桩基础施工技术研究

桩基础施工技术研究

刘伟东,谢延锁,王冬冬

中建八局第四建设有限公司华东公司 上海市 200120

摘要:高层建筑一般具有上部结构高度及基础埋深大的特点。因此多采用桩基础、筏式基础、箱形基础或桩与箱形基础的复合基础形式。其中桩基是应用最广的一种基础形式。本文通过介绍施工技术要点、质量控制关键点等高层桩基础施工中的各个技术环节，就桩基施工最为广泛的就地灌注桩施工技术进行系统的归纳，已积累桩基础施工经验，确保桩基础承载力满足设计要求。以保证高层建筑桩基础施工安全避免事故的发生。

关键词:桩基成孔质量控制 施工技术

前言:灌注桩由最早的100多年前的1893年，因为工业的发展以及人口的增长高层建筑不断增加，但是因为好多城市的地基条件比较差，不能直接承受由高层建筑所传来的压力，地表以下存在着厚度很大的软土或中等强度的黏土层，建造高层建筑如仍沿用当时通用的摩擦桩，必然产生很大的沉降。于是工程师们借鉴了掘井技术发明了在人工挖孔中浇筑钢筋混凝土而成桩，时至今日，随着科学技术的日新月异发展，钻孔灌注桩在高层、超高层的建筑物和重型构筑物中被广泛应用。

钻孔灌注桩作为一种桩基础中的基础形式之一其用途十分广泛可以在各种基础施工中用到。同时它的特点也是显而易见的，比如:施工速度较快、施工占用面积较小对于周围的其他施工影响较小等等。钻孔灌注桩的相关施工所涉及的内容很多，其中有测量方面的工作、还有机械相关操作方面的工作以及钢筋的加工、混凝土的搅拌等等多种工作。这些工作的种类相对较多工作中的技术含量也较多，因此所受到的制约方面也很多。这些质量问题必然会使成桩难以满足设计要求，如果进行相关补救也存在一定的难度。所以在施工过程中，要加强施工准备、成孔等各环节的质量技术,确保钻孔灌注桩的成桩质量，同时桩基础质量直接关系到建筑结构及施工人员的安全性。

1.对冲击成孔灌注桩进行施工质量的控制

(1)施工及管理人员

施工单位应建立健全质量管理体系和质量保证体系明确施工现场管理人岗位责任落实岗位责任制。现行施工验收规范操作、规程进行施工技术交底增强了施工人员的责任心，掌握各工序的主要质量控制点及对难点的控制方法。严格工序验收程序。在各工序质量验收过程中，严格实行"三检"制度，每道工序必须经监理验收合格后签字后方可进入下一道工序作业。对特殊工种要求持证上岗。对施工现场所用全仪、钢卷尺等测量仪器须定期校验出具具有法定效力的校定合格证明，确保施工放线、测量的准确性。施工所用钻机、电焊机、起吊等机械设备首先须有出厂合格证。在选择施工机械时要根据设计图纸、现场地质和施工方法进行合理配置。

(2)原材料及半成品

工程用原材料、半成品等到货后、材料室应对物资的名称、规格、型号、数量及外观等进行核对验收(应有出厂检验报告)，并按《cd20产品监视和测量管理程序》的要求填写《进场材料审批报表》送交给质检室。质检室根据《进场材料审批报表》和试验规程的要求确定检验/验证项目，并通知试验室这行取样和试验。

所有原材料、半成品或成品都必须按“三标一体化管理手册”规定有醒目的标识，注明材料的种类、规格、来源、编号、使用部位及检测状态，且必须分米推放敢齐并作以要的古执和严盖防护钢筋体用前以须做好除锈工作。锈蚀严重的钢筋应作降级使用或作废处理。

(3)现场施工环境

在施工中注意对环境的保护加强对施工噪声、废渣、废水的控制。选择低噪声的机械设备，合理安排施工进度,应尽量避免在夜间施工。所有废渣、废水经过彻底沉淀后在进行排除确保施工现场的整洁。

(4)施工方法

冲击成孔根据设计图纸及地质资料编制的冲击成孔灌注桩专项施工方案。复测现场水准控制点和定位点，开孔前应对每根桩位进行桩位复测，误差应控制在范围之内。检查护筒位置应埋设正确和稳定护筒与坑壁之间应用粘土填实护简内径应比钻头外径大200mm深一般为12~15m护筒中心与桩位中心线偏差不得大于50mm。开钻前要求机身平稳、稳固确保冲击成孔时不倾斜、位移，成孔所用钻具的直径必须与桩的设计直径一致。泥浆指标的检查，正式开钻前要检查环泥奖的粘度会砂率及比重泥奖质量好坏是确保护辟成引的关键泥浆开孔时应低锤密击;粘土层用中小冲程10~20m粉砂或中粗砂层用中冲程20~30m砂卵石层用中高冲程20~40m软弱土层或塌孔回填层用小冲程反复冲击.基岩层用高冲程3040m.遇到孤石时用高低冲程交替冲击将孤石击碎或挤入孔壁。

冲孔过程中要根据不同的地质地层中不同情况控制好冲程及泥浆比重等施工参数，也是提高工作效率、保证顺利施工的关键。必须采取有效技术措施以防扰动孔壁造成塌孔、扩孔、卡钻和掉钻;每进尺4~5米深度验孔一次，在更换钻头前或容易缩孔处均应验孔:进入基岩后每钻进100mm~500mm应清孔取样一次。以备终孔验收。

钻孔达到设计深度后注入较稀的泥浆进行第一次清孔，使孔中较浓的泥浆能置换出来.待泥浆比重降到115~120左右才能允许提钻泥浆应选在距孔底20cm~50cm内取样.并用测绳量测孔深。

2.冲击成孔灌注桩施工过程中的常见问题预防与处理

(1)坍孔的预防和处理

汛期水位较大时，应采取升高护筒、增高水头的方法(水中平台部分)，或适当增加泥浆比重等措施保证水头相对稳定。发生孔口坍塌时，可立即拆除护简并回填钻孔，重新埋设护简再钻。如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填粘质土到坍孔处以上1m~2m，如坍塌严重时应全部回填，待回填沉积密实后再进行钻进、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。

(2)钻孔偏斜的预防和处理

用钢筋探笼查明钻孔偏斜的位置和偏斜的情况后，回填片石等继续用小冲程冲进。

(3)断桩的处理方法

灌注水下混凝土是冲击孔成桩的关键阶段，往往由于材料配制、导管装置不当及质量管理疏忽，以致出现断桩施工质量问题，断桩缺陷处理起来时间长、难度大。为了减少该事故的发生，在灌注混凝土施工时可采取如下预防措施:

a灌注混凝土必须具备良好的和易性，测定塌落度为180~220mm，最好选用商品混凝土:

b导管壁厚不小于3mm，直径为200~250mm，底管长度不宜小于4m，接头采用双螺纹方扣快速接头:

c导管使用前应试拼装、试压，试水压力为06~1.0MPa;

d导管底部至孔底的距离为300~500mm，保证足够的混凝土储备量，导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于080m;

e保证灌注混凝土施工的连续性，准确测量导管埋深及管外混凝土灌注面的高差，导管埋入混凝土深度为2~4m;

f控制最后一次灌注量，确保凿除浮浆后暴露的桩顶混凝土强度到达设计等级;

g加强施工质量控制，确保各岗位人员、各工序正常运行。过程中发生断桩，应及时认真组织人员补救处理，准确量测断桩混凝土面，重新计算装置导管长度，将导管下沉到已灌混凝土顶面以上大约10cm处，储备足够的混凝土，当漏斗内混凝土下落填满导管的瞬间，将导管压入已灌混凝土顶面以下，即完成湿接桩。

若断桩发生时间较长还无法补救处理，灌注混凝土已超过初凝时间，只好采用接桩处理，即采用比桩径略大的混凝土管或钢管一节节接起来，直到沉到断桩位置以下05m处，清除泥浆及掺杂泥浆的混凝土，露出良好的混凝土面并对其凿毛，清除钢筋上泥浆，然后以混凝土管或钢管为模板浇筑混凝土。

(4)糊钻和埋钻的预防和处理办法

在粘土层中冲击成孔时，由于冲程太大、泥浆粘度过高或停钻在孔底以致钻头被糊住或被埋住。故可调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊浆，同时减少冲程适当控制进尺:若已严重糊钻，应停钻，清除钻渣。杜绝把钻头停留在孔底的现象。

(5)缩孔的处理

缩孔原因有两种:一种原因是冲锤焊补不及时，严重磨耗的钻往往钻出较设计桩径稍小的孔。需要及时修补磨损的钻头，另一种原因是由于地层中有软土(俗称橡皮土)遇水膨胀后使孔径缩小，水上桩基覆盖层无该类土层，基本上不会出现该现象。

3.结论

总之，冲击成孔灌注桩的整个过程属隐蔽工程项目，质量检查比较困难，要保证灌注桩的施工质量，还要加强现场管理人员的责任心。施工技术人员只有具备较强的实践能力，才能在工程实施中正确判断和处理施工中所发生的工程质量问题。对桩基各个施工工序要充分重视、精心组织、严格操作，只有这样。桩基的质量才能得到保证。