射水沉桩的质量问题和处理
麻世彬+夏文善+陈威威
【摘 要】射水沉桩是利用高压水冲桩尖土体而进行沉桩的作业，射水沉桩在施工过程中容易出现一些质量问题，本文指出了射水沉桩法常见及处理方法。
【关键词】射水沉桩；质量问题；处理
Quality issues and deal with the water jet pile
Ma Shi-bin,Xia Wen-shan,Chen Wei-wei
(Shaoxing Sheng Yuan Environmental Construction Co., Ltd Shaoxing Zhejiang 312000)
【Abstract】Water jet pile pile tip is to use high-pressure water will conduct soil pile of work, shoot pile prone to some water quality problems in the construction process, the paper pointed out the water jetting pile and treatment of common law.
【Key words】Water jet pile;Quality problems; deal
射水沉桩法是利用高压水冲桩尖土体，进行沉桩的作业。公路桥涵中经常使用这种方法，射水施工方法的选择应视土质情况而异，在砂夹卵石层或坚硬土层中，一般以射水为主，锤击或振动为辅；在亚粘土或粘土中，为避免降低承载力，一般以锤击或振动为主，以射水为辅，并应适当控制射水时间和水量；下沉空心桩，一般用单管内射水。本文指出了射水沉桩法常见质量问题及处理方法。
1. 射水沉桩下沉缓慢或不下沉
1.1 现象。
（1）桩下沉缓慢或不下沉，在锤击时桩身有颤动，桩锤有回弹现象；
（2）涌水量少，涌出泥砂量少，内射水时，桩周不涌水，桩下沉缓慢或不下沉。
1.2 原因分析。
（1）桩尖遇到障碍物或坚硬土层；
（2）桩身周围土的摩擦力过大；
（3）射水的水压、水量不足，或曾用锤击使桩尖强行穿过密实的土层，使桩身周围的土被挤塞密实。
（4）射水管在桩内断裂或漏水。
（5）空气被吸入进水管或泵壳内，造成水泵设备能力不足。
1.3 预防措施。
（1）施工前查明地质情况，根据土层的地质软硬程度来采取不同的射水沉桩方式。
（2）经常检修管路和机械设备。
（3）保持水源清洁和适当水位。
1.4 治理方法。
（1）适当延续锤击，加强射水，但切忌猛烈锤击。
（2）若桩的入土深度不深，可拔出检查桩尖有无碰撞障碍物的痕迹，研究处理，必要时改变桩位。
（3）不宜猛击，应增加水压和水量，必要时可增加外射水，或改用动能较大的桩锤。
（4）加大射水的水压和水量，并延长射水时间，配合轻锤慢击，必要时增加外射水使桩下沉。
（5）拔出射水管，检查修理，开启水泵的放气阀放出空气。
2. 射水沉桩急剧下沉
2.1 现象。
射水锤击沉桩中，桩突然急剧下沉，或产生倾斜现象。
2.2 原因分析。
（1）桩穿过密实的土层进入软的土层。
（2）射水时间过长，桩尖下被冲空。
（3）桩已断裂弯折。
2.3 预防措施。
（1）选择适当的锤击方式。
（2）查明地质状况，提供不同的施工方式。
2.4 治理方法。
（1）可继续下沉，若桩人土深度已接近设计深度，但对承载力的要求相差尚大，而软弱的土层还较深时，应改变设计，增加桩长或增加桩数。
（2）当发生偏斜时，应立即停止下沉，分析情况，采取措施，进行补强或补桩。
3. 射水沉桩涌水停止
3.1 现象。 沉桩过程中，无正常涌水出现。
3.2 原因分析。
（1）桩尖撞击在孤石或硬层上，将射水嘴堵塞或砸扁。
（2）停水后，射水嘴被涌入泥砂所堵塞，这可能是停水太急或接桩时停水时间过长所致。
（3）射水情况正常但不向上涌水，水可能从下卧透水层中流失。
（4）桩身弯折使内射管或外射管扭曲。
3.3 预防措施。
（1）明确地质状况，分别采取不同方式进行沉桩。
（2）停水不宜太急，尽量避免接桩时停水时间过长。
（3）正确运行机械，防止桩身弯折。
3.4 治理方法。
（1）将射水管稍微提起，如仍不通，应拔出修理。
（2）加大水量及水压冲开泥砂。仍无效，可在桩内另行插入射水管冲刷。
（3）下沉困难，可增加射水管冲刷下沉，将桩周围未受扰动的土扰动，扰动后的土沉积后，增加桩身的摩擦力。
（4）桩身处理合格后，将射水管拔出，修理后再插回使用。
4. 沉管灌注桩中缩颈、夹泥断桩
4.1 现象。 沉管灌注桩在淤泥中施工时，出现缩颈、夹泥断桩现象，而夹泥断桩是因为缩颈产生的。此现象一般发生在淤泥土层界面处、地基浅层5m范围内和深厚淤泥土层的中部。
4.2 原因分析。
4.2.1 在沉管时，管外壁将土体向管周围挤压，同时被扰动的土体中的静孔隙水压力迅速上升，形成超孔隙水压力σ 盯和土压力μ 共同对管壁产生了挤压力pu= σ +μ 。
4.2.2 当钢管拔出时，孔隙水压力在土中不能很快消除，挤压力全部作用于刚灌注的混凝土上，若混凝土的自重对土体作用的压应力σ upu ，桩不会产生缩颈，否则，就产生缩颈。影响 σ u和pu 的因素如下：
（1）土的结构性。淤泥质土的高孔隙性及粒状链接结构的特征，在土体受挤压时对桩周土体的扰动范围有直接影响，扰动范围越大， 越大。
（2）土的渗透性。由于淤泥质土的渗透性差，孔隙水压力不易消散。孔隙水压力增大了P pu值，同时将孔隙水中的泥浆水渗入混凝土中，影响σ u 的发挥，并使混凝土强度降低。
（3）混凝土在管中的灌注高度过低，易造成σ u＜ pu。但灌注高度过高，混凝土易发生离析。
（4）混凝土坍落度过稠， σ u增大，但易产生吸涌力；混凝土过稀，使土向混凝土挤入的机会增多，同时易造成混凝土强度达不到设计强度。
（5）相邻桩距。桩身未达到终凝，若邻桩施工的位置位于桩周扰动范畴内，土体将产生新的挤压应力。
4.3 预防措施。
（1）当地基土的模量E<3MPa，不排水抗剪强度 τu<30KPa，孔隙比e>1.0，饱和度 Sr>85％，应按淤泥质土的施工技术进行操作。
（2）拔管速度应更缓慢，以减轻孔隙水压力的影响。用锤击沉桩时，拔管应轻锤密击；用振动锤沉桩时，每次拔管前，均应停拔10min。每次上拔高度控制在0.3～0.5m，拔管速率控制在0.5m／min以内，反插深度控制在0.3m左右。在淤泥质土层的上下界面处，特别注意放慢拔管速度，应该密击不反插。
（3）保持管内混凝土的灌注高度在2～2.5m范围内，并保持拔管前较轻的锤击力或振动力。
（4）混凝土坍落度控制在5～7cm，碎石粒径应小于4cm，细集料应选中砂。
（5）仔细计算桩的混凝土灌入量和充盈系数，以免出现断桩。充盈系数控制在1.2～1.3之间。
（6）严格按照跳桩的沉桩顺序，跳桩的桩距控制值按有关规定。
（7）为避免桩端防水不严，而使土中水在超孔隙水压下进入管内，在沉管前先在管内灌入lm高的混凝土。
（8）淤泥质土层厚大于6m时，施工的控制指标应相应降低。
4.4 治理方法。
（1）施工时，注意观察桩顶和地面有无隆起及水平位移情况，并及时研究，采取措施。如改变沉桩顺序或增加桩距等。
（2）桩突然下沉困难或不能下沉时，可能是桩尖损坏或遇地下障碍物，应及时将桩管拔出，进行研究处理后，重新插入进行施工。
（3）加强施工管理，密切注意桩身混凝土有无发生缩颈及断桩等现象，若发现应立即采取内插法或复打法及时处理。
参考文献
［1］ 李广慧，桥梁工程，［M］. 郑州：郑州大学出版社，2011.
［2］ JGJ79-91 .建筑地基处理技术规范. 北京：中国建筑工业出版社 2000.
［3］ 卜建清，严战友，道路桥梁工程施工，［M］ 重庆： 重庆大学出版社，2008.
［文章编号］1619-2737（2014）05-18-816
［作者简介］ 麻世彬（1985.1-），女，籍贯：浙江温州，研究方向：市政工程施工管理。
【摘 要】射水沉桩是利用高压水冲桩尖土体而进行沉桩的作业，射水沉桩在施工过程中容易出现一些质量问题，本文指出了射水沉桩法常见及处理方法。
【关键词】射水沉桩；质量问题；处理
Quality issues and deal with the water jet pile
Ma Shi-bin,Xia Wen-shan,Chen Wei-wei
(Shaoxing Sheng Yuan Environmental Construction Co., Ltd Shaoxing Zhejiang 312000)
【Abstract】Water jet pile pile tip is to use high-pressure water will conduct soil pile of work, shoot pile prone to some water quality problems in the construction process, the paper pointed out the water jetting pile and treatment of common law.
【Key words】Water jet pile;Quality problems; deal
射水沉桩法是利用高压水冲桩尖土体，进行沉桩的作业。公路桥涵中经常使用这种方法，射水施工方法的选择应视土质情况而异，在砂夹卵石层或坚硬土层中，一般以射水为主，锤击或振动为辅；在亚粘土或粘土中，为避免降低承载力，一般以锤击或振动为主，以射水为辅，并应适当控制射水时间和水量；下沉空心桩，一般用单管内射水。本文指出了射水沉桩法常见质量问题及处理方法。
1. 射水沉桩下沉缓慢或不下沉
1.1 现象。
（1）桩下沉缓慢或不下沉，在锤击时桩身有颤动，桩锤有回弹现象；
（2）涌水量少，涌出泥砂量少，内射水时，桩周不涌水，桩下沉缓慢或不下沉。
1.2 原因分析。
（1）桩尖遇到障碍物或坚硬土层；
（2）桩身周围土的摩擦力过大；
（3）射水的水压、水量不足，或曾用锤击使桩尖强行穿过密实的土层，使桩身周围的土被挤塞密实。
（4）射水管在桩内断裂或漏水。
（5）空气被吸入进水管或泵壳内，造成水泵设备能力不足。
1.3 预防措施。
（1）施工前查明地质情况，根据土层的地质软硬程度来采取不同的射水沉桩方式。
（2）经常检修管路和机械设备。
（3）保持水源清洁和适当水位。
1.4 治理方法。
（1）适当延续锤击，加强射水，但切忌猛烈锤击。
（2）若桩的入土深度不深，可拔出检查桩尖有无碰撞障碍物的痕迹，研究处理，必要时改变桩位。
（3）不宜猛击，应增加水压和水量，必要时可增加外射水，或改用动能较大的桩锤。
（4）加大射水的水压和水量，并延长射水时间，配合轻锤慢击，必要时增加外射水使桩下沉。
（5）拔出射水管，检查修理，开启水泵的放气阀放出空气。
2. 射水沉桩急剧下沉
2.1 现象。
射水锤击沉桩中，桩突然急剧下沉，或产生倾斜现象。
2.2 原因分析。
（1）桩穿过密实的土层进入软的土层。
（2）射水时间过长，桩尖下被冲空。
（3）桩已断裂弯折。
2.3 预防措施。
（1）选择适当的锤击方式。
（2）查明地质状况，提供不同的施工方式。
2.4 治理方法。
（1）可继续下沉，若桩人土深度已接近设计深度，但对承载力的要求相差尚大，而软弱的土层还较深时，应改变设计，增加桩长或增加桩数。
（2）当发生偏斜时，应立即停止下沉，分析情况，采取措施，进行补强或补桩。
3. 射水沉桩涌水停止
3.1 现象。 沉桩过程中，无正常涌水出现。
3.2 原因分析。
（1）桩尖撞击在孤石或硬层上，将射水嘴堵塞或砸扁。
（2）停水后，射水嘴被涌入泥砂所堵塞，这可能是停水太急或接桩时停水时间过长所致。
（3）射水情况正常但不向上涌水，水可能从下卧透水层中流失。
（4）桩身弯折使内射管或外射管扭曲。
3.3 预防措施。
（1）明确地质状况，分别采取不同方式进行沉桩。
（2）停水不宜太急，尽量避免接桩时停水时间过长。
（3）正确运行机械，防止桩身弯折。
3.4 治理方法。
（1）将射水管稍微提起，如仍不通，应拔出修理。
（2）加大水量及水压冲开泥砂。仍无效，可在桩内另行插入射水管冲刷。
（3）下沉困难，可增加射水管冲刷下沉，将桩周围未受扰动的土扰动，扰动后的土沉积后，增加桩身的摩擦力。
（4）桩身处理合格后，将射水管拔出，修理后再插回使用。
4. 沉管灌注桩中缩颈、夹泥断桩
4.1 现象。 沉管灌注桩在淤泥中施工时，出现缩颈、夹泥断桩现象，而夹泥断桩是因为缩颈产生的。此现象一般发生在淤泥土层界面处、地基浅层5m范围内和深厚淤泥土层的中部。
4.2 原因分析。
4.2.1 在沉管时，管外壁将土体向管周围挤压，同时被扰动的土体中的静孔隙水压力迅速上升，形成超孔隙水压力σ 盯和土压力μ 共同对管壁产生了挤压力pu= σ +μ 。
4.2.2 当钢管拔出时，孔隙水压力在土中不能很快消除，挤压力全部作用于刚灌注的混凝土上，若混凝土的自重对土体作用的压应力σ upu ，桩不会产生缩颈，否则，就产生缩颈。影响 σ u和pu 的因素如下：
（1）土的结构性。淤泥质土的高孔隙性及粒状链接结构的特征，在土体受挤压时对桩周土体的扰动范围有直接影响，扰动范围越大， 越大。
（2）土的渗透性。由于淤泥质土的渗透性差，孔隙水压力不易消散。孔隙水压力增大了P pu值，同时将孔隙水中的泥浆水渗入混凝土中，影响σ u 的发挥，并使混凝土强度降低。
（3）混凝土在管中的灌注高度过低，易造成σ u＜ pu。但灌注高度过高，混凝土易发生离析。
（4）混凝土坍落度过稠， σ u增大，但易产生吸涌力；混凝土过稀，使土向混凝土挤入的机会增多，同时易造成混凝土强度达不到设计强度。
（5）相邻桩距。桩身未达到终凝，若邻桩施工的位置位于桩周扰动范畴内，土体将产生新的挤压应力。
4.3 预防措施。
（1）当地基土的模量E<3MPa，不排水抗剪强度 τu<30KPa，孔隙比e>1.0，饱和度 Sr>85％，应按淤泥质土的施工技术进行操作。
（2）拔管速度应更缓慢，以减轻孔隙水压力的影响。用锤击沉桩时，拔管应轻锤密击；用振动锤沉桩时，每次拔管前，均应停拔10min。每次上拔高度控制在0.3～0.5m，拔管速率控制在0.5m／min以内，反插深度控制在0.3m左右。在淤泥质土层的上下界面处，特别注意放慢拔管速度，应该密击不反插。
（3）保持管内混凝土的灌注高度在2～2.5m范围内，并保持拔管前较轻的锤击力或振动力。
（4）混凝土坍落度控制在5～7cm，碎石粒径应小于4cm，细集料应选中砂。
（5）仔细计算桩的混凝土灌入量和充盈系数，以免出现断桩。充盈系数控制在1.2～1.3之间。
（6）严格按照跳桩的沉桩顺序，跳桩的桩距控制值按有关规定。
（7）为避免桩端防水不严，而使土中水在超孔隙水压下进入管内，在沉管前先在管内灌入lm高的混凝土。
（8）淤泥质土层厚大于6m时，施工的控制指标应相应降低。
4.4 治理方法。
（1）施工时，注意观察桩顶和地面有无隆起及水平位移情况，并及时研究，采取措施。如改变沉桩顺序或增加桩距等。
（2）桩突然下沉困难或不能下沉时，可能是桩尖损坏或遇地下障碍物，应及时将桩管拔出，进行研究处理后，重新插入进行施工。
（3）加强施工管理，密切注意桩身混凝土有无发生缩颈及断桩等现象，若发现应立即采取内插法或复打法及时处理。
参考文献
［1］ 李广慧，桥梁工程，［M］. 郑州：郑州大学出版社，2011.
［2］ JGJ79-91 .建筑地基处理技术规范. 北京：中国建筑工业出版社 2000.
［3］ 卜建清，严战友，道路桥梁工程施工，［M］ 重庆： 重庆大学出版社，2008.
［文章编号］1619-2737（2014）05-18-816
［作者简介］ 麻世彬（1985.1-），女，籍贯：浙江温州，研究方向：市政工程施工管理。
