浅谈高层建筑桩基础钻孔灌注桩施工技术

2015-10-21雷贵华

建筑工程技术与设计 2015年8期

雷贵华

摘要：本文对某建筑桩基础钻孔灌注桩施工的施工布置、施工方法、质量控制及成桩的质量检测等进行阐述，针对钻孔施工遇人防洞等地下障碍物时的特殊处理作了重点介绍。

关键词：高层建筑钻孔灌注桩施工

某建筑为办公楼，高80米，共24层。建筑基础设计采用钻孔灌注桩。在灌注桩施工之前，首先做了3根试桩，桩径800mm，桩长30～33m，桩端嵌入基岩深度为0.8m，试桩混凝土强度等级为C40，钢筋笼纵向钢筋采用Ⅱ级，箍筋及加强箍筋采用Ⅰ级。根据试桩的施工工艺及试桩静压资料调整工程桩设计为：桩身混凝土强度C30，桩径φ1000mm，钻孔桩38根，桩径φ800mm，钻孔桩102根，桩端嵌入中风化砂岩1000mm。

该工程位于闹市区，场区周围拆迁工作尚在进行中，施工干扰大，环保要求高。地质条件复杂，人防洞在市内纵横交错，本工程施工中有15根桩均穿越人防洞，增加了灌注桩造孔的施工难度，加大混凝土灌注量，延长了施工工期。该大楼设两层地下室，因此地下室底板以上至自然地面部分造孔均为空孔段，钢筋笼为悬挂式，因此要求钢筋笼安装、造孔精度高。

根据本工程地质条件及施工特点，钻孔灌注桩造孔采用钢绳式冲击钻机钻孔，泥浆护壁；钢筋笼根据孔深要求分节制作，孔口焊接成整体；混凝土采用水下直升导管法浇注的施工工艺。

1、施工准备

1.1、桩孔定位。根据灌注桩分布情况，在现场布设了6个测量控制点，用经纬仪放出粗样后挖护筒坑，埋设护筒时再进行精确定位。为了在施工中校正护筒及桩孔中心，在护筒的外测做4个校核桩顶的控制点，采用“十”字交叉法随时校正桩位中心。

1.2、埋设护筒。护筒采用5mm厚钢板卷制而成，护筒直径比设计孔径大20cm，护筒高度1.5m。护筒采用挖埋法，护筒顶部高出自然地面0.2m，护筒周边均用黏土回填夯实。

1.3、泥浆制备及废浆处理。在黏土层采用钻具自行造浆的形式进行钻孔钻进，不用制备的泥浆。在卵石层、基岩层采用制备泥浆或投掷黏土进行钻孔固壁。抽桶排渣，直接流入现场的沉渣池、蓄浆池，施工现场用2m2装载机配合清场，钻孔弃渣用装载机装自卸车，运至弃渣场。

2钻孔方法及人防洞处理措施

2.1、根据地层选择十字钻头造孔，泥浆固壁，根据不同的地层选择合理的钻进参数。

2.2、穿过人防洞的钻孔处理。本工程有15根桩穿越地下人防洞。人防洞顶在孔深6.5～7.5之间底板高在孔深8.5～9.5m之间。人防洞高2m、宽2.5m。对穿越人防洞的桩基钻孔采取的施工措施如下：

钻孔穿越该段之前出现渗浆，此时回填黏土，用钻头挤密钻孔。加大泥浆比重，应禁止抽砂掏渣。

在穿越有充填物的人防洞中造孔时，可进行反复多次的回填复打的方法挤密孔壁；对于坍孔、漏浆较严重的孔可灌注塑性混凝土，待混凝土终凝后再进行钻孔，直至终孔。

在人防洞无充填的情况下，打穿人防洞洞顶后，全孔泥浆将顷刻间全部漏失，钻孔泥浆顺着人防洞大量流失，直接威胁钻孔孔壁的稳定。施工中采取了焊双层钢筋笼，笼间包裹5层三色布，桩周边人工堆垒土袋的方法较好地解决了钻孔穿越人防洞的问题。

3清孔

钻终孔后对钻孔的孔深、孔形、孔径、孔位、钻孔垂直度进行终孔验收，各项指标符合设计要求后再用抽桶清孔换浆，清除孔内沉渣，沉渣厚度不大于5cm。孔底50cm以内的泥浆比重在1.25的范围内，且泥浆的含砂率≤8%，黏度≤28s。

4質量控制措施

4.1、用测量仪器侧放桩孔中心，严格控制护筒埋设高度及中心位置，用十字架找出护筒中心位置并与钻孔中心位置重合。

4.2、严格控制造孔泥浆的各项性能，根据地层情况及时排渣换浆。

4.3、严格控制钻孔的各项指标，每隔10m检测钻孔偏斜度1次，保证钻孔偏斜度在1%以内。

5、桩基检测

5.1施工过程的质量检测

灌注桩属于地下隐蔽工程，做好施工过程中各个施工环节的控制是保证灌注桩质量的关键，因此对于每根灌注桩均进行检测验收。

5.1.1、开孔前对孔位进行检测验收，填写开孔通知单。本工程140根桩，孔位最大偏差18.3cm，最小偏差2cm，合格率达92.8%。

5.1.2、终孔检查验收，填写终孔验收单。对孔型、孔径、钻孔垂直度检查验收，合格率100%，钻孔优良率90%。

5.1.3、清孔检查验收，填写清孔验收单。经检测，孔内泥浆的三项指标达到设计要求，合格率100%。

5.1.4、钢筋笼安装之前对钢筋的间距、钢筋根数、钢筋笼长度、钢筋笼直径进行检查验收，填写钢筋笼验收单。本工程钢筋笼制安合格率100%。

5.1.5、混凝土浇注：严格控制混凝土浇注速度，浇注过程中控制最小的上升速度为4.27m/h。桩顶控制高程比设计桩顶超浇50cm以上。从基坑开挖暴露的桩头看，除Z2、Z136桩顶标高低于设计高程外，其他138根桩均达到设计要求。混凝土做孔口取样，经抗压试验，混凝土合格100%，优良率96%。

5.2成桩检测

5.2.1、桩基动力检测（低应变检测）

该种方法是在桩顶施加一个竖向脉冲激励力，桩顶将产生振动，振动以应力波的形式沿着桩身向下传播，当桩身存在明显的缺陷和桩身截面变化时，将产生反射波。根据反射波的到时和极性，可以推断各缺陷类型及其在桩身的位置，也可以对桩长进行核对。

根据本工程的施工工艺及地质条件，工程桩在孔深6～8m、10～12m、20～22m段出现漏浆、塌孔现象较普遍，桩径增大。从低应变检测波形看，此段波形变化较大，主要是桩径局部扩大所致。在本次检测的140根灌注桩中，一类桩（优良）占22.2%，二类桩（合格）占77.8%。从检测的结果分析，虽然一类桩占的比例较少，但二类桩中大部分为桩径增大影响桩的整体质量评价，但这些桩径扩大却提高了桩身的整体承载力。

5.2.2、钻孔抽芯检测

本灌注桩工程对9个孔进行钻孔抽芯检测，从桩顶中心向下垂直钻进至桩底3m结束。本次检测桩身混凝土钻进227.62m，混凝土采取率为95.6%～100%；桩底基岩钻进38.96m，岩芯采取率为90.2% ～95.5%。根据《钻芯法检测混凝土强度检验报告》9组27块芯样可知，混凝土抗压强度均满足设计要求

6、结语

该灌注桩工程按照现行的桩基施工规范和技术检测规范的要求组织施工，经过施工过程中严格的质量控制、成桩后精确的质量检测，140根桩桩均满足设计要求。本项工程也为城市中有人防洞的地基处理施工提供了经验。

参考文献

[1] 中华人民共和国住房与城乡建设部《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

[2] 中国建筑工业出版社张忠苗 2007年12月《桩基工程》

[3] 中国建筑工业出版社杨嗣信 2005年07月《建筑地基基础工程施工技术指南》

[4] 化学工业出版社刘福臣、林世乐、黄怀峰 2009年06月《地基基础处理技术与实例》

[5] 机械工业出版社刘大勇 2008年09月《地基基础工程施工细节详解》

[6] 中国地质大学出版社李粮钢、陈惟明、李小青 2001年05月《基础工程施工技术》

[7] 中国建筑工业出版社张忠亭、丁小学 2007年02月《钻孔灌注桩设计与施工》