摘要：在软土地基条件下，选用沉管灌注桩桩型处理地基，可以提高地基承载力，施工中只要选择好施工工艺，采用沉管灌注桩设计安案，施工是可行的，相对比较经济合理，施工速度较快，能满足桩基数量大的要求。
关健词：沉管灌注桩软土地基 钢筋混凝土
1 工程概况
本公司承接的某污水处理厂地面积28.53万平方米，该工程基础采用钢筋混凝土沉管灌注桩，桩径377，桩长11m~24m不等，桩间距2~3m不等，一期工程灌注桩总数为10897根桩，二期工程灌注桩总数为7282根桩，现已全部施工完成，有效地解决了复杂地质条件下地基的承载及抗拨的工需要。本工程地质水文条件复杂多变，一般不宜采用沉管灌注桩施工，然而施工过程中，根据具体情况，采取了相应措施，并合理组织流水作业，在确保工程质量和工期的条件下，完成了施工任务。
2 工程水文地质条件及施工重点分析
2.1工程地质条件
根据工程勘察地质报告，本工程地质自上而下是一个软一硬变化的土层，具体土层分布情况及工程地质特征见表1：
由表1土层分布情况知，本工程地基土层分布复杂、不均匀，总体呈现软弱状态，且有的软弱土层为厚度较大、对工程条件灵敏度较高的淤泥和流塑状粉质粘土等。因此，桩基施工时应制订质量保证措施，并经试桩成功后方可实施。
2.2 桩基施工重点分析
本工程桩基设计按摩擦村考虑，所以沉管灌注桩的施工应以桩长控制为主，贯入控制为辅。并针对上述软弱土质条件，施工时要重点防止桩身断裂、夹泥（砂）和桩身缩径等，以及防止在沉桩时地下水进入桩管，在成桩过程要根据不同土层条件，严格控制振动时间、拨管速度和混凝土搅拌质量，以确保沉管灌注桩在软土地基条件下施工的工程质量。
3 钢筋混凝土沉管灌注桩施工
3.1 工作量及施工布置
本工程一期共施工钢筋混凝土沉管灌注桩10897根。具体各工程单体部位为：辐流池2座，打桩1300根；二沉池8座，打桩3184根；生化池2座，打桩4794根；接触池打桩648根。二期共施工钢筋混凝土沉管灌注桩7282根，主要包括4座二沉池，2座生化池，接触池及排放泵房等。一、二期共施工沉管灌注桩达18179根。
由于本工程桩基数量大，且工期紧，考虑软弱土层桩施工的特点和工程外形、大小的不同，合理组织流水施工是关健。并根据作业面的大小不同和圆形池施工桩基的特点，对大型生化池（110×100.9m）一次投入8台桩机，在对称线两侧各安排4台；对辐流池、二沉池（48~52m直径）的圆形池，打桩必须先从池子中心开始，所以先安排1台桩机从中心部位逐圈向外施工，等有足够的作业面时，再进入1台桩机，2台桩机各从相反方向，由内向外逐圈打桩规划。桩机的投入按上述原则，先施工单体桩数量多的项目，后施工单体桩数量少的项目，由于采取了上述施工原则和流水施工的程序，从而确保了工期要求。
3.2 振动沉管灌注桩施工
沉管灌注桩属隐蔽工程施工，针对软弱土层的具体条件和沉管灌注桩施工特点，施工前进行了试桩，取得经验后，才正式桩基施工。施工过程中重点抓好桩位测定、桩尖埋设、桩机就位、振动沉管、钢筋笼制作与安放、混凝土搅拌及振动拨管等工序的施工及相应的技术措施。
（1）桩位测定。根据甲方提供的施工测量控制网GPS1~GPS2，先测设轴线控制网，在不受打桩振动影响和土体变形影响的地方设置轴线控制点（打入木桩为控制并妥善保护，每2天作一次系统检查）然后按桩位平面图进行桩位放样和地面标高测定，打入桩位标记。
（2）桩尖埋设。按已验收合格的桩位标记埋设预制桩尖（参照《钻孔灌注桩、沉管灌注桩图集》规定的尺寸要求，确认桩尖的位置对准桩位中心，数量无误，桩尖四周用粘土填实，保持平整、稳固，埋设好的桩尖要妥善保管，严禁移位。桩尖埋设应由质检员、测量员会同甲方、监理验收合格后桩机方可就位。
（3）桩机就位。桩管在竖立之前，由施工员、质检员与甲方、监理检验桩管外径、有效桩管长度，确保有效桩管长度符合设计入土深度和桩长要求。桩机就位后，要检查桩机水平度，桩管要垂直并对准桩尖，确保桩位准确，控制桩管垂直度误差符合规范要法度，且不大于1%。
（4）振动沉管。振动沉管前，机（班）长再次检查桩机就位是否准确，是否平整稳固，并测量下料口到沉管底的长度，作为控制桩长的依据。在振动沉管时，先垂直轻轻套牢桩尖（在桩尖与桩管接触处缠绕稻草绳），二者的轴线应一致，然后放松卷扬机钢丝绳，利用桩锤和桩管的自重，把桩尖压入土中，不得偏斜，振动沉管过程中可用收紧钢丝绳加压以提高沉管效率，用收紧钢丝绳加压时，应随桩管沉入深度时调整离合器，防止抬起桩架发生事故。
振动沉管过程中，应始终保持桩管垂直下沉，发现偏斜时应立即调平桩机，桩管不垂直不得继续沉管。机（班）长应密切注意观察机械的工作状态和贯入速度，电压电流情况，记录员应及时、认真的填写施工记录。当地下水位较高时，为防止地下水进入桩管，在沉管入土一定深度时，应灌入封底混凝土约0.2m。
（5）采用专业厂家生产的商品混凝土，严格按规范要求配制混凝土配合比，达到设计强度要求。
每天每台机做一组混凝土试块，标明制做日期和代表桩号，养护28天后送实验室检测抗压强度。
（6）间隔沉桩和边振动边沉管边连续灌注混凝土成桩。为防止相邻桩机施工时，相互挤压出现桩身断裂，施工桩采取跳桩间隔打桩。打桩时采边振动、边沉管、边浇筑混凝土的施工方法。
沉管入土深度检查合格后应立即灌注混凝土；在桩管灌满混凝土后，先振动5~10s后再开始拨管，边振边拨，每拨0.5~1.0m，停拨振动5~10S。如此反复直至桩管内混凝土最终灌满并振实后，再全部拨出桩管，从而有效保证了桩基混凝土质量。
振动拨管是灌注桩最关健的一道工序，拨管提升速度对桩身混凝土的密实度有决定性的影响，操作时应密切注意，严格控制拨管速度。一般土层拨管提升速度不宜大于1m/min，软弱土层中拨管提升速度应控制在0.6~0.8rrm/min，软硬土层交界处拨管提升速度还要相应降低；在振动拨管过程中，要检查管内混凝土下降情况，并及时用吊斗通过灌注漏斗向桩管内补灌混凝土。
为防止桩顶标高不足，灌到桩顶处必须用木杆探实混凝土面高度，为了保证桩顶混凝土密实度和强度，桩身混凝土灌注标高应高出设计标高500mm，经检查确认后，方可停灌。在拨管至设计桩顶标高上0.5m左右处，必须停拨留振15s以上。
桩身混凝土必须连续灌注，其充盈系数一般土质为1.1，软土要求不小于1.2。当达不到1.2时，应检查原因重新复打；如充盈系数小于1.0时，应全长复打，直至充盈系数大于1.2为止（即施工中实际使用混凝土量与理论使用混凝土量之比大于1.2）。
（7）钢筋笼制作与安放。根据设计图纸要求，制作钢筋笼，检查钢筋规格、焊条规格、品种是否符要求，焊接方法、焊接长度、爆缝的外观质量，并用钢尺丈量检查主筋、箍筋的制作偏差是否合格。经检查验收合格后方可使用。
钢筋笼安放一定要控制成品的保护，由于钢筋笼较长，安装时人工抬运至机架附近，在桩顶端焊吊筋，由桩机起吊，钢筋笼放入管中要垂直缓慢安放，到达标高后要检查确认达到设计位置后再浇混凝土。
4 施工中遇到的问题及处理
由于地理环境（四面临水）和地质条件影响，施工中曾出现过下列问题：
4.1 管中进水
在1#群生化池施工中，曾发生沉管过程中管中进水，尤其东侧南北方向当沉管沉到21m时管中就进水，先后采取：二次封底、空中加料、复打（二次复打可以部分解决问题，但由于钢筋笼无法下到桩底，影响桩的抗拨力和承载力，从而影响到桩的质量而不能采用）等措施，但处理效果不理想。为此，邀请了有岩土专家赴现场分析讨论原因，认为地下水含量丰富，且水位较高，桩管无法封底所致。为了保证桩的质量达到设计要求，满足抗拨力需要，经设计部门同意，采取加大桩径（将此处377桩变更为426桩），缩短桩长的措施，从而解决了沉管过程中进水的问题。
4.2 桩顶下沉
在细格栅工程桩施工中，发现灌到地面的桩顶，突然出现混凝土下沉并冒浆等情况。经现场观测分析原因，主要是因为桩在施工过程中的振动挤压，使孔隙水压力的骤增，该地层土的产生液化而造成。针对上述问题，经多方研究，并经设计部门同意，改为潜水钻孔灌注桩进行施工，桩径由377改为P600，从而解决了土的液化和桩顶下沉的问题。
4.3 桩长控制
在鼓风机房及变配电间桩基施工时，由于所处位置地质条件较好，打桩过程中，经长时间锤击，仍然不见桩管下沉，桩长仍然未达到设计的要求，后经设计、监理现场检查分析，同意此处沉管灌注桩按贯入度控制进行验收。
5 桩的检测
桩检测一期工程由岩土工程检测有限公司检测，二期工程由建筑工程研究所检测，所有工程桩根据设计要求按20%桩数抽检桩身质量（即低应变检测），并抽检部分桩作受压垂直荷载试验、抗拨荷载试验，和高应变对比检测试验。一期主要构筑物桩基检测情况见表2。
注：A、B类均属合格。
二期工程小应变的测试采用FEI-C5桩基检测仪进行了测试，该仪器采用反射波法进行检测，能准确地反映出所检测的桩身质量是滞合格。大应变的检测采用PDA-PAK型打桩分析仪进行了测试。该仪器为美国研制的高科技仪器，可直接提供桩的完整性、桩的极限承载力等数据。
检测结果表明，施工的工程桩全部达到预期目的，不管是单桩竖向承载还是单桩抗拨承载均满足了设计要求，桩身质量良好，混凝土试块表明桩身混凝土C35强度等级达到设计值，复合地基的强度和承载综合能力能满足设计要求，桩的质量均验收合格。
6 总结
针对本工程软土地基条件，精心组织、合理施工，一、二期共施工沉管灌注桩18179根，通过检测验收，均达到设计要求，经总结有如下几点体会：
（1）在软土地基条件下，沉管灌注桩的施工控制混凝土和易性、密实性、桩顶标高、浮浆厚度、充盈系数等，是控制桩质量的关键。
（2）在软土地基条件下，施工沉管灌注桩，设计采用摩擦桩，施工时应以桩长为主，贯入度为铺。在土质情况良好的条件下，根据具体情况，经设计同意，也可以贯入度控制进行施工和验收。
（3）振动沉管灌注桩的施工，拨管速度的控制对桩身的质量保证起着关键性的作用，一般拨管速度宜控制在1m/mm内，对软弱饱和土层，拨管速度以0.6~0.8m/min为宜。
