某超高层建筑钻孔灌注桩的质量控制

于立君，赵 优

（长春工程学院管理学院，长春130021）

随着我国的经济发展，城市化进程的加快，城市建筑的发展进程也在上层次上水平。由于城市土地资源的稀缺性，超高层建筑得到不断发展。超高层建筑更多地分布在大中型城市中心，这些地区人口密度大，交通拥堵，建筑密集，对施工环境要求高。钻孔灌注桩为非挤土桩，施工过程中振动小，噪声小，对邻近的建筑物和地下管线的影响小，因此，钻孔灌注桩在超高层建筑中应用广泛。超高层建筑钻孔灌注桩具有成孔深度大，在成孔过程中往往要穿过不同的底层，混凝土灌注量大等特点，为此，对超高层建筑钻孔灌注桩的施工质量要求较高。

1 工程概况

本论文所选工程为天津市滨海新区某项目，塔楼设计层数为43层，建筑高度221m，地下设3层地下室及一层夹层。该项目由A塔楼、B塔楼及地下车库等组成，A塔楼基坑面积约为15 300m2，B塔楼基坑面积约为14 300m2，其下均设置四层地下室，基础采用桩筏基础。A塔混凝土钻孔灌注桩1 211根（不包括立柱桩），其中：有效桩长50.05m，直径800mm的桩共计120根；有效桩长55.05m，直径800mm的桩共计196根；有效桩长29.05m，直径600mm的桩共计895根。B塔混凝土钻孔灌注桩1 152根（不包括立柱桩），其中：有效桩长50.05m，直径800mm的桩共计120根；有效桩长55.05m，直径800mm的桩共计196根；有效桩长29.05m，直径600mm的桩共计836根。

2 工程地质概况

拟建场区属于华北平原东部滨海平原地貌，属海相与陆相交互沉积底层。根据勘察报告，拟建场地原分布有鱼塘，深度一般3～4m左右，勘察期间已回填完成；填土以建筑垃圾、混凝土块为主。

3 工程重点难点

（1）本工程塔楼桩桩径800mm，设计桩长50.05m、55.05m，设计桩顶标高－20.50m，成孔深度分别达69.6m和74.6m，孔径比近1∶100，对成孔垂直度要求高。

（2）软土地区复杂地质条件下，超深桩钻孔过程中对泥浆比重控制的好坏，直接影响孔壁稳定性。

（3）塔楼工程桩主筋直径16φ16，根据工程实际情况，塔楼工程桩需分2截钢筋笼吊装，钢筋孔口连接，施工难度大。

（4）超长钢筋笼制作技术要求高，吊装难度大。

（5）立柱桩拟采用直径800mm钻孔灌注桩，上部插入临时钢立柱，钢立柱插入桩身3 000mm，定位要求精度高，同时对立柱桩的砼配合比要求较严格。

4 桩基施工质量目标

（1）工程桩施工质量达到国家建设工程质量验收合格标准（成孔检测100%全部合格、桩身低应变检测全部合格、静载试验全部合格），为工程桩检测提供最真实的平台。

（2）成桩桩身结构完整，无缩颈、夹泥、断裂等质量缺陷；桩土界面无泥皮（稠泥浆形成）。

（3）桩长达到设计要求（桩顶标高＋30mm，－50mm）、桩径达到设计要求（±50mm），桩底沉渣厚度抗压桩不大于50mm，抗拔桩不大于100mm。

（4）桩身钢筋笼配置正确，标高正确（±50mm）；桩位准确，桩顶位置偏差在设计允许范围±100mm以内。

（5）后压浆按照设计要求注浆量、水灰比、终止注浆条件等指标控制。

5 成桩质量标准

成桩质量标准见表1。

表1 成桩质量标准

6 施工质量控制

6.1 钻孔机械设备选择

钻机选择不仅仅停留在钻机功率和扭距等技术参数上，不同类别的钻机适用于不同的地质状况，本工程设计桩型多样，桩径较大，桩长较长，施工难度大。项目部成员结合主要钻机的特点，进行综合考虑，得出以下结论：采用磨盘钻机进行施工，“一机一桩”的钻孔灌注形式，进度缓慢，工期得不到保障；采用旋挖钻机进行施工，费用大，成本高；采用潜水钻机进行施工，保障工期，成本低，但在现有场地进行钻进施工，施工难度较大，成孔质量等得不到保证。从工期、成本、质量等重要方面进行考虑得出必须采取潜水钻机进行钻孔灌注桩施工，既节省工期，又节约成本。但是如何克服潜水钻机在现有地质条件极差的情况下进行施工，成为目前的最大难题。

通过对地勘报告的深入研究和对现场场地的实际考察，结合潜水钻机的钻孔性能及特点，项目决定引进长螺旋钻机，利用长螺旋钻机可以在复杂地质条件下进行施工，成孔垂直度高，成孔质量好，配合潜水钻机钻进施工，无需翻槽，节省工期，节约成本。

6.2 调查分析

根据本工程的实际情况，项目人员请监理、甲方、设计单位和相关专家多人，结合现场情况，对工程进行钻孔施工中容易出现的难点、问题进行了调查分析，并进行归纳整理，见表2。

表2 调查分析结果

根据质量检查统计表绘制图1。

图1 质量检查统计图

由排列图可以看出，本工程中决定钻孔灌注桩施工质量控制的主要因素是钻进困难和钻孔偏斜。

6.3 末梢原因分析

针对影响钻孔灌注桩施工质量控制的主要因素，我们用关联图（图2）找出11条末梢原因。

图2 关联图

根据11条末梢原因进行逐一论证，分析结果见表3。

表3 分析结果

6.4 制定质量控制对策

根据符合项目论证的末梢原因，项目做出如下对策：

（1）加强进场人员培训教育及技术交底，强调成孔质量的重要性，使工人提高操作技能及质量意识。拟建场地地质条件差，钻孔深度大，工期紧；针对本工程的特点，项目管理人员首先抓好施工人员的管理，积极组织在场施工人员进行专业技术培训，并规定每周四下班后对工人进行技能培训，每月培训不得少于3次。

（2）成立质量管理专项小组，由项目经理任组长，带动全体项目人员对施工质量齐抓共管，强化质量验收及过程质量控制。对施工过程严加控制，编制桩基施工质量管理计划，做好桩基施工的质量验收工作；加强项目管理的力度，并依据质量管理体系进行分工，明确项目管理人员的岗位职责，以项目经理带头，分口把关，实行全面质量管理，责任到人，使责任做到有追溯性。

（3）针对回填物的特点选择合理的钻进机械。地质勘查报告显示，拟建场地整体地形平坦，局部有小型冲沟及堆土。场地原分布有鱼塘，深度一般为3～4m左右，勘查期间已回填完成，填土以建筑垃圾、混凝土块为主。回填物体积大，潜水钻钻进困难。项目部多方论证决定采用长螺旋钻机，长螺旋钻机采用液压转动，动力头转动平稳、噪音小并可实现无级调速，即可随时调整动力头转速以适应复杂的地质条件和不同的桩型孔径的施工。

（4）分析地质情况，通过引孔保证潜水钻钻孔深度在其机械能力范围内，并保证引孔范围的垂直度。项目针对在特殊地质条件下，潜水钻机进行钻孔灌注桩施工难题进行攻关。项目部人员集思广益，提出“先引孔，后钻进”的施工方案，利用长螺旋钻机，为潜水钻机后续钻进进行引孔。

7 目标检查

通过项目成员对质量控制方法的认真落实，施工过程中的严格管理，利用长螺旋钻机引孔为潜水钻机后续钻进的垂直度提供了保障。经检测，桩孔垂直度均小于1%，满足设计要求。同时利用长螺旋钻机有效地解决了特殊地质条件下钻进困难等难题，加快了施工进度，施工工期共60d，提前10d高质量按时完成桩基施工任务，得到了业主、监理的一致认可。

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