沉管灌注桩是目前采用较为广泛的一种灌注桩。依据使用桩锤和成桩工艺不同，可分为锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩、静压沉管灌注桩、振动冲击沉管灌注桩和沉管夯扩灌注桩等。这类灌注桩的施工工艺是：使用锤击式桩锤或振动式桩锤将带有桩尖的钢管沉入土中，造成桩孔，然后放置钢筋笼、灌注混凝土，最后拔出钢管，形成所需的灌注桩。沉管桩对周围环境有噪音、振动、土体挤压等影响。

（一）锤击沉管灌注桩施工

锤击沉管灌注桩的机械设备由桩管、桩锤、桩架、卷扬机滑轮组、行走机构组成。锤击沉管灌注桩适用于一般黏性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基，但不能在密实的砂砾石、漂石层中使用。

沉管灌注桩施工工艺流程：定位埋设混凝土预制桩尖→桩机就位→锤击沉管→灌注混凝土→边拔管、边锤击、边继续灌注混凝土（中间插入吊放钢筋笼）→成桩。

施工时，用桩架吊起钢桩管，对准埋好的预制钢筋混凝土桩尖。桩管与桩尖连接处要垫以麻袋、草绳，以防地下水渗入管内。缓缓放下桩管，套入桩尖压进土中，桩管上端扣上桩帽，检查桩管与桩锤是否在同一垂直线上，桩管垂直度偏差＜0.5%时即可锤击沉管。先用低锤轻击，观察无偏移后再正常施打，直至符合设计要求的沉桩标高，并检查管内有无泥浆或进水，即可灌注混凝土。管内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。凡灌注配有不到孔底的钢筋笼的桩身混凝土时，第一次混凝土应先灌注至笼底标高，然后放置钢筋笼，再灌注混凝土至桩顶标高。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。在拔管过程中应用专用测锤或浮标，检查混凝土面的下降情况。

拔管速度要均匀，对一般土层以1 m/min为宜，在软弱土层及软硬土层交界处宜控制在0.3～0.8 m/min为宜。采用倒打拔管时，桩锤的冲击频率为：单动汽锤不得少于50次/min，自由落锤轻击不得少于40次/min。在管底未拔至桩顶设计标高之前，倒打和轻击不得中断。锤击沉管桩混凝土强度等级不得低于C20，每立方米混凝土的水泥用量不宜少于300　kg。混凝土坍落度在配钢筋时宜为80～100 mm，无钢筋时宜为60～80 mm。碎石粒径在配有钢筋时不大于25 mm，无钢筋时不大于40 mm。预制钢筋混凝土桩尖的强度等级不得低于C30。混凝土充盈系数不得小于1.0，成桩后的桩身混凝土顶面标高应至少高出设计标高500 mm。

锤击沉管成桩宜按桩基施工顺序依次退打。当桩较稀疏时（中心距＞3.5倍桩径或2 m），可采用连打方法；当桩较密集时（中心距≤3.5倍桩径或2 m），为防止土体挤压而产生断桩现象应采用跳跃施打的方法，中间空出的桩应待邻桩混凝土强度达到设计强度等级的50%以上方可施打。

为了扩大桩径，提高承载力或补救缺陷，可采用复打法。复打法是在第一次单打将混凝土浇筑到桩顶设计标高后，清除桩管外壁上污泥和孔周围地表的浮土，立即在原桩位上再次安放桩尖，进行第二次沉管，使第一次未凝固的混凝土向四周挤压密实，将桩径扩大，然后第二次浇筑混凝土成桩。复打施工时，桩管中心线应与初打中心线重合；第一次灌注的混凝土应接近自然地面标高；必须在第一次灌注混凝土初凝前，完成复打工作；复打以一次复打为宜；钢筋笼在第二次沉管后吊放。

（二）振动冲击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩施工

振动冲击沉管灌注桩是利用振动桩锤（又称激振器）、振动冲击锤将桩管沉入土中，然后灌注混凝土而成。这两种灌注桩与锤击沉管灌注桩相比，更适合于稍密及中密的砂土地基施工。振动沉管灌注桩和振动冲击沉管灌注桩的施工工艺完全相同，只是前者用振动锤沉桩，后者用振动带冲击的桩锤沉桩。如图2-2所示为振动沉管灌注桩设备示意图。

图2-2　振动沉管灌注桩设备示意图

1—滑轮组；2—激振器；3—漏斗口；4—桩管；5—枕木；6—架身；7—吊斗；8—拉索；9—架底；10—卷扬机

施工时，先安好桩机，将桩管下端活瓣桩尖合起来，或埋好预制桩尖，对准桩位，徐徐放下桩管，压入土中，校正桩管垂直度，符合要求后开动激振器，同时在桩管上加压，桩管即能沉入土中。当桩管沉到设计标高，停止振动，安放钢筋笼，并用吊斗将混凝土灌入桩管内，然后再开动激振器和卷扬机，拔出钢管，边振边拔，从而使桩的混凝土得到振实。

振动灌注桩可采用单打法、反插法或复打法施工。

第一，单打法是一般正常的沉管方法，它是将桩管沉入设计要求的深度后，边灌混凝土边拔管，最后成桩。适用于含水量较小的土层，且宜采用预制桩尖。桩内灌满混凝土后，应先振动5～10　s，再开始拔管，边振边拔，每拔0.5～1.0 m停拔振动5～10　s，如此反复进行，直至桩管全部拔出。拔管速度在一般土层内宜为1.2～1.5 m/min，用活瓣桩尖时宜慢，预制桩尖可适当加快，在软弱土层中拔管速度宜为0.6～0.8 m/min。

第二，反插法是在拔管过程中边振边拔，每次拔管0.5～1.0 m，再向下反插0.3～0.5 m，如此反复并保持振动，直至桩管全部拔出。在桩尖处1.5 m范围内，宜多次反插以扩大桩的局部断面。穿过淤泥夹层时，应放慢拔管速度，并减少拔管高度和反插深度。在流动性淤泥中不宜使用反插法。

第三，复打法是在单打法施工完拔出桩管后，立即在原桩位再放置第二个桩尖，再第二次下沉桩管，将原桩位未凝结的混凝土向四周土中挤压，扩大桩径，然后再第二次灌注混凝土和拔管。采用全长复打的目的是提高桩的承载力。局部复打主要是为了处理沉桩过程中所出现的质量缺陷，如发现或怀疑出现缩颈、断桩等缺陷，局部复打深度应超过断桩或缩颈区1 m以上。复打必须在第一次灌注的混凝土初凝之前完成。(www.daowen.com)

（三）沉管灌注桩施工中常见问题的分析与处理

沉管灌注桩施工时易发生缩颈、断桩、桩靴进水或进泥砂、吊脚桩等问题，施工中应加强检查并及时处理。

1.缩颈

缩颈桩又称为瓶颈桩，是指浇筑混凝土后的桩身局部直径小于设计尺寸。

主要原因：拔管速度过快或管内混凝土量过少；混凝土本身和易性差；在地下水位以下或饱和淤泥或淤泥质土中沉桩管时，局部产生孔隙压力，把部分桩体挤成缩颈；桩身间距过小，施工时受邻桩挤压。

防治措施：施工时每次向桩管内尽量多灌混凝土，一般使管内混凝土高于地面或地下水位1.0～1.5 m；桩拔管速度不得大于0.8～l.O m/min；在淤泥质土中采用复打或反插法施工；桩身混凝土应用和易性好的低流动性混凝土浇筑；桩间距过小时宜用跳打法施工。

2.断桩

断桩是指桩身局部残缺夹有泥土，或桩身的某一部位混凝土坍塌，上部被土填充。

主要原因：混凝土终凝不久，受振动和外力扰动；桩中心距过近，打邻桩时受挤压；拔管时速度过快或集料粒径太大。

防治措施：混凝土终凝不久避免振动和扰动；桩中心过近，可采用跳打或控制时间的方法，采用跳打法施工；控制拔管速度，一般以1.2～1.5 m/min为宜；若已出现断桩，可采用复打法解决。

3.桩靴进水或进泥砂

桩靴进水或进泥砂是指套管活瓣处涌水或是泥砂进入桩管内。

主要原因：地下水位高；含水量大的淤泥和粉砂土层。

防治措施：地下水量大时，桩管沉到地下水位时，用水泥砂浆灌入管内约0.5 m作封底，并再灌注Im高混凝土，然后打下；桩靴进水或进泥砂后，可将桩管拔出，修复改正桩尖缝隙后，用砂回填桩孔重打。

4.吊脚桩

吊脚桩即桩底部的混凝土隔空，或混凝土中混进了泥砂而形成松软层的桩。

主要原因：预制桩靴质量较差，沉管时桩靴被挤入套管内阻塞混凝土下落，或活瓣桩靴质量较差，沉管时被损坏。

防治措施：严格检查桩靴的质量和强度，检查桩靴与桩管的密封情况，防止桩靴在施工时压入桩管；若已出现混凝土拒落，可在拒落部位采用反插法处理；桩靴损坏、不密合，可将桩管拔出，将桩靴活瓣修复，孔回填，重新沉入。