前进行。

翻插法：钢管每提升0.5m，再下插0.3m，这样反复进行，直至拔出。

1)锤击沉管灌注桩

①锤击沉管灌注桩施工过程

   锤击沉管灌注桩适宜于一般粘性土、淤泥质土和人工填土地基，其施工过程见图2－30所示。

图2－30  沉管灌注桩施工过程

(a)就位；(b)沉钢管；(c)开始灌注混凝土；

(d)下钢筋骨架继续浇筑混凝土；(e)拔管成型

1－桩尖；2－钢管；3－钢筋

②锤击沉管灌注桩施工要点

   ①桩尖与桩管接口处应垫麻(或草绳)垫圈，以防地下水渗入管内和作缓冲层。沉管时先用低锤锤击，观察无偏移后，才正常施打。

   ②拔管前，应先锤击或振动套管，在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。

③桩管内混凝土尽量填满，拔管时要均匀，保持连续密锤轻击，并控制拔管速度，一般土层以不大于1m/min为宜，软弱土层与软硬交界处，应控制在0.8m/min以内为宜。

   ④在管底未拔到桩顶设计标高前，倒打或轻击不得中断，注意使管内的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出为止。

⑤桩的中心距在5倍桩管外径以内或小于2m时，均应跳打施工；中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%以后，方可施打。

(2)振动沉管灌注桩

   1)振动沉管灌注桩采用激振器或振动冲击沉管。

   2)其施工过程为：

   ①桩机就位

②沉管

   ③上料

   ④拔管

   (3)沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法

   1)颈缩

①颈缩：指桩身的局部直径小于设计要求的现象。

②当在淤泥和软土层沉管时，由于受挤压的土壁产生空隙水压，拔管后便挤向新灌注的混凝土，桩局部范围受挤压形成颈缩。  

③当拔管过快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差时，周围淤泥质土趁机填充过来，也会形成颈缩。

④处理方法：拔管时应保持管内混凝土面高于地面，使之具有足够的扩散压力，混凝土坍落度应控制在50～70mm。拔管时应采用复打法，并严格控制拔管的速度。

   2)断桩

   ①断桩：指桩身局部分离或断裂，更为严重的是一段桩没有混凝土。

②原因：桩距离太近，相邻桩施工时混凝土还未具备足够的强度，已形成的桩受挤压而断裂。

③处理方法：施工时，控制中心距离不小于4倍桩径；确定打桩顺序和行车路线，减少对新灌注混凝土桩的影响。采用跳打法或等已成型的桩混凝土达到60%设计强度后，再进行下根桩的施工。

   3)吊脚桩

   ①吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或松软，没有落实到孔底地基土层上的现象。

②原因：当地下水压力大时，或预制桩尖被打坏，或桩靴活瓣缝隙大时，水及泥浆进入套筒钢管内，或由于桩尖活瓣受土压力，拔管至一定高度才张开，使得混凝土下落，造成桩脚不密实，形成松软层。

③处理方法：为防止活瓣不张开，开始拔管时，可采用密张慢拔的方法，对桩脚底部进行局部翻插几次，然后再正常拔管。桩靴与套管接口处使用性能较好的垫衬材料，防止地下水及泥浆的渗入。

   4)混凝土灌注过量

如果灌桩时混凝土用量比正常情况下大1倍以上，这可能是由于孔底有洞穴，或者在饱和淤泥中施工时，土体受到扰动，强度大大降低，在混凝土侧压力作用下，桩身扩大而混凝土用量增大所造成的。因此，施工前应详细了解现场地质情况，对于在饱和淤泥软土中采用沉管灌注桩时，应先打试桩。若发现混凝土用量过大时，应与设计单位联系，改用其他桩型。