探析高层建筑冲孔灌注桩施工技术

张雷朋

（福建联美建设集团有限公司，福建 厦门361000）

1 工程实例概况

该工程位于福建省泉州市德化县，属于安置房工程。设计为地下局部两层地上18 层，由9 栋高层组成。采用泥浆护壁冲孔灌注桩基础，总桩数为1000 根，桩径800mm 的有509 根、1000mm 的有301 根、1200mm 的有148 根、1500 mm 的有37 根、1600mm 的有5 根。桩基持力层选择为中风化凝灰熔岩，桩端进入持力层不小于1m，桩身混凝土强度等级为C30，桩身全长配筋。

2 高层建筑冲孔灌注桩施工问题概述

高层建筑建设涉及冲孔灌注桩施工，而这一过程对应的施工工艺比较复杂，且对施工操作技术要求较高，在一般的施工过程中经常容易出现施工质量问题。根据当前实际施工情况统计分析可知，主要表现为如下几类问题：（1）孔壁坍塌。在冲击成孔过程中，容易出现大量的气泡以及泥浆液体快速流失没导致护筒内部水位下降显著，由此造成孔壁坍塌。这类问题一般是钻头运行状态不佳、冲击速度把控不当造成；（2）桩孔偏位。冲击孔位偏离中心线位置，抑或桩孔存在显著额垂直误差。当桩机不稳固时，在作业过程中就可能出现桩机不稳，导致钻头出现偏移，由此导致桩孔偏位；（3）卡锤问题。在冲孔作业过程中，容易出现冲击锤无法拔出。这种情况主要是施工过程中护筒倾斜或者护筒出现移位而致使桩锤被卡住。

3 高层建筑冲孔灌注桩施工技术要点分析

在高层建筑孔灌注桩施工过程作业中，其主要流程涵盖了平整施工场地、测量放线施工、护筒埋设施工、桩机定位、冲孔施工及其测量、钢筋笼制作及其吊装、混凝土浇筑等。其中，测量放线施工、护筒埋设施工、钢筋笼制作、冲孔施工为关键环节，对此本文重点探讨这些关键环节的施工技术要点。

3.1 测量放线施工

测量放线是高层建筑孔灌注桩施工过程作业中的另一个关键施工要点。对此要求严格根据施工图纸设置要求，首先做好桩基中心坐标的测算。其次，在现场施工布置后进行放桩作业，对此相关工作人员要对这些桩基进行科学合理的维护，确保桩基的定位点的固定不变。除此之外，在钻机施工作业中，要确定钻机的调整情况，合理放置护筒，有效实现对桩基的保护。同时在钻机作业的过程中，要反复查验孔位情况，确保各个孔位符合设计要求，由此避免孔位偏移问题出现。

3.2 护筒埋设施工

护筒作为一种保护孔位桩基的重要施工结构，其在实际的施工中经常使用，由此可见做有效开展这一施工作业内容对于维护施工质量有着关键意义。对此要求在护筒埋设施工中，首先要做好护筒材料的选取，对于这一问题要求根据相关设计要求进行选取工作，比如要求被选取的护筒，其每一节护筒的尺寸在两至三米，材质为钢质。此外在护筒的直径选取上要根据孔桩直径来选取，以此实现二者相匹配，对此一般选择内径比孔桩直径大二十公分左右的护筒为宜。其次护筒质量是关键，其直接同钻孔作业质量相关联。对于钻孔较深的情况，低下水位的孔壁会受到地下水压力的影响导致孔壁坍塌，对此可以合理的布设护筒以有效隔绝地下水的影响，从而以降低其对孔壁影响。重点把握上述技术要点，在施工中加以实践，以此实现该环节施工质量控制。

3.3 冲孔施工

上述工程施工完成后的重要施工环节就是冲孔施工作业。这一环节而言，首先将桩机调整到位。其次要将冲击锤的中心和护筒的中心标齐对准，二者之间的误差保持在二十毫米以内。在冲孔过程中，首先采用低垂密击的方式进行作业，此时锤高度要控制在四十厘米到六十厘米的范围内，并同时要及时恰当添加片石、黏土泥浆护壁、从而使得形成的孔壁能够构架稳固密实。当孔深度在护筒以下三到四米的位置，则加大锤击频率，提升锤击高度，其对应锤击高度为两米到四米之间。在冲孔的过程中同时要注意及时清除孔内残渣，每一阶段的锤击后则要进行一次排渣操作。开展钻进作业过程中，采用膨润土来制备泥浆，并且根据需求来添加分散剂，比如碳酸钠，掺量要控制为加水量的百分之零点五的范围内。相关添加比例根据实际情况来确定。钻机每钻进一到二米时，开展一次取样作业，并保存岩样，为终孔检验提供资料。同时上述的反复作业，一次来达成该作业过程。为防止发生扰动孔壁、塌孔、扩孔、卡锤和掉锤及泥浆流失等，在桩距小于2.5d(桩径)时，必须跳开施工；多台桩机不得同时起落桩锤避免形成共振效应。清孔时应采用泥浆不断循环排渣，直至灌注水下混凝土。每根桩必须进行严格清孔，灌注混凝土前，孔底沉渣允许厚度应≤50mm。

3.4 钢筋笼制作安装

在完成施工准备工作后，则可以根据施工设计方案要求，进行制作钢筋笼的作业，以此来确保钢筋笼同灌注桩实现相连对应。对于钢筋笼结构而言，主要包含钢筋和箍筋等材料。在实际的制作过程中，要严格根据设计要求，做好钢筋尺寸的掌控，尤其是钢筋直径，其关乎钢筋笼制作的强度质量。在此基础上要做好钢筋间距的设计和控制以满足设计要求，同时也要考虑钢筋保护层的设计和施工工序，依托国家施工设计规范开展该环节的施工作业，以此达成设计要求，安装时注意成品保护和隐蔽验收，由此为高层建筑施工质量控制提供基础支撑。

3.5 安放导管

钢筋笼吊装就位后，即可下导管（导管使用前，应拼装试压合格），导管采用壁厚5mm 的无缝钢管制作，直径250mm，导管接头用双螺纹方扣快速接头，必须具有良好的密封性能，导管吊放时应居中且垂直，下口距孔底300～500mm，底管长度应≥4m。

3.6 二次清孔

导管安装完毕后，在导管顶部接上供浆管，进行第二次清孔。当泥浆沉渣很少，且测锤可清晰感觉到底部岩面时，通知建设单位及监理单位等进行现场验收合格后，方可结束清孔，并立即灌注混凝土。

3.7 水下混凝土灌注

混凝土强度等级和坍落度应符合设计要求严格按照设计要求通过做坍落度实验等对进场的商品混凝土进行验收。做好初灌和终灌时混凝土量和标高的控制，留置好混凝土试块。

4 高层建筑冲孔灌注桩施工质量控制策略分析

4.1 着重常见问题预防

前文中探讨了高层建筑冲孔灌注桩施工中的孔壁坍塌、桩孔偏位、卡锤问题等相关问题，对于这些常见问题的有效解决则是关键。对于孔壁坍塌问题，首先在作业前要对该区域的地质条件相关资料进行研究，确定低下水位以及岩层分布情况，明确溶洞和土洞的分布情况。其次要做好泥浆的配置，尤其是土质材料的选择和材料的配比等。对于桩孔偏位问题，要求在施工前做好桩孔位置的精确定位，确定其对应坐标参数，并在施工中要反复进行核查，保持钻机参数和设定参数处于相协调的状态，在此基础上操作人员要严格按照相关要求来执行各项任务，保持作业过程中操作施工环节的规范化、统一化和精确化。针对卡锤问题，要求在进行冲孔时，要对冲击锤进行查验，确定其设备处于正常运行状态，其次在埋设护筒时要确保护筒处于垂直状态，最后在冲孔过程中要严格按照操作规范作业，以此来有效解决这一问题。

4.2 强化灌注施工工艺控制

高层建筑冲孔灌注桩施工，涉及到灌注作业过程，而这一施工过程有着很高的工艺要求，对此要求在作业过程中强化灌注施工工艺控制。在工作开展之前要根据施工设计要求，选择好混凝土相关材料，为混凝土质量控制提供先决条件。对此在开展灌注施工作业过程中，首先做好混凝土的搅拌工作，尤其是材料的配比，搅拌工艺等，以此提升混凝土搅拌质量，进而更好地避免断桩和堵管问题。其次，为了更好地提升混凝土质量，需要做好对抽动导管质量的控制，从而更好地土体冲刷孔壁，以避免可能的桩孔孔壁坍塌的问题。做好高层建筑冲孔灌注桩施工则要确保施工工艺满足施工设计要求，从而以提升高层建筑施工质量。

5 结论

高层建筑冲孔灌注桩施工作为高层建筑施工中的重要环节，该环节在施工技术和施工工艺上要求相对较高，因此容易出现各种问题，对此本文重点分析了当前存在的主要问题。在此基础上，就高层建筑冲孔灌注桩施工技术要点进行了分析，涵盖了钢筋笼制作、测量放线施工、护筒埋设施工、冲孔施工等内容。最后就高层建筑冲孔灌注桩施工质量控制环节，提出了着重常见问题预防、强化灌注施工工艺控制等相关举措，从而为当前高层建筑施工质量控制提供参考。