超长空桩旋挖灌注桩施工质量控制

王华

摘 要：旋挖灌注桩是现代机械和传统工艺结合的典范，旋挖灌注桩因其成孔速度快、噪声低、污染小、适用范围广等特点，被广泛用于基础桩基施工中。随着我国城市化建设的推进，城市土地资源日益稀缺，为充分利用土地资源，建筑物逐渐向地上更高、地下更深的方向发展，工程桩的埋深也随着增加，因此旋挖灌注桩超长空桩施工也会日益普遍。

关键词：超长空桩；泥浆护壁；吊筋

1 引言

工程桩施工因其桩体隐蔽于地下，具有不可视性，因而细节把握、过程管控、提前预见是控制施工质量的关键所在。旋挖灌注桩超长空桩施工质量控制是综合性控制，施工组织和施工要素环环相扣，可谓是牵一发而动全身，任何一个环节出问题都会影响工程桩的施工质量。因此，制作和安装工艺的更新成为了钢筋笼加工的重中之重。由于钻孔深、空桩长，因而工程桩标高控制、注浆管（或声测管）质量控制和成品保护、混凝土浇筑质量及钢立柱桩位偏差及标高控制等均为质量控制的重难点。

2 施工工艺

3 质量控制要点

3.1 护筒埋设偏差的质量控制

护筒在桩基施工中对桩位控制、防止孔洞坍塌具有至关重要的作用，施工过程中必须严格控制好护筒埋设质量。

（1）护筒选择要求：护筒可用4mm～8mm厚钢板制作，内径比钻头直径大100mm，上部设1～2个溢浆口，护筒在黏土中长度不小于1.0m，砂土中不小于1.5m，地下水位涨落较大时，护筒应打入不透水层。

（2）护筒埋设：钻机就位后，钻头中心对准桩位中心，钻头直径同护筒直径，初步钻孔作为埋设护筒用，钻孔深度小于护筒长度约50cm。将护筒吊入孔中，对中初步定位后将护筒砸入土中，护筒顶部高于自然地面约20cm，周围用黏土填实。

（3）护筒校核：传统校核方法是在护筒四周定位4个控制点，拉十字线定位检验护筒中心偏差，此方法比较费时、费力，同时钻机对中护筒中心会增加累计偏差；在现场施工过程可以采用以下方法简便控制护筒偏差：在已埋好的护筒上放一块跳板，用全站仪定出桩中心点，可简单快速校核出护筒偏差，同时钻机中心直接对中工程桩中心点，可进一步减小桩位偏差。

3.2 泥浆护壁成孔质量的控制

泥浆护壁工艺是灌注桩施工质量另一控制要点，泥浆有防止孔壁坍塌、冷却润滑机械的作用，合理的泥浆密度能够悬浮土渣，通过泥浆循环排出土渣。

（1）泥浆制备要求：除能自行造浆的黏性土层外，均应制备泥浆。泥浆制备应选用高塑性黏土或膨润土。泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配合比设计，一般控制泥浆比重在1.15～1.30范围内。

（2）泥浆护壁的主要作用就是在于维持孔壁稳定，施工期间要严格控制好泥浆比重、黏度、含砂率等指标，且施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上。

3.3 钢筋笼安装质量的控制

钢筋笼加工好后，吊运安装均按照常规方法进行即可，但在安装中必须注意细节问题，因安装的一些小细节起大作用，否则会引起很大的质量问题。

3.3.1 吊筋控制钢筋笼锚固长度

吊筋顾名思义，就是起吊放钢筋笼的作用，可实际施工过程中吊筋多支撑于护筒上，护筒受压多数会下沉，最终会造成工程桩锚入筏板的钢筋长度不够，出现质量问题，因此，加工吊筋长度要比理论长度短约10cm（据现场按施工最大荷载试压护筒确定及时调整），可有效控制解决钢筋笼因护筒下沉造成锚固长度不足的问题。

3.3.2 负空段吊笼定位钢立柱

某工程中有14根钢立柱为混凝土内支撑所用，和其他工程桩相比，钢立柱在桩位偏差、垂直度和标高控制上都有更高的要求，由于空桩较长，这给质量控制带来了很大的困难。经过总结和实践，用负空段吊笼可以很好地控制钢立柱施工。

（1）钢立柱负空段吊笼加工要求：钢筋笼由4根主筋和加劲筋组成，长、宽为钢立柱内径尺寸，长度为：护筒标高-钢立柱顶标高+吊笼与钢立柱焊接长度，主筋、加劲筋直径不宜小于25，以满足足够的刚度，加劲筋每隔1.5m一道，最上面一道主筋上用钢筋头焊制4个堵头做吊装用。

（2）安装定位：①安装：钢立柱吊装完毕后开始吊装吊笼，吊笼与钢立柱连接时，4根主筋的棱线必须与钢立柱内角棱线贴紧，保证吊笼中心与钢立柱中心重合，并搭接不小于30cm单面焊接；②定位：标高定位：用水准仪测出护筒标高，即可推算出吊笼从护筒至钢立柱顶的长度：护筒标高-钢立柱顶标高-10cm（10cm是防止护筒下沉造成钢立柱顶标高不够，据现场按施工最大荷载试压护筒确定及调整），根据此长度提前画出标记线，两边各焊制两根并排的直径不小于25的钢筋在标记线处作为受力支撑，并在支撑钢筋上焊制4个堵头做进一步加固；位置定位：用兩根长于护筒直径的钢筋十字交叉定出吊笼中心线，用全站仪测定出4个控制点并引至护筒边（控制点要沿支撑梁轴线布置），用吊车吊起吊笼使，中线与4个控制点交汇中心重合，并通过受力支撑钢筋与护筒有效焊接牢靠，直到混凝土浇筑初凝后才可拆除焊接。

3.4 注浆管（或检测）管细部控制

在钢筋笼加工完成后，如设计有注浆（或检测）管，则须进行声波检测桩身完整性以及工程桩后注浆工作，注浆管兼做声测管。保证钢管不被堵塞、成品不被破坏是施工控制的重难点，保证措施：（1）加工工艺控制：①钢管连接使用钢管套，套筒长约10cm左右，保证焊缝质量；②使用成品单向止回阀及封堵盖，避免混凝土浆液灌入钢管（封堵盖可以回收利用）；③若工程桩仅做声波检测，可以封死管底，在钢管里灌满水，一方面可检测钢管焊缝质量，另一方面焊缝即使有漏点，混凝土浆液进入会被稀释，不会造成声测管堵塞。（2）施工控制：①钢管是布置在钢筋笼上的，吊装时禁止拖笼、敦笼，以免造成钢管接头破坏，或造成钢管弯曲；②钢管顶部平齐护筒顶，以避免由于空桩长，后续施工因机械、人工二次挖管造成破坏，同时也便于声波检测及后注浆工作的衔接和开展。

3.5 水下混凝土灌注质量控制

3.5.1 导管质量控制

（1）导管要求：规格、隔水性能等满足规范设计要求；料斗混凝土储备量要满足初次浇筑量能埋管不小于0.8m，底管长度不宜小于4m，以保证埋管长度。

（2）导管安装：要保证导管具有足够长度，导管底部距离孔底宜为300mm～500mm，料斗与导管连接完毕后，一定要浇水润湿，然后封闭料斗阀门。导管安装完毕要验收合格后才可进行混凝土浇筑。

3.5.2 混凝土浇筑质量控制

（1）控制第一斗混凝土储备量，保证埋管长度满足不小于0.8m要求。要根据工程桩直径、导管距孔底的距离、土质充盈系数，综合精确计算出最小埋管所需混凝土量，来选择合适的料斗，且必须待料斗储存够所需混凝土量才可打开料斗阀门。

（2）控制拔管长度和速度，保证桩身完整性和混凝土密实性。灌注水下混凝土一个最关键点就是保证适宜的埋管深度，保证了埋管就可利用混凝土自身隔水、隔渣，利用混凝土产生的压力在成桩过程还可挤密混凝土。在施工过程中，我们要勤测实量，始终保证埋管深度控制在4m～6m范围内。

（3）控制混凝土浇筑量，保证超灌高度，节约混凝土用量。在实际施工过程中，工程桩混凝土超灌高度往往远大于设计值，这就造成混凝土浪费，同时也增加后续施工工程量。可通过双控，即混凝土设计量和实测量现场控制：①精确理论用量：根据土质情况依次为回填土、圆砾层、黏土层，通过实践和资料查询，得到各土层的充盈系数依次：1.20、1.15、1.05左右，然后根据地勘报告的土层厚度精确计算出工程桩理论用量；②根据设计要求，提前计算出负空段，现场对混凝土浇筑班组工人交底，且在浇筑过程中实测实量。通过这两种方式，在保证工程桩成桩质量的前提下，有效地控制超灌高度，节约材料用量，减少后续施工的工作量。

4 安全措施

（1）吊装钢筋笼要严格遵守《起重机械安全规程》的规定，起重机械运行前必须安置平稳，地面承载力满足要求，全面检查设备状况后方可作业。吊装钢筋笼时由专人指挥；履带吊必须由专人操作、指挥，持证上岗。

（2）设备使用前，要检查相关电源的接通情况，漏电保护器、底线要安装正确，确保其运行安全。

（3）设备运行过程中严禁遮盖电器部分，以保证散热量好。

（4）钢筋切头使用的砂轮机，安装牢固合适的砂轮罩，否则不得使用；开动砂轮机后先空转，待转速稳定后方可使用，切头时不得正对砂轮。

（5）套丝机应先空载试运转，进行检查、调整、各部运转正常，方可作业；套丝时随时加润滑冷却。

（6）操作人员要正确使用劳动防护用品，不能穿过于肥大、有丝带或易被卷入设备的服装进行作业，防止衣服手臂卷入设备中。

5 环保措施

（1）施工期间必须遵守国家有关环境保护的法令

（2）将各种油类废物进行分类收集，统一处理，减少对环境的污染。

（3）保持现场整洁，钢筋切头套丝废料、废旧砂轮片等及时清除运走，弃至制定废料池。现场机械设备更换的零配件应及时回收。

6 结束语

我单位承建的某项目，其中桩基工程采用了旋挖成孔灌注桩，基礎为桩筏基础，工程桩共计271根，其中钢立柱桩14根，有效桩长48m的35根，其余有效桩长均为40m，平均空桩段约16m。土质概况为：自然地坪下约1m的范围为人工填土，人工填土下约20m的范围为圆砾层，其下为黏土层。

现场通过精心组织、过程管控，把握每一个细节，责任到人、分工明确，克服了超长空桩施工的技术难题，最终提前按质按量的完成了施工任务，14根钢立柱桩的标高、垂直度、位置完全满足设计和规范要求，且通过第三方的检测，I类工程桩达到92%，其余均为II类工程桩，为后续施工打下了坚实的基础。

参考文献：

[1] JGJ 94—2008.建筑桩基技术规范[S].

[2] 《建筑施工手册》[第五版].中国建筑工业出版社.