复杂地质条件高层建筑桩基础施工技术与质量控制措施探讨

黄珊云

【摘要】 本文工程实例，主要复杂地质条件高层建筑桩基础施工技术与质量控制措施进行了论述，以供同仁参考。

【关键词】 复杂地质条件；高层建筑；桩基础；施工技术；质量控制

一、工程概况

某住宅小区建筑为A、B两幢组成。地上21层，地下1层，建筑面积21000m2，为框架剪力墙结构，地下室基础平面示意图见图1。该楼为柱下单桩，共28根人工挖孔灌注桩，桩径1.0～1.5m，桩底扩径为1.9m的有6根，1.7m的有16根，1.4m的有6根，最短的为14.4m，最长的为31.4m，平均桩长23.7m。桩长根据成孔情况而定，要求桩端进入灰岩层0.5～0.8m，在孔底打超前钻，要求桩底下面3～5m内为完整灰岩。桩身混凝土强度等级为C25。上部结构荷载分布相对于⑥轴左右对称，轴线○G与轴线④的交点（简称G4）的柱荷载最大为12640kN，J4，E5，D4，D3，G3，J3，K3，K4 和K5 的柱荷载分别为10550kN，7830kN，8820kN，6240kN，9120kN，7020kN，3830kN，5260kN和5140kN。

图1、地下室基础平面（单位：mm）

二、工程地质特征

该场地岩土性质自上而下为：第一层为杂填土层：层厚 0～1.3m，结构杂乱，强度不均，力学性质差；第二层为粘土层（Qal）：层厚13.7～21.3m，呈浅黄色、褐色、棕红等色，含铁锰质结核或铁锰质薄膜，并含网纹状高岭土。呈稍湿或湿状态，硬塑状。硬土层在10m以内，?k为300～400kPa，10m以下，?k为250kPa。该工程桩筏基础的筏板位于此层中（自然地面下4.2～5.3m）；第三层为高岭土、可塑状粘土及残积土夹少量孤石。该层较密实地冲填、残积于岩溶溶槽内；第四层为碳酸盐灰岩层：呈紫红色、浅灰色，凡遇有溶洞的钻孔，岩层溶蚀，溶裂较发育。未遇溶洞的钻孔，岩层岩芯完整，节理裂隙和溶裂均不发育。岩石单轴抗压强度?r=6.12～8.48MPa。在对溶洞进行恰当的加固处理后，该层作为桩端持力层。由于地质条件复杂，基岩面起伏大，岩溶发育，故在钻探等常规勘察的基础上，又采用地质雷达、瞬变电磁、直流电法、浅层地震等方法进行了综合物探。

三、桩基础施工技术

（1）挖孔及护壁

1）挖孔前，应按建设单位的测量基准点和测量基线放样定位，按施工图纸中桩芯坐标、管线的位置及现场摸查管线的位置，确定挖孔桩的范围；人工挖孔桩施工放线时，要考虑各种施工误差，施工桩位偏移不大于50mm，桩孔的中轴线偏斜率不大于0.5%；经相关部门办理签证手续，才能开挖桩身土。

2）挖孔桩第一米开挖、护壁、锁口砼是整根挖孔桩的开始，也是护壁砼成功的关键。因此，开挖到位后，应立即埋设锁口钢筋，在每节护壁与下一节护壁之间埋，要埋设连接钢筋（间距20cm）；为保证挖孔的可操作性，挖孔、护壁节与节之间采用锯齿形（锯齿形也能增加桩的摩擦力）；在开挖过程中应经常检查挖孔桩尺寸和垂直度，发现偏差，应及时纠正。

3）根据设计规范要求，挖孔桩的安全距离为4.5m或2.5D（D为桩径）中的最大值，为了提高工作效率与工程进度，可采用循环换孔施工；为了成孔安全，一般地层，每层开挖深度为1m；砂层和淤泥质土层，每节开挖深度不得超过0.5m，挖好后要及时浇筑砼护壁，并于当天浇筑好砼（夜晚是护壁砼最好的养护时间）；护壁时，第一节孔圈护壁应高出地面50cm，以防地面水漫入孔内；在放线定位后，应在桩周围设80cm左右高的防护栏，防止行人进入，确保施工安全。

4）在挖孔達到一定深度时，会碰到坚硬的岩石，则可采用风镐掘进或用小药量爆破方法进行施工；如开挖至设计标高仍未碰到岩层，要根据实际情况超挖。

5）浇灌护壁砼时，应采用钢筋插实法浇灌，并用镐击模板或用插入式振捣器振捣；当桩孔水淹没模板的情况下，不得灌注混凝土；每一节护壁高度控制在100cm，对不利土层（淤泥、砂层等），应加厚护壁，加大、加密护壁钢筋，并将每一节的护壁高度调整为50cm；护壁砼浇筑尽量采用速凝剂。

（2）成孔、浇筑桩身砼

1）成孔施工。挖孔达到设计标高后，要及时对成孔的各项数据（桩径、偏差、桩底渗水量）进行分析，以便及时采取补救措施；成孔时不能超挖，每挖一米即及时浇筑挖孔桩的护壁；孔口周围2m内不得堆放土石方及杂物，要保持壁面高出地面30cm，挖出的土石方应及时运力孔口；孔内设软梯上落，并设置与孔壁锚固的半圆形网作遮拦，上落吊桶时工人只允许在网下操作；每次下井施工前均进行抽水、通风和毒气等检测工作，如发现异常，应返回井面报告，待查明情况、采取有效措施后，方可继续作业；挖到设计要求深度后，会同业主、质检站、设计院、监理单位等部位进行成孔验收，成孔的允许偏差应满足：桩径±50mm，垂直度0.5%，桩位±50mm，合格后进行混凝土封底。

2）浇筑桩身砼。当每个桩孔成孔后，应及时会同设计、甲方、监理和质检部门进行成孔验收和隐蔽工程验收，当验收合格后，应彻底清理沉渣，然后立即封底和灌注桩身砼；在浇注砼前，要安放好导筒，要再次检查做孔底渗水测定，渗水量<0.3公升/s时，可采用普通方法浇注，渗水量>0.3公升/s时，要采用水下砼浇注；如检测需要，可埋设声测管。

四、桩基础施工质量控制措施

该场地地质条件复杂，桩基持力层起伏大，桩的长短相差1.18倍，有产生不均匀沉降的可能性。在对该工程全部基桩进行了桩身质量及完整性检测，I类桩3 根，占10.7%，II 类桩20根，占71.4%，III类桩5根，占17.9%。III类桩的缺陷主要是离析型蜂窝、麻面和孔洞，缺陷分布于桩身外围的表面，深度50～200 mm，桩中心有效直径范围内混凝土强度等级在C20以上。在分析了地质资料和桩基施

工、检测报告后，从确保工程安全度的角度，我们提出了如下建议：一是在有较严重缺陷的基桩附近补桩，共补桩6根；二是将筏板厚度由原设计的1.0m增加到1.3m，将筏板的双向面筋、底筋由原设计的Φ16@200改为Φ25@150，加粗了主筋，减小了主筋间距，筏板可承受较大的弯矩，筏板下的土反力得以充分的利用，大楼的不均匀沉降也减小；三是在大楼建造前，对桩筏基础进行监测，监测信息及时反馈，指导后续施工，确保工程的质量和安全。

五、结语

总之，高层建筑桩基础工程的质量是工程施工中的重中之重，因此应加强对于桩基础施工技术的主观和客观两方面的改进，做好施工前期的准备工作，以及在具体施工时加强管理，防止不应有的偏差和失误产生，以提升桩基础施工管理水平，确保工程质量。

参考文献

[1]GB50007-2002， 建筑地基基础设计规范[S].

[2]JGJ3-2002，高层建筑混凝土结构技术规程[S].