沉管灌注桩是目前常用的一种灌注桩。其施工方法有锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩、静压沉管灌注桩、沉管夯扩灌注桩和振动冲击沉管灌注桩等。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一定直径的钢管沉入土中，造成桩孔，然后放入钢筋笼（也有的是后插入钢筋笼），浇筑混凝土，最后拔出钢管，便形成所需要的灌注桩，如图3-36所示。它和打入桩一样，对周围有噪音、振动、挤土等影响。

3.3.2.1　锤击沉管灌注桩

锤击沉管灌注桩宜用于一般粘性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基。

锤击沉管灌注桩的机械化设备见图3-37。施工时，用桩架吊起钢桩管，对准预先设在桩

图3-36　沉管灌注桩施工过程

图3-37　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—预制桩靴；13—卷扬机；14—枕木位处的预制钢筋混凝土桩靴。桩管与桩靴连接处要垫以麻、草绳，以防止地下水渗入管内。然后缓缓放下桩管，套入桩靴压进土中。桩管上端扣上桩帽，检查桩管与桩锤是否在同一垂直线上，桩管偏斜≤0.5%时，即可锤击桩管。先用低锤轻击，观察无偏移后，再正常施打。当桩管沉到设计要求深度后，停止锤击，在管内放入钢筋笼，用吊斗将混凝土灌入桩管内。桩管内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。拔管要均匀，第一次拔管高度控制在能容纳第二次所需要灌入的混凝土为限，不宜拔管过高，应在桩管内保持不少于2m高度的混凝土，然后再灌足混凝土。拔管时应保持连续密锤低击不停，并控制拔出速度。对一般土层，以不大于1m/min为宜；在软弱土层及软硬土层交界处，应控制在0.8m/min以内。拔管时还要经常探测混凝土落下的扩散情况，注意使管内的混凝土保持略高于地面，这样一直到全管拔出为止。混凝土的落下情况可用吊铊探测。

3.3.2.2　振动沉管灌注桩

振动沉管灌注桩的适用范围除与锤击沉管灌注桩相同外，更适用于砂土、稍密及中密的碎石土地基。

振动沉管灌注桩采用激振器或振动冲击锤沉管，其设备如图3-38所示。施工时，先安装好桩机，将桩管下端活瓣桩尖合起来，或用桩靴对准桩位，徐徐放下桩管，压入土中，勿使偏斜，即可开动激振器沉管。当桩管沉到设计标高，且最后30s的电流值、电压值符合设计要求后，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。

图3-38　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—活瓣桩靴；11—缆风绳；12—卷扬机；13—行驶用钢管；14—枕木

锤击或振动灌注桩可采用单打法、反插法或复打法施工。

（1）单打法　施工时在沉入土中的桩管内灌满混凝土，开动激振器，振动5～10s，开始拔管，边振边拔。

（2）反插法　是在桩管灌满混凝土之后，先振动再开始拔管，每次拔管高度0.5～1.0m，反插深度0.3～0.5m；在拔管过程中应分段添加混凝土，保持管内混凝土面始终不低于地表面或高于地下水位1.0～1.5m以上，拔管速度应小于0.5m/min。

（3）复打法　是在第一次灌注桩施工完毕，拔出桩管后，清除桩管外壁上的污泥和桩孔周围地面浮土，立即在原桩位再埋预制桩靴或合好桩尖活瓣，进行第二次复打沉桩管，使未凝固的混凝土向四周挤压以扩大桩径，然后再灌注第二次混凝土。拔管方法与初打时相同。施工时要注意：前后二次沉管的轴线应重合；复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前进行；钢筋笼应在第二次沉管后放入。

3.3.2.3　沉管夯扩灌注桩

沉管夯扩灌注桩（简称夯扩桩）是在锤击沉管灌注桩的基础上发展起来的。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，用内桩管和桩锤顶压在管内混凝土面上，使桩身密实成型，其施工工艺流程如图3-39所示。夯扩桩桩身直径一般为400～600mm，扩大头直径一般可达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、强风化岩等土层。

夯扩桩的机械设备同锤击沉管桩，常用D25，D40型柴油锤。外管底部开口，内夯管底部可采用闭口平底或闭口锥底，如图3-40所示。内外管底部间隙不宜过大，通常内管底径比外管内径小20～30mm，以防沉管过程中土挤入管内。内外管高低差一般为80～100mm（内管较短）。沉管过程不用桩尖，外管封底采用干硬性混凝土或无水混凝土，经夯击形成柔性阻水和阻泥的管塞。(www.daowen.com)

图3-39　无预制桩尖夯扩桩施工顺序

桩端夯扩头平均直径可按下列公式估算：

式中　D1，D2——第一次、第二次夯扩头平均直径；

d0——外管内径；

H1，H2——第一次、第二次夯扩工序中外管内灌注混凝土高度（从桩底起算）；

h1，h2——第一次、第二次夯扩工序中外管上拔高度（从桩底起算），宜取H1/2，H2/2；

C1，C2——第一次、第二次夯扩工序中内外管同步下沉至离桩底的距离，宜取C1，C2值为0.2m（见图3-41）。

为满足扩大头直径的要求，可用一次夯扩、二次夯扩、三次夯扩，但每次夯扩料灌入量不宜过多，一般为2～3m外管高度。夯扩料宜采用干硬性混凝土，以减少夯扩时内夯管回弹量。根据试验，扩头混凝土主要是从外管壁翻拱起来，形成于软硬土层交界处，故桩端一般进入持力层1m左右为宜。投入夯扩料后，应将外管上拔一定高度（通常为0.5～1.0m）进行扩夯。当夯扩料全部夯击出外管后，应继续将内外管同时往下沉入一定深度（一般为0.3～0.5m），这样更有利于形成扩头。可见，夯扩料灌入量、外管上拔高度、内外管下沉深度是夯扩桩施工的重要参数，施工前宜进行试成桩，以确定这些施工参数。

图3-40　内外管及管塞

1—外管；2—内管

图3-41　扩底端

3.3.2.4　沉管灌注桩常见质量问题及处理

沉管灌注桩易发生断桩、颈缩、桩尖进水或进泥砂及吊脚桩等质量问题，施工中应加强检查并及时处理。

断桩的裂缝是水平的或略带倾斜，一般都贯通整个截面，常出现于地面以下1～3m的不同软硬土层交接处。断桩的原因主要有：桩距过小，邻桩施打时土的挤压所产生的水平横向推力和隆起上拔力影响；软硬土层间传递水平力大小不同，对桩产生水平剪应力；桩身混凝土终凝不久，强度弱；承受不了外力的影响。避免断桩的措施有：桩的中心距宜大于3.5倍桩径；考虑打桩顺序及桩架行走路线时，应注意减少对新打桩的影响；采用跳打法或控制时间法以减少对邻桩的影响。对断桩检查，在2～3m以内，可用手锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩上，如桩已断，会感到浮振。如深处断桩，目前常用开挖检查法和动测法检查。断桩一经发现，应将断桩段拔去，把孔清理干净后，略增大面积或加上钢箍连接，再重新灌注混凝土。

缩颈桩又称瓶颈桩，部分桩颈缩小，截面积不符合要求。产生缩颈的原因是：在含水量大的粘性土中沉管时，土体受强烈扰动和挤压，产生很高的孔隙压力，桩管拔出后，这种水压力便作用到新灌注的混凝土桩上，使桩身发生不同程度的缩颈现象；拔管过快；管内混凝土存量过少；或和易性差，使混凝土出管时扩散差等也易造成缩颈。施工中应经常测定混凝土落下情况，发现问题及时纠正，一般可用复打法处理。

桩尖进水或进泥，常见于地下水位高、含水量大的淤泥和粉砂土层。处理方法可将桩管拔出，修复改正桩尖缝隙后，用砂回填桩孔重打。地下水量大时，桩管沉到地下水位处，用水泥砂浆灌入管内约0.5m作封底，并再灌1m高混凝土，然后打下。

吊脚桩指桩底部的混凝土隔空，或混凝土中混进泥砂而形成松软层的桩。造成吊脚桩的原因是预制桩尖被打坏而挤入桩管内，拔管时桩尖未及时被混凝土压出或桩尖活瓣未及时张开，如发现问题应将桩管拔出，填砂重打。