试析建筑工程桩基施工技术及控制要点探讨

毛广梅

【摘要]近年来，随着人口开始大规模向城区聚集，城区内的建筑行业如雨后春笋般迅速扩展蔓延开来。与此同時，人们对现代建筑技术水平和现代建筑工艺质量也提出了更高的技术要求。桩基施工技术是高层建筑工程技术领域的重要不可组成技术部分，是有效保障高层建筑安全稳定、防止出现不均匀沉降的可靠技术保障。探讨我国建筑工程桩基施工技术及控制要点，对逐步提升我国现代城市建筑行业施工技术水平、保障现代城市基础建筑安全建设具有广泛及其重要的指导作用。笔者对这一研究主题予以深入探讨，以期能够达到抛砖引玉的理想效果。

【关键词】建筑工程;桩基施工技术;控制要点

现代建筑工程中，桩基施工技术是不可或缺、广泛运用的技术。依托桩基施工技术，能够有效防止复杂多变的建筑环境的影响，突破地质条件的限制，避免不均匀沉降给建筑物带来的伤害，保障建筑物的安全和稳定。探讨我国建筑工程桩基施工技术及控制要点，对逐步提升我国现代城市建筑行业施工技术水平、保障现代城市基础建筑安全建设具有广泛及其重要的指导作用。

一、桩基施工技术原理及运用

桩基施工技术的主要工作原理，即依托桩基泥浆保护其孔壁、防止泥浆塌孔。通过循环成型钻孔后的机械转动作业，成孔后即可借助桩基泥浆施力保护孔壁同时防止排出塌孔土渣，主要方法有正、反循环钻成孔法和冲击成孔法两种。

（一）正、反循环钻成孔法

正、反循环钻成孔法与挖孔法主要区别之处在于：正、反循环挖钻成孔时，泥浆通过浆池、浆泵、钻杆先后进入孔中，实现泥浆护壁的同时将渣土带出，水则在重力作用下自行流回地下泥浆池。渣土在泥浆池里充分沉淀后，再次经过过滤稀释重新回到孔内。反循环钻成孔法按孔内和泵钻杆内空气冲洗液循环动力钻进根据。来源与钻杆工作运动原理不同，又可分为：钻杆泵内呼吸反向逆循环动力钻进、气举（压气）反循环动力钻进和振动喷射（射流）反循环振动钻进等三种工作方法。

适用范围：正规的循环排渣钻孔施工法一般受其采用排渣钻孔方式的深度限制，其适用成孔的深度和适用的地层都受到一定程度的限制。相对于反循环方式钻孔，这种方法设施简易、体积小，能够适用十分狭窄的作业场地。反循环式钻孔法从粉细砂岩层到软质的砾石砂岩层、风化性砂岩层，成孔滚钻深度最大可达100m，最大滚钻孔径也可达5m，是其他传统机械钻成孔工艺难以达到的。

（二）冲击成孔法

冲击力成孔灌注桩处理施工的方法，主要是首先采用电动冲击式螺旋钻机或电动卷扬机直接带动一定承载重量的钻头，在一定的推力强度内转动，使整个钻头自由提升，然后通过突放重力，使整个钻头自由降落，利用强大冲击力的动能冲挤出泥土层或已被破碎的砂岩层面，形成灌注桩孔，再次采用重力掏空抽渣筒或反循环方式抽渣筒等方式将进入钻头的破渣岩屑彻底排除。遇到硬质卵石或砾石灰砂层或石灰岩层时，采用回旋冲击钻及其他钻进施工方法难以进行施工，选用配合冲击钻或成型钻孔进行施工的方法，常常也能同时取得较为理想的施工结果。

二、施工流程及质量控制

（一）施工流程

1.测定桩位。根据工程设计方案图纸对桩位进行放线，严格控制充电桩位放线精度，，是有效保证充电桩基础建设、确保施工工程质量的重要前提条件。所有充电桩点一次性全部进行测放、复核，每天对已经预钻的桩点桩位进行二次测放复核定点检查，保障定点桩位精准无误，防止机械、人员等进行碾压、踩踏时的移位、破坏。

2.埋设护筒。护筒的正确设置不仅仅可以起到固定桩孔位置及保护桩口作用，在地下水位高度较高或水下工程施工中，还可以起到有效隔离地下水流防止渗入孔内的保护作用。护筒埋设时，倾斜倾角率一般≤5‰。

3.桩机就位。要确保桩机中心与另外的桩位钻头中心完全重合，并有效确保钢桩成孔施工机械保持水平稳定，避免影响垂直度。

4.成孔。要正确选择钻孔施工机具及操作工艺，选择时，依据其桩型、机具的深度、泥浆大量排放及污水处理等实际条件综合考虑确定。如果挖桩是采用端承为主的机构桩，地基和泥土中含有大量碎石或粘土、砂卵石、土层较坚硬及变质风化岩，则较为适宜直接选用钻孔冲击桩或钻机来完成成孔，即采用冲孔桩。

5.清孔。钻孔深度达到钻孔深度规定标准要求后，应当按步骤进行对孔的验收和对孔底处的沉渣、淤泥进行彻底清理。孔底部的沉渣测量可用重锤底沉法或采用x-2型的底沉渣仪进行检测。重锤测量法主要是依据重锤手感程度来直接判断一定沉渣在其表面表层位置，然后可以凭测锤器的重量直接夯入一定沉渣的表层厚度值作为它的测量基准值。重锤法不仅要求行业经验丰富，否则测量误差较大。x-2型立式沉渣仪检测是一种利用沉渣测试仪的探头和检测仪表进行量化检测。

6.钢筋笼的施工制作和维护安装。钢筋笼在预制作时，箍筋与两个主筋的间隔层要一点点接连焊;用于预制作的环形钢筋保护材料层中的垫块应按纵向分布设置，使其间距5～6m每档一组。垫块板的环径即为玻璃保护板垫层板的厚度。环形保护垫块设计可以有效减少孔壁的摩擦刮伤及同时增加内层钢筋管道保护膜涂层的均匀性。分段连接制作的每条钢筋笼，其各连接头宜尽量采用手工焊接或其他机械方式连接。钢筋笼安装时，为了有效防止吊运钢筋笼在正常吊运安装过程中可能发生出现纵横向的或不可自动平整复原的严重变形，要适当采用临时性或加强钢筋刚度的保护措施。一般建议采用体直、质轻、便于吊运安装的钢筋杉木杆，安装时需要注意保持杉木杆的主体大头朝上且要在吊运时用绳索连同吊运钢筋、杉木杆一起补强捆绑，并要逐一进行检查弧形保护垫基层上的垫块结构是否完好、数量是是足够，否则需要补强捆绑形成弧形保护垫块。

7.施工浇筑水下钢筋混凝土。施工中应该注意混凝土的浇灌速度。初灌时，灌注速度要快，防止堵管。在灌注过程中，应保证注浆顺利，导管在提升捣实混凝土时，不得猛提或超量提升，否则易造成断桩、夹泥等事故，影响桩体质量。

（二）质量控制

1.冲击成孔灌注桩施工注意事项

（1）在钻头推动提升钻头转向位于推动锥顶和转向推动钻头提升机的两根钢丝绳之间时还应适当考虑设置一个可以有效保证钻头推动提升钻头位于锥顶白向的动力和钻头转向的动力液压传动装置。

（2）清孔宜按下列规定进行：

①稳定性差的大型建筑外墙孔壁立式泥浆排渣应及时清除采用立式孔壁泥浆清水循环或抽渣筒方式进行处理排渣，清水开孔后的存放在泥浆灌注筒或钢筋混凝土之前的建筑孔壁立式泥浆清水循环处理指标中的质量要求应必须能够满足建筑设计规范文件中的相关要求;

②清孔时，孔内泥浆面应符合规定要求;

③灌注钢筋混凝土前，孔底室内沉渣处理允许层的厚度要求应必须符合《建筑桩基技术规范》的有关规定：同时应对室内废弃的混凝浆、渣等物进行脱水处理，不得严重污染室内环境。不经报废处理的建筑泥浆如果直接向外排放，会对周围环境资源造成严重污染，随着环保保护意识及文明建筑施工技术要求的不断提高，对排放废弃物的泥浆、渣土的报废处理越来越容易受人们重视。

三、施工常见问题及处理

（一）孔壁坍塌：这是指在完成孔坍塌过程中根据孔壁上的粘土层不同坍塌程度的坍落。常用的桩处理泥浆方法是首先选用一种胶体含水率较高的优质粘土块材料来进行造浆，同时增大桩桩泥浆造壁比重，塌孔较严重的情况可向桩孔内桩上加一块固态粘土，再夹一个小石片，反复用力冲击泥浆造壁。

（二）孔底沉渣隔层：孔底遗留的石渣过多、过大，孔脚进入了泥沙，或者泥土坍落沉到底部。

1.质量问题产生：这主要是由于泥浆护壁成型多孔灌注桩的施工容易产生出现的较严重的影响施工材料质量的问题，造成这种灌注桩施工材料质量出现问题的原因主要可分为有以下几种：

①岩渣遗留。岩渣体积过大，清孔底部泥浆无法将其自行带出;清孔以后到再次灌注混凝土间隔时间太长，原本已经稳定的混凝土岩渣无法全部下落桩孔底部。成为沉渣，无法有效清除，造成了施工材料质量的问题。

②混凝土球胆冲击：初始浇筑钢筋混凝土、安放钢筋笼时球胆碰撞孔壁导致混凝土坍塌，致使桩孔下侧泥浆掉入混凝土;导管下端内壁同桩孔底端距离过远，影响了灌注混凝土的冲击力度;更有甚者，可能导致初始灌注的钢筋混凝土内壁没有办法完全包裹住灌注导管的下端，导致底部出现夹层。

2.基层混浆的有效防止和基层处理：为了有效防止和处理改善混浆基层处理桩底基层混浆中的沉渣过厚或混浆的主要基层处理技术措施主要方法有下列如下几种：

①认真地仔细检查防水泥浆在基层清孔清理阶段的岩渣粒径，以及清理开孔后的基层泥浆岩渣颗粒量的比重。为了有效率地提高各种清孔填料泥浆的使用质量和改善清孔填料泥浆的使用效果，可在各种清孔填料泥浆中同时适量加入含有一定量的填料外加剂例如碳酸钠，一般清孔泥浆中同时掺入少量碳酸钠时其含量大约为0.l%～0.3%。这些涂料外加剂和聚碳酸钠的特殊使用方法可以有效率地提高基层清孔防水泥浆的弹性胶体吸水率和清孔泥浆的粘度稳定性。

②严格控制好清孔后的灌注和停置的时间，若灌注时间过长，应及时利用灌注水下混凝土的导管重新清孔，再开始进行水下混凝土的灌注和停置工作。

③必须同时严格控制好基层混凝土预埋导管下部顶端到基层混凝土预埋桩导管孔底部的初始材料埋置点的距离，通常为30～50cm，且不足时可能不得超过50cm。确保初始下端埋置时所需要灌注的塑料混凝土埋入导管孔的数量尽可能均匀地不得盖过灌注混凝土埋入导管下端，且尽可能少地使灌注混凝土埋入导管的初始下端埋置时的距离埋入深度不得尽可能不得小于0.lm。

④常态化清理混凝土导管的内壁，有效防止在初始桩芯混凝土导管在灌注时减小球胆的下落速度，或者因此造成导管堵塞，影响了灌注工作质量。

⑤對于桩底涂层钻孔桩的周长不得大于35m的冲（冲或钻）孔桩，在进行施工或直接采用正常反循环施工方法方式施工对桩底清孔没有很好的深度把握时，应优先考虑直接利用大型高压泵或真空泵进行施工，或直接采用反循环工法方式施工进行清桩施工，对位于桩底冲孔底部的各种沉渣涂层厚度均应进行清孔，以确保清桩施工工程完成后清桩后的底部冲孔桩底涂层沉渣的底部冲孔涂层厚度不超过大于50mm或超过反循环方法施工工艺规范的工程允许厚度冲孔沉渣厚度。

⑥施工时要特别关注混凝土泥浆浓度及混凝土孔内水位的高低变化，施工时要特别注意保护混凝土孔壁;再次开展混凝土清渣工作时，要专门设置混凝土泥管，同时布置好混凝土专用导管，并做好桩底下混凝土导管浇筑的准备处理工作。孔中碎渣在专门的高压泥浆泵的作用下，始终处于悬浮均匀的形态，这种情况下立即开始浇筑桩底下混凝土，这样桩底下混凝土沉渣的体积就可以尽量减少到最小的程度。

⑦切实做好桩体沉渣表层清孔的处理工作，使沉渣清孔以及沉渣的表层厚度在国家规范应力端承桩所使用允许的厚度范围内。

（三）流砂：指成孔时发现大量流砂涌塞孔底

1.产生：具有双重因素：一是孔外水的压力强于孔内水的压力，二是孔壁土质较为松散。

2.其他预防措施：层内流砂严重时期还可采用抛石钻入或冲击切碎层内砖石、粘土，用锤击或冲入层内流砂保护层，阻止层内流砂大量溢出涌入。

（四）断桩：即是桩身混凝土带有软弱的夹层。

1.产生：在水下连续灌注混凝土工作过程中，控制导管压力不当，导致混凝土从导管下端的桩孔提离了与混凝土的连接面，未进行任何处理的情况下又将导管插回水下混凝土中继续进行施工。亦或是在出现了导管的桩孔堵塞后没有将导管疏通，并且在继续施工时对前后的导管衔接问题处理不当，造成前端的混凝土导管表面的泥浆、砂砾等混凝土杂质不能被及时带出，而直接遗留在桩孔与混凝土的衔接面上。

2.处理：对焊断桩沉渣隔层质量存在问题的沉渣隔层处理方法，应采用与孔底焊接桩沉渣隔层相同的焊断桩处理方法。

结语：

近年来，随着人口开始大规模向城市郊区聚集，城区内的建筑行业如雨后春笋般迅速扩展蔓延开来。与此同时，人们对现代建筑技术水平和现代建筑工艺质量也因此提出了更高的技术要求。桩基施工基础技术桩基是高层建筑工程技术领域的重要的不可或缺的组成技术部分，是有效保障高层建筑安全稳定、防止出现不均匀桩基沉降的可靠技术保障。本文主要通过深入探讨我国现代建筑工程中的桩基设计及施工的技术及其质量控制的要点，对桩基础技术的原理及其方法的运用、施工的流程及质量的控制、施工常见的问题及其处理方法进行了詳细分析，以期在施工中达到抛砖引玉的理想效果。我们相信随着现代建筑科技的进步和我国现代建筑技术水平的进一步提升，桩基施工的技术将更加的完善、成熟。

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（本文作者单位北京城建六建设集团有限公司，北京，101500）