摘要：通过对大直径嵌岩灌注桩整个从钢筋笼制作到最后完成过程的总结分析，确定影响质量的关键因素，进行有针对性的分析、实践，最终达到质量控制的目标。
关键词：大直径；灌注桩；成孔；桩底沉渣；钢筋笼；浇筑；注浆
1.工程概况
1.1.项目概况
广东省电子信息产业集团南沙总部基地孵化器项目项目位于广州市南沙区资讯科技园南侧地块，项目总占地面积共20，000 ㎡，拟建三栋高层建筑，并以多层裙房相连。其中一栋为A#科研办公大楼、两栋为科技综合大楼（B、C 座），裙房为公共配套设施。总建筑面积为116545.2平方米基地内拟建两层地下室，作为地下车库及设备用房。
基础采用桩+筏板基础，桩采用大直径冲、钻孔灌注桩，一柱一桩，共计361根，其中抗拔桩共201条，桩径d=800~1000mm，持力层进入④-2强风化花岗混合岩不小于6m；抗压桩160条，桩径d=1000~2200mm，持力层进入④-3中风化花岗混合岩不小于1m。
1.2.项目特点及难点
1、据钻探资料分析，场地软弱淤泥质土及淤泥层发育，构成软弱地基，当建筑载荷作用时，会产生沉降，同时对桩基会产生负摩阻力。
2、大直径嵌岩混凝土灌注桩施工，难度大，工期紧；根据59个勘察钻孔揭露所取得的地质资料，经综合整理，将场地岩土层自上而下划分为：第四系人工填土层（Qml）、海陆交互沉积层（Qmc）、风化残积土层（Qel），基岩为燕山期（r）花岗混合岩。由于桩基工程施工要求高，塔楼部分抗压桩桩径大，入中风化岩层1-3m，成桩后注浆难度大，总体施工难度较大。
2.钻孔灌注桩施工工艺
本工程钻孔灌注桩采用旋挖机进行成孔，其成桩原理是在钻杆的扭矩作用和加压系统的合力作用下使带有活门的桶式钻斗旋转进尺，在钻斗旋转过程中旋起的钻渣从钻斗下方的底口进入钻斗内，当钻斗内装满钻渣时，扭矩反力显著加大，并通过操作室内传感装置反映出来。随后在机组人员操作下，使钻杆反向旋转，由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土。如此循环反复，不断取土、卸土，直到钻至设计桩底标高。
钻孔灌注桩施工工艺流程图
在前期试桩施工中发现，由于该项目灌注桩直径大，地质条件不理想等原因，导致现场频繁出现旋挖钻孔入岩深度不足、桩底沉渣过厚等无法达到设计要求等问题，严重影响灌注桩的质量，从施工工艺分析角度出发，影响混凝土灌注桩成桩质量的主要因素是：成孔、清孔、二次清孔、水下混凝土浇筑、置换泥浆等。
3.制定质量保证措施
3.1.控制成孔质量
成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量，造成桩承载力下降。
本项目由于地质条件较差，又临近珠江水系，地下水丰富，机械成孔难度大，施工中多次出现塌孔现象，为保障成孔的顺利进行及质量，现场对局部区域实施了超前钻措施，二次勘察土体状况，选用合适的施工机械进行成孔。
经过现场施工总结，拟选用大功率旋挖机配合小功率旋挖机进行快速施工。这对复杂地址条件、易出现塌孔区域选用大功率旋挖机进行施工，一来可以有效的缩短工期，二来可以快速成孔，提高成孔质量，降低塌孔的风险。在其余地质条件良好、不易发生塌孔的区域采用小功率的旋挖机进行施工，节约了造价，提高机械设备的利用率。
3.2.控制桩底沉渣厚度
根据本项目设计要求，抗压桩大直径嵌岩灌注桩大多为抗压桩，桩底沉渣厚度不得大于50mm。
现场在最初对抗压桩进行试桩时发现，要控制桩底沉渣厚度达到50mm以内尤为困难，为满足设计要求，从施工工艺上看，成孔后的清孔及二次清孔两道工序就成为桩底沉渣厚度能否达到要求的关键所在，而清孔所使用的循环池内的泥浆质量也是重要的控制点，根据设计要求，循环池内的泥浆比重为1.05-1.15。
实际施工中，首先，现场对循环池内的泥浆比重进行多次验收，确保其比重在合理的范围内再使用，同时现场分别设置多个循环池，避免由于运距而导致的比重出错。其次，在二次清孔的基础上根据实际情况多次清孔，反复清孔，直至桩底沉渣厚度在50mm以内，满足设计要求，避免在混凝土浇筑时由于桩底沉渣影响灌注桩的成孔质量。
3.3.控制钢筋笼制作质量
在灌注桩施工过程中，钢筋笼的质量是最容易被忽视的环节，但实际上钢筋笼质量的好坏直接影响了灌注桩的施工质量，尤其是保护层的厚度的控制，而且由于本项目是深基坑项目，部分灌注桩中还需要插入钢格构柱做竖向支撑，根据设计要求，钢格构柱插入灌注桩中不少于3m，同时在钢格构柱柱底下不少于1m的区域内，钢筋笼箍筋进行加密，钢格构柱与灌注桩钢筋笼要进行焊接连接，钢格构柱与钢筋笼焊接后一起下孔成桩。
正是由于这种特殊的施工要求，就要求在制作钢筋笼时就要注意对钢筋笼的质量控制，在现场实际施工时，要对钢筋笼的定位箍尺寸、箍筋间距、焊接接长焊缝质量、保护层垫块厚度、数量等进行控制，从源头上保证灌注桩的施工质量。
3.4.保证混凝土浇筑质量
灌注桩施工中另一个主要因素就是混凝土的质量控制，好的钢筋笼搭配好的混凝土才能确保施工质量。
本项目由于临近珠江水系，混凝土浇筑时进入地下水面以下，根据设计要求混凝土等级应提高一个等级浇筑，在现场实际施工中应做两个方面的控制：一是混凝土质量的控制；二是混凝土浇筑质量的控制。
对混凝土质量的控制，首先是混凝土进场前，设置专人对混凝土泵站进行质量监督，保证整个混凝土的制作过程、添加剂的添加等符合规范要求，确保混凝土在出厂时其质量合格；其次是混凝土进场后对混凝土进行现场塌落度试验，其塌落度必须满足施工及设计要求，对不符合要求的混凝土做退场处理。
对混凝土浇筑质量的控制，首先是在第一罐混凝土浇筑前，泵车导管应伸入灌注桩底约1m处进行浇筑，根据事先计算好的混凝土初灌入量，以一定的灌入速度先行灌入，该过程称之为混凝土的初灌入；其次是在后续的混凝土浇筑时，应边浇筑边提导管进行混凝土的浇筑，速度不宜过快。确保灌注桩混凝土浇筑密实。
3.5.保证桩底注浆压力值
本项目根据设计要求，在混凝土浇筑完成后，应对灌注桩桩底进行压力注浆，设计要求大直径嵌岩灌注桩，即抗压桩的注浆压力值不小于3Mpa。由于本项目灌注桩桩长普遍较长，灌注桩上又存在10m左右的空桩，注浆管要随着钢筋笼一起被放入桩孔内，因此对桩底进行注浆难度较大。
在实际施工中发现，首先现场所用的注浆管长度不够，需要拼接接长，而使用焊接接长时，由于注浆管管壁较薄，很容易在焊接时被焊透，影响注浆质量，后经现场施工时发现，若使用螺母连接，则可以有效的解决注浆管被焊透的难题，从而在注浆施工时，不会因为管壁存在漏洞而导致压力不足。
其次，注浆管与钢筋笼一起下放桩孔时，应对注浆管进行绑扎固定，确保注浆管在钢筋笼下放完成后出现位置偏差。
第三，在注浆施工时，往往一根灌注桩有两到三根注浆管，在无法做到同时注浆时，可在对其中一根注浆管进行注浆时，对其余的注浆管进行封闭，可显著提高注浆质量，最终确保注浆压力值达到设计要求。
4.成果展示
灌注桩施工完成后，经过对现场实际施工情况的统计，及后续的桩基检测报告可知，本工程全部361根钻孔灌注桩，其中160根大直径嵌岩灌注桩（抗压桩）全部合格，一类桩数量达到98%效果显著。同时实际工期大约106天，提前完成灌注桩的施工。
5.总结与反思
本项目通过对大直径嵌岩灌注桩施工质量控制的问题做了整理归纳，并针对所存在的问题提出了相应的整改措施，提高了工程施工质量，完成了预设目标，效果显著。在本公司其余包含灌注桩施工的项目中可借鉴本项目的成功经验，为公司降本增效。
论文作者:金文彤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/25
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