孙建魁

摘要：文章简要分析了钢管桩的特点，并详细阐述了钢管桩的沉桩施工技术，以及沉桩的基本要求和注意事项。

关键词：钢管桩；沉桩；施工

钢管桩作为海上码头、大型桥梁施工中水上临时设施的常用基桩，其施工方法有大型打桩船锤击沉桩、履带吊车振动沉桩等方法。钢管桩具有很强的穿透力，还具有施工速度快、打桩灵活的优点。比预制混凝土上桩更适应各种复杂的地形。另外，钢管桩的抗弯曲的刚度，单桩承载力和接长焊接方面都有明显的优越性。

1钢管桩的特点

规格众多，选择性强。目前定型生产的钢管桩直径316mm-2500mm，有近几十种规格，壁厚6.5mm-25mm，且同管径有多种壁厚，可根据受力情况，选用几种合适的规格同时使用，以满足安全经济要求。

承载能力大。钢管桩目前大多采用1%号低碳钢，材料的抗拉、抗压、抗剪强度都很高，加工成型钢后抗弯能力很强，在持力层好的地质情况下选用，可以大大地发挥其受力特性，提高单桩承载力，减少布桩数量、缩小基础承台尺寸。

桩长容易调整。钢管桩常规每节长6米，采用焊接接长，当持力层埋深变化时，根据沉桩实际情况可以任意切割或焊接，切割部分还可以接到其他钢管桩上，避免浪费，可以准确的控制桩顶标高，对施工极为有利。

挤土有限。钢管桩大多采用敞口式，加之管壁薄，压桩过程中土可以进入桩身，形成土塞效应，从而降低挤土和表面隆起，减小图的扰动，降低对场地周围设施的影响，并可以在小面积场地上进行密集的施工。

2钢管桩的沉桩施工技术

2.1施工顺序安排原则。制定施工顺序前应对工程性质、质地资料、桩的特点桩的规格、布局情况、密度、工程量、地貌环境、设计要求、工程期限以及拟采用的施工机械等予以切实掌握，综合分析，然后规划沉桩施工。

由于大量桩体打入土中，造成地基的压缩，土密度的增高，桩周围侧向及垂直方向位移，形成打桩场地的沉陷或隆起，而且波及的范围较广，钢管桩截面面积小，下端开口，与其他打入式实心桩体相比，挤土量较其他类型实心桩小，但毕竟仍存在一定的挤土量，也会造成已打好桩的位移和对周围地下管线及建筑物的危害。因此，合理安排钢管桩的施工顺序，有利于提高桩的施工质量和打桩速度。这对桩数多桩距密的群桩基础尤为重要。

选择施工顺序的基本原则是：对桩数小的基础和条形基础：a 先长桩后短桩；b 先实心桩后空心桩；c 先小直径桩后大直径桩。

对桩数多、桩距密的群桩基础除遵照上述原则外，尚需注意：a 先打中间桩，逐渐向外围扩展；b 往后退打；c 处于桩基回转半径内的桩可安排在同一流水范围内；d 桩机运行路线较短，扰动次数少；e 桩机下铺设的厚钢板要布置得当，尽可能做到多留些样桩数，减少倒运钢板作业。

2.2钢管桩的沉桩施工。（1）钢管桩的定位。水上施工 由于缺乏参照物，船只和履带吊定位的分别是通过锚缆长度调整，履带吊是通过旋转和升降起重臂实现对钢管桩的定位，总体上讲是比较慢的，定位时间在整个作业时间中占据很大部分，如何快速、准确定位是水上施工的关键。采用全站仪或经纬仪控制定位，具体步骤为：打桩船移动至桩位附近，固定船只；利用全站仪和定位架测出精确桩位；将定位架点焊固定在船上，然后复测定位 架的坐标，精度控制在2 cm之内；起重机起吊钢管，利用钢管自重下沉；起吊振动锤，夹住钢管后，通过吊机调整垂 直度，然后根据当前水位，下沉钢管至利于焊接作业 的高度；复测钢管坐标，若偏差在5cm之内，则定位完成。（2）接桩、沉桩。完成首节钢管定位后，需要对钢管桩进行接长。焊接采用单面坡口焊，管壁外加贴 4 块钢板。焊接前应检查管口的平整度、倾斜度和圆度，偏差较大时应进行修整；管节对口后观察上节钢管的垂直度，若偏差大于 1%，则综合对接口有无折角、下节垂直度以及已插打的深度决定是否进行俢口。经焊缝质量检测后进行沉桩。在钢管桩对接完成后，即可起吊振动锤进行沉桩。下沉的步骤为：调整振动锤中心与钢管中心在同一条直线上，然后夹紧夹具；先利用振动锤的自重下压钢管，这个过程对于整根钢管桩的垂直度非常重要，应缓慢松开卷扬机。现场的测量人员此时应观测好钢管桩的垂直度，有偏差时应及时调整；等到自重下压完成后，启动振动锤，根据下沉的速度调整频率，继续观察垂直度，有偏差时，应停止下放振动锤，利用吊机带动振动锤来调整到位后，才可继续下沉，直至达到设计高程。

2.3沉桩施工操作要点。沉桩施工要把握好质量和速度，需注意以下操作要点：（1）潮汐。在涨潮退潮时，湍急的水流对定位带来了相当大的影响；为保证桩的定位和垂直度，应设置相应的导向架。实际施工中大多数桩都是在潮水很急的时候定位的，可以先将钢管起吊放入水中，下降至河床，观察钢管的倾斜度，然后根据水深来调整定位架的位置，目的就是使钢管底部入土点尽可能接近设计桩位。（2）地质。了解施工区域内的地质情况，控制钢管的下沉速度，避免震动锤持续工作时间过长，出现夹具故障，影响施工速度。施工中注意桩长控制，并加大频率，一次性通过不利地质层，避免停顿。（3）航道安全。如果在通航的河道内施工，过往船只波浪不但影响钢管桩定位，也给作业人员安全和施工速度带来不利影响。同时，施工也对航道安全造成影响，故钢管桩施工应尽量不占航道，减少相互影响。

3钢管桩沉桩的基本要求。

3.1（1）对每一根样桩进行测量复核；（2）桩机导杆垂直，锤、桩帽和桩成同一轴线，并与导杆平行；（3）对特殊要求的工程，为做到垂直精确度，可将导杆底端加以顶住，防止起吊锤时导杆前倾；（4）长径比比较大且容易产生扭转的桩，宜在桩机导杆底端装活动箍筋。

3.2穿越中间硬土层。为充分发挥桩的强度，设计要求的钢管桩往往很长，桩底端选择在标准贯入击数N值大于50，埋深较厚的砂土层，以期取得较高的单桩承载力，并减少建筑物的沉降。深长桩施工，常会遇到中间硬土层，这对设计和施工来说，需要认真考虑打桩穿透的可能性。根据目前打桩机械性能和钢管桩承受锤击应力的容许范围。

3.3沉桩注意事项：桩在打入过程中，尽量避免长时间的停歇中断；超长钢桩施工，必须选用重锤，但应控制桩的锤击应力；大口径的钢管桩，若打至持力层有困难时，除采用桩底端加箍外，也可在沉桩过程中把管内上芯设法取出等综合工法，也能取得较好效果。

4沉桩公害的防护措施

在饱和软土地基中进行打桩，因土体发生垂直和水平方向的变位，空隙水压力的增高，常使临近建筑物和地下管线遭受不同程度的破坏，成为一张公害。因此，在掌握工程特点的前提下，应采取周密的防护措施，确保在打桩过程中，周围建筑物和地下管线的安全。

合理安排打桩流程；有针对性的设置钢管桩基础，减小浅层挤土影响，保护浅埋式地下管线和基础是有效的；在打设塑料排水板，它由截面为4mm*100mm的塑料芯板外加虑水薄膜套构成，打桩挤压时，水可从芯板和薄膜套之间的沟槽排出，设置深度约可达12m-20m，间距1m，排距0.2米，呈梅花形布局，可以减少打桩引起的超静孔隙水压力；敏感区域要时刻严格限制沉桩速率，监测跟踪。事先对周围建筑物及地下管线进行设点，观测所有布点因打桩而引起的水平或垂直位移值，每天测三次，以科学数据信息化指导打桩，调整打桩流水顺序和控制沉桩随度；尽量选用挤土量小的桩种和桩型。