超高层建筑施工中干法旋挖成孔灌注桩工艺的应用

许林

【摘要】本文围绕超高层建筑施工中应用干法旋挖成孔灌注桩工艺展开讨论，结合实际工程案例，通过具体的应用过程，为施工企业应用干法旋挖成孔灌注桩施工提供参考依据。

【关键词】超高层建筑施工;干法旋挖成孔;坍孔防治;旋挖钻

施工企业在进行超高层建筑施工过程中，应根据工程的实际情况，选用合适的开挖方法。在本文中以某地区建设的国际金融中心项目为例，在该项目中应用干法旋挖成孔灌注桩工艺，并对该工艺的应用流程进行深入的分析，通过分析总结经验，从而扩大干法旋挖成孔灌注桩工艺的应用范围。

1、工程概况

该工程为某市重点招商引资项目，该项目用于国际金融中心，总建筑面积为430600平方米，其中地上建筑共有88层，建筑高度为428米。在工程建设的初始阶段，由于该工程属于超高建筑，施工企业十分重视工程基础建设。在建筑基础建设过程中，采用钻孔灌注桩施工技术，运用干法旋挖成孔方法，要求将基础桩直径控制在0.8-1.0米范围内，桩长控制在15.7-26.7米范围内，需要607根桩体。制作基础桩的材料全部采用混凝土，其中桩身混凝土强度为C50和C55，保护层厚度设定为70毫米。

2、施工条件

在该工程施工过程中，该地区地质结构较为复杂，地质结构中含有多种成分，包括黄土、碎石、泥灰岩等，上述土质均具有风化石灰岩特点，在进行桩基础施工时，要求桩底部必须深入到石灰岩内部，并且持力层厚度应超过1米。

此外在对该工程地质结构进行分析时，该工程地质结构内含有岩溶裂隙孔隙水，孔隙水埋深在40-41.6米范围内，并且孔隙水年变化幅度在10-15米范围内，水头最高标高会高出高程45米。

3、施工难点及应对措施

3.1场地狭小，施工组织开展困难

该工程施工场地面积仅为3025平方米，在狭小的场地进行施工时，施工企业将现场划分成三个区域，要求每个区域架设一台旋挖钻机，必须保持一定的距离，避免相互之间距离太近，影响到设备正常的施工。进入到工程的施工阶段，每台设备同时进行旋挖，并且控制旋挖成孔之间的距离，要求距离必须大于直径的四倍，或者每个桩孔开挖时间，必须间隔36小时以上。

3.2灌注桩入岩深度深，入岩难度大

在旋挖施工过程中，施工企业按照设计要求进行施工，发现入岩难度较大，将设计入岩深度，由原来的4米调整为1米，并且在不同区域使用不同的钻头。例如在软土结构上，使用筒式钻头，可以提高旋挖施工效率。

3.3混凝土采用C50、C55，原材料供应紧张

该工程桩基础使用强度为C50和C55的混凝土，但是上述强度的混凝土原材料供应紧张，施工企业应制定合理的施工方案，保证在原材料供应充足的状态下，才能进行施工，避免施工时间较长，影响到工程整体施工进度。

4、干法旋挖成孔施工

4.1选择干法旋挖成孔施工的原因

4.1.1环保、污染小

该工程地质适合使用干法旋挖成孔施工技术，在施工中不会产生较多的泥浆，对环境产生良好的保护作用。

4.1.2噪声污染少

在施工过程中，使用旋挖钻机进行施工，旋挖钻机产生的噪声较小，不会对周围的环境产生噪声污染。

4.1.3成孔速度快，施工效率高

在旋挖成孔施工過程中，使用的设备可以一次性完成成孔施工，无需进行泥浆制备、钻杆拆除以及支架搭设等工作，并且成孔速度较快，有效提高施工效率。

4.1.4在同等地质条件下，干法孔桩承载力更高

与湿法成孔桩单桩相比，如果在相同的地质环境中，干法孔桩的承载能力较强，尤其是在超高层工程建设过程中，干法成孔施工形成的钻孔，会与混凝土进行充分的融合，在融合过程中会提升二者之间的摩擦力，使桩基础处于稳定的状态。

4.1.5适用的地质情况广泛

在不同地质条件下，干法旋挖成孔灌注桩工艺应用较为广泛，例如在坚硬的地质结构条件下，施工企业只需增加钻头，即可完成桩基础施工。

4.1.6易于管理

施工企业应用干法旋挖成孔灌注桩技术开挖桩基础时，施工过程完成处于自动化生产状态，整个施工过程易于管理，无需投入更多的管理资金。

4.2施工工艺流程

施工工艺流程如下：1.放线定位;2.挖桩坑;3.钻机就位;4.钻进成孔;5.灌注混凝土;6.成桩;7.桩基检测、验收。

4.3施工控制要点

4.3.1施工准备阶段控制要点

施工准备阶段控制要点如下：1.组织施工图纸交底;2.执行三级交底制度;3.以现场情况为主，对施工组织方案进行优化;4.检查工程材料出厂合格材料;5.详细记录每个施工环节的数据。

4.3.2施工阶段控制要点

进入到施工阶段，施工企业应做好以下几项工作：首先，在施工准备阶段，对施工现场进行全面的清理;其次，埋设护筒，要求埋设的护筒具备一定的防护能力，并且对护筒的周边进行碾压平整，为后续的施工提供便利的条件;1.钻孔;2.沉渣监测以及清孔;3.制作和吊装钢筋笼;4.安装导管;5.二次清孔;6.灌注混凝土;7.后注浆施工。

5、干法旋挖成孔施工中的常见问题及处理措施

5.1坍孔

在桩基础施工过程中，经常出现坍孔清孔。该工程地质结构较为稳定，但是施工企业针对出现的坍孔的因素进行深入的分析，一方面是由于护筒埋深较浅，未能对上层部分进行有效的夯实，另一方面钢筋笼在孔壁内出现晃动情况，导致孔壁出现较为明显的负压。

施工企业发现出现坍孔情况后，及时停止施工，针对引发坍孔的因素实施处理措施，包括采用对称灌注水泥砂浆的方法，提升孔壁的强度。

5.2钢筋笼、导管卡住

在施工中出现钢筋笼、导管卡住的情况，主要是未正确操作振动锤等设备，并且在拔出导管过程中，未能将导管放置在指定高度，导致钢筋笼与成孔之间的垂直度存在偏差。针对出现的卡住情况，需要施工人员正确操作，避免发生卡住的情况。

5.3钢筋笼上浮

钢筋笼出现上浮的情况，主要是未能控制混凝土的坍落度，钢筋笼在混凝土的冲击下出现上浮。施工企业应控制混凝土的浇筑速度，并在浇筑的准备阶段，应对混凝土进行试验，包括承压试验和水密性试验，提高混凝土的密实性，防止钢筋笼受到混凝土的作用，出现上浮情况。

5.4埋钻和卡钻

施工期间设备出现埋钻和卡钻情况时，主要是一次钻进较深的距离，无法有效的排出钻进的土体。施工人员应使用重机和振动锤，对桩基础的周围土体进行提钻，有效防止出现埋钻和卡钻的情况。

结语：

综上所述，在高层建筑施工过程中，为使高层建筑保持良好的稳定状态，需要使用干法旋挖成孔灌注桩施工技术，在使用该技术进行施工时，施工企业应合理安排场地，并掌握施工的要点，避免施工中出现问题，从而提高工程的施工效率，保证工程质量符合建设标准。

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