上海鹏欣建筑工程安装有限公司
摘要：桩基是建筑物的重要组成部分，直接关系到建筑的安全。本文合工程实例，对钻孔灌注桩施工工艺的选择、施工关键技术、桩基质量检测进行了探讨。
关键词：高层建筑；钻孔灌注桩；混凝土灌注；施工技术
1工程概况
项目总建筑面积约为38952.90平方米（其中地上建筑面积24038.64m2，地下建筑面积1419.26m2），地下2层，地上5、14、19层。本工程基坑面积7784.30m2，基坑总延长395.70m，底板顶面标高为-9.90，底板厚700~1200mm，承台厚1200mm，混凝土垫层厚150mm，开挖深度10.40~10.90m，局部开挖深度13.30m。基坑围护采用钻孔灌注桩结合三轴搅拌桩及中间压密注浆作为挡土和止水帷幕，钻孔灌注桩桩径为Ф800、Ф1000，桩长22.7～25.8m，共52根
2钻孔灌注桩施工工艺的选择
钻孔灌注桩成孔的方式主要有两种，即正循环和泵吸反循环成孔，正循环成孔的优势主要体现在成孔后孔壁起伏不大、会增大成桩后桩的摩擦力、不会对现场文明施工产生重大影响；反循环成孔的优势主要为具备良好的清孔效果，然而会对场地文明施工产生较大影响。本工程地处市区，文明施工需要放在重要位置，为此因此本工程在钻孔灌注桩施工时可以采用正循环成孔并采取间隔跳打的方式。
根据工艺要求，围护桩正式施工之前，先进行试成孔，以确定适合本地层特点的钻孔灌注桩施工参数；本工程钻孔灌注桩桩成孔过程中的护壁泥浆应掺入一定量的膨润土；明浜区域钻孔桩施工时可采用深护筒，护筒打入浜填土下部老土层。
除特别注明外，本工程围护桩定位原则为围护桩内边线与主体结构外墙外边线距离为800mm，且与底板外挑边线距离不小于200mm，三轴水泥土搅拌桩内边线与围护桩外边线之间净距为200mm。
图1 钻孔灌注桩正循环成孔示意图
3钻孔灌注桩施工方案
3.1钻孔灌注桩施工流程
3.2桩位测量定位及护筒埋设
根椐经监理已复核的建筑物轴线，人工开挖埋设护筒，允许护筒中心和桩位中心之间的偏差在2cm及其以下，实现对位置的准确复核后需要将粘土均匀的回填在四周，并逐层进行压密。采用4到8mm的钢板来制作护筒，确保内径大于桩径100mm，并在口位置开设溢浆孔1个，采用成行挖埋的方式进行埋设，为确保埋设的稳固性，需要将其下口落在原状土中。因采用正循环成孔工艺进行施工，为保证孔内水位的高度和孔壁的稳定性，其水位需要高于地面30cm。在埋设护筒时，需要现场进行严格的审核签证，对枕木进行铺设，最后准备好钻机进行开孔。开孔前为实现对钻进成孔深度的有效控制，需要采用水准仪对护筒口进行测量，并对地面或钻机转盘面标高。
3.3钻机就位及成孔
结合吊车吊运与钻机的方式来做好钻机的就位工作，就位时钻机的天车滑槽缘、转盘中心和桩位中心需要保持在同一铅垂线上，与桩位中心偏差控制在2cm以内，然后为确保钻机的垂直度保持不变，需要调平其转盘。开钻前，对钻机各个部位进行全面检查，确保管路能够密封连接，经试运转正常后开始钻进，过程中需要对钻机水平状况进行实时测量，在此基础上将班报记录工作做好。
机台只有接到项目部所下达的开孔通知后才能开孔，通知单种对地面或轨道、转盘面和孔底标高等相关参数均进行了明确的规定，从而能够保证成孔深度与设计要求相符，误差范围可以严格控制在0mm～+300㎜之间。终孔后，关于孔深、剩余尺寸、泥浆性能和第一次清孔效果需要由现场施工技术人员进行验收，待合格后便可以将钻具拔起，便于有序的开展后续施工，成孔工艺如下：
⑴开机钻进时保持先轻压、低转速、慢钻进的原则，待进入正常状态后，转速与钻进速度逐渐加大；全程需要对钻进参数和钻速进行严格控制，操作中避免钻机出现晃动的情况。
⑵控制钻进速度，确保及时排除孔内的泥渣，在进尺较快地层的孔段对钻具进行适当地上下提动，避免螺旋状孔的出现。
⑶换层钻进时转速要适当的减慢、钻压要尽量轻，以此可以避免导致钻孔出现倾斜。
⑷成孔时需要对泥浆循环槽进行经常疏通，沉淀池和泥浆池也需要定期清理。
⑸加接钻杆前，钻具需要稍提离孔底并缓慢的转动，2到3分钟后再进行钻杆的加接，有意识的促进锯齿形孔壁的形成，关于桩体的摩擦阻力要适当的增加，以此可以确保桩体具有足够的承载力。
⑹关于钻头直径需要严格根据要求设计，为确保孔径符合要求需要定期对其进行复核检查。
⑺成孔完毕至开始灌砼的时间，间隔时间不得超过16个小时，每根桩灌砼时间控制在4～6小时之内。
图2 钻孔灌注桩施工流程
3.4钢筋笼的制作与吊装
严格根据设计图纸来制作钢筋笼，制作过程中采用机械对主筋进行焊接，主筋与加强箍筋焊缝长度控制在10d（d为所用钢筋的直径，下同），焊缝宽度0.7d、厚度3d，钢筋笼在孔口对接，对接时同一截面接头数不得超过主筋数的二分之一，错位长度10d。采用模具架进行制作，保证主筋和加强箍筋具有准确的位置，成型后较为平整，扭曲的情况不会出现，外表具有一定的美观度。钢筋笼制作偏差控制范围为见表1：
表1 钢筋笼制作偏差控制范围
图3 砼垫块结构图
如果遇到缩颈钢筋笼放不下的情况，则需要吊出钢筋笼，重新扫孔后再放下。完成每节钢筋笼的焊接后，需要进行监理复检，之后才能下放到孔内。待全部钢筋笼安装入孔后，需要按照地面和笼顶的高度将长度、强度合适的钢筋选择下来并完成吊筋的制作，然后将其固定在局中位置，防止钢笼下沉和砼灌注时出现上浮的情况。
3.5钢格构吊放焊接
本工程采用型钢格构柱的支撑立柱，立柱桩为Φ800钻孔灌注桩，桩身混凝土强度为水下C30，桩体垂直偏差控制在1/200以内，钢立柱垂直度和二次清孔后沉渣厚度分别小于1/300H（H为开挖深度）、100mm，桩径、桩位容许和柱顶标高与设计标高容许偏差分别在50mm、20mm、30mm及其以下。
立柱为460×460钢格构柱，截面形状为正方形，格构柱为4L160×14（160×40）角钢和4块420×200×12缀板焊接组成钢格构制作一定要在平整的平台上完成，可以用混凝土地坪或上覆钢板，平整度误差控制在10mm以内。必须持有质量合格证明书，所采用的钢格构材料才能进场，经复试合格后才可使用。在制作角钢时需要进行调直，切记不能出现扭曲、弯曲的情况，定尺6m角钢两端偏差控制在于10m以内。焊接时需要对电流强度进行严格控制，切记不要出现咬边的情况，然后严格按照相应的规范对焊缝长度厚度宽度进行施工，并根据三级焊缝标准来检查钢格构柱焊接。
⑴完成钢格构的制作后，吊放时需借助叼车，下节插入钢筋笼的深度控制在2.45~2.95米之间，在与钢筋笼主筋焊接的过程中，焊缝长度L需要控制在10d以内（d为钢筋笼主筋长度）；⑵吊放过程中，需要采用经纬仪对其垂直度进行观察，要求必须小于1/300，格构边需要平行于轴线；；⑶对柱顶标高进行严格控制，偏差小于50mm；⑷通过加焊一块钢板的方式可以保护格构柱顶在挖土时不会受到破坏。
⑸在安装钢格构时，定位和安放可以借助校正架，其形状为长方形，将钢筋笼安放在孔口后牢固的固定以后，可以按照钢格构柱设计方向并与桩位中心点对准，然后完成安放定位，调整中刻度和硬地坪时可以采用调直架，保持钢格构柱校正架和桩位的中心一致。
⑹本标段钢格构柱均在地面以下，在计算吊筋长度时可以按照根据柱顶标高，然后在格构柱上可以事先焊接吊筋，并在已经接长的钢格构柱插入校正中心，缓慢的下放，一边放一边用两台经纬仪按90度角从两个方向对格构柱的垂直进行矫正，一直到格构柱完全符合设计标高后，再在校正架上焊接吊筋（4Φ25）。
3.6清孔措施
清孔操作主要分为两次，第一次主要是在结束成孔后采用钻具直接进行。清孔时，需要提离孔底，高度控制在10～20cm左右，边慢速空转钻进，控制边输入比重为1.15～1.25的浓泥浆进行循环清孔。必要情况下，可以采用适当提升钻具来不要过于剧烈的搅动孔底，以此将孔内的泥块充分的破碎，并尽可能的排出孔外、第二次则是在安装完成灌浆导管后，可以借助灌浆导管实现正循环清空。清孔时需要严格控孔内泥浆的一般不会超过1.15，时间控制在半个小时以上，然后对孔底沉渣重新进行测试，待工程桩沉渣厚度在10cm及其以上，需要经现场监理认可，最后清孔停止，并做好灌注准。
3.7混凝土灌注
本工程在灌注混凝土时采用直径为208mm的导管，下导管位置需要保持居中和垂直，密封时采用橡胶圈密封，保持其与孔底的之间的距离为50cm。本工程采用的是商品混凝土，粗骨料颗粒小于40mm，灌注时通常会灌注，保证初灌砼时便在混凝土内埋入导管。选择有资质的大型搅拌站供应商品砼，并报甲方和监理认可，按照水下C30级配来确定砼配比，灌注前有级配试验报告，随车附有质保单。砼到工地后检查砼质量，禁止孔内出现不合格的商品砼。
砼供需及时，灌注需连续，为此各个工序的施工人员都应有配合紧密，当钢筋笼接近砼面时需要对灌砼速度进行严格控制，以此在砼面上升时可以有效的减少对钢筋笼所造成的冲击作用，避免钢筋笼出现上浮和导管将钢筋笼挂住的情况。砼灌注中，导管埋入砼中的深度控制在2--6m，导管起拔前需要对砼面高度进行实时测量，避免从砼面拔出导管。
水下浇灌混凝土需要对最后一次灌注量进行严格控制，桩顶不得偏低，所凿除的泛浆高度需要超过1.5m，并且按照强度设计值来确定暴露的桩顶混凝土量。待砼灌注满足规定标高时，经过测定与要求相符后，灌注便可以停止。结束灌注后需要将导管拔出，并采用导管对桩顶进行适当的插捣，以此可以最大限度的确保桩顶的密实性。在整个灌注过程需要保持连续性，并且需要对灌注原始记录表进行及时的填写。完成砼灌注后需要加工吊筋割断并将护筒拔出，之后需要将孔口泥浆与砼残浆清除干净，及时打扫场地并保持干净整洁。如桩顶混凝土面比自然地面低，要做好桩顶上部回填工作或加盖厚的钢板或木板，防止孔内掉入人、车、物。
3.8钻孔灌注桩的质量检测
在灌注混凝土之前，需要将砼坍落度测试做好，本工程中每根桩混凝土量均部大于50m3，每根桩测定次数控制在2次以上。每根桩做试块一组（每组三块），试块规格为10×10×10cm，在制作过程中需要将日期、桩号、取样位置准确的记录下来。24小时后进行拆模操作，养护时可以放在养护池内，时间控制在一周以上，水温20℃±3℃。钻孔灌注围护桩的桩位和桩身垂直度偏差分别小于50mm、1/200，桩身因扩径造成局部突起和桩底沉渣不应大于100mm、200mm。
4结语
建筑桩基施工技术仍在发展。随着新设备、新技术的出现，桩基的施工质量和效率大大提高。在合理的施工管理和先进的施工技术共同作用下，能有效地提高建筑桩基的施工质量和效率，最终保证建筑物的安全。
参考文献
[1]《基坑工程技术规范》（DG/TJ08-61-2010）[S]
[2]《钻孔灌注桩施工规程》（DG/TJ08-202-2007）[S]
[3]钻孔灌注桩的施工工艺分析[J].秦岭.住宅与房地产.2017(36)
论文作者:蔡黄新
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/8
标签：钻孔论文; 钢筋论文; 导管论文; 钻机论文; 标高论文; 混凝土论文; 偏差论文; 《建筑学研究前沿》2018年第17期论文;