摘要： 简单介绍灌注桩的类型功能及特点和工程应用等。分析灌注桩在设计中竖向承载力的计算方法及施工过程中常见的一些问题和处理加固措施；以便对类似工程的设计和施工能起到一定的参考和学习的价值。
关键词：高层建筑；灌注桩；设计；施工；加固处理
0 引言
近年来，随着中国城市和经济的快速发展、城市可用土地的逐渐减少，为了满足城市人口增长的需求，同时提高土地的利用率，城市建筑高度也是迅速增加，高层建筑遍布各地。
高层建筑在基础设计时，由于上部传来荷载较大，往往浅层地质土承载力较低，采用浅层基础已无法满足上部荷载及地基变形等要求，这时往往需要设计深层大直径灌注桩基础。灌注桩桩身刚度大，变形小，可以穿越各种浅层不良土层，让荷载有效传递到地下深层坚固岩石层，可提供较高的竖向承载力，也保证地基变形等容易满足规范要求。同时具有施工方便，施工速度快，工期短，施工时无强烈振动、无地面隆起或侧移，对周边建筑物危害小等优点，在高层建筑、桥梁工程及其他建筑物中被广泛使用，成为一种常见的基础形式。
1灌注桩的类型和相关特点
灌注桩的类型可以细分为泥浆护壁钻孔灌注桩、旋挖成孔灌注桩、冲孔灌注桩、长螺旋钻孔压灌桩、沉管灌注桩等。桩型及成桩工艺应根据建筑结构类型，荷载性质，穿越土层、地下水位、施工设备和环境、施工要求、制桩材料供应条件等，对于不同地质，粘性土、砂土、碎石土、风化岩、地下水等不同地质具体情况，按照安全适用，经济合理的原则选用。在地下水位较高，有承压水的砂土层、流塑状淤泥、淤泥质土中不得选用人工挖孔灌注桩。
2 高层建筑灌注桩基础设计
在高层建筑灌注桩基础设计中，首先应明确工程位置，获取准确地勘报告，了解清楚建筑物地下地质土层分布，明确桩基受力形式及持力层埋置深度。通过结合上部荷载需求，分析计算需求桩长，计算得出单桩极限承载力。依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008，根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系，确定大直径桩单桩极限承载力标准值时，可按下式计算：Quk=Qsk+Qpk=u∑qsik*li+qpk*Ap。此外，还应考虑对分项系数的影响。随着活载变异系数的增大，桩侧阻力、端阻力和桩帽土抗力的分项阻力系数减小，静载部分荷载系数相应减小，活载分项系数增大。随着土体摩擦角或粘性力的变化，桩侧阻力、端阻力、静载效应和活载效应的分项阻力系数减小，桩帽土反应分项系数相应增大。
桩承载力除应满足上述计算外，还应按以下公式进行桩身强度验算：N≦ψc*fc*Aps。N为荷载效应基本组合下桩顶轴力设计值；fc为混凝土轴心抗压强度设计值；Aps为桩横截面面积。
在满足计算要求之后，桩承载力还应通过单桩经验实验或相似试桩资料等现场试桩实验确定.桩基检测技术有多种方法，如弹性波法、超声波法、抽芯试验法等。弹性波法根据锤击程度分为高应变检测法和低应变检测法。以桩确保承载力符合设计要求，做到万无一失。
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3高层建筑冲孔灌注桩施工质量控制的注意事项
高层建筑钻孔灌注桩的质量控制应注意：造孔质量，包括孔位偏差、桩孔垂直度偏差、孔径偏差、孔深和底底沉渣厚度。根据有关规范中的允许值，严格按照实际施工过程中的规定对设计要求进行控制。对钻孔灌注桩质量的另一个因素是在钻清孔质量，达到设计深度，在浇注混凝土前孔底沉渣厚度应符合下列规定：端承桩小于或等于50mm；摩擦端承摩擦桩≤300mm和端承摩擦桩≤100mm。为此，不断的更换在清孔过程中泥浆，直至混凝土浇筑水，砂率小于8%，粘度小于28S。这些数据和要求应在钻孔灌注桩的设计数据的确定。
关于桩的成孔控制深度，按摩擦型桩设计时必须保证设计桩长及桩端进入持力层满足深度。采用锤击沉管法成孔时，入土深度以标高控制为主，贯入度控制为辅。采用钻（冲）、挖掘成孔时，必须保证设计桩端进入持力层满足设计深度，采用锤击沉管法成孔时，入土深度以贯入度控制为主，标高控制为辅。
4 施工工艺流程及常见问题分析
冲孔灌注桩的施工工艺主要为：测量放线，桩机就位，护筒埋设，冲击成孔，清孔，钢筋笼制作及安装，浇灌水下混凝土。钻孔灌注桩常见问题有：1，钢筋笼安装与设计标高不符、钢筋笼的上浮。预防措施：钢筋笼制作完成后注意防止其扭曲变形，入孔安装时要保持垂直，砼保护层垫块设置间距不宜过大，吊筋长度精确计算；严格控制砼质量，坍落度控制在20±2cm。砼进入钢筋笼后上升不宜过快，导管在砼内埋深不宜过大，严格按照规范控制在2-6m之间提升导管时，防止导管钩钢筋笼将其带上等。2，堵管。须保证砼的级配与搅拌必须保证砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝时间满足设计或规范要求，砼的坍落度必须控制在钻孔灌注桩施工规范允许的范围以内。灌注用导管应平直，内壁光滑不漏水。3，桩顶部位疏松、桩身砼夹泥导致桩身有蜂窝或桩身强度不满足设计要求、断桩等现象。预防措施：成孔时严格控制泥浆密度及孔底沉淤，第一次清孔必须彻底清除泥块，砼灌注过程中导管提升要缓慢，特别到桩顶时，严禁大幅度提升导管，严格控制导管埋深，及中途断料。拔导管时须进行精确计算控制拔导管后砼的埋深，严禁凭经验拔管。
由于灌注桩常常为水下浇筑混凝土等不利因素影响，后注浆加固处理也是常见的施工处理措施。在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设，桩混凝土强度满足要求后，将水泥浆液通过钢管由压力作用压入桩端的碎石层孔隙中，使得原本松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体，对提高灌注桩的单桩承载力起到不可忽视的作用，可充分弥补由于施工不利因素的影响，大大加固和提高单桩承载力。
5 结束语
高层建筑钻孔灌注桩是整个工程设计和施工的关键，对整个工程质量有着重要的影响。所以在高层建筑钻孔灌注桩的设计中，要充分考虑气候、施工地质条件和施工场地的特点，考虑各环节的再灌注，保证高层建筑基础工程的质量和安全。
参考文献：
[1]赵旭.高层建筑冲孔灌注桩设计纲要[J].建筑工程，2004，11.
[2]武小旭.冲（钻）孔灌注桩设计与施工[J].建筑资讯，2007，8.
[3]赵旭.高层建筑冲孔灌注桩设计纲要[J].建筑工程，2004，11.
[4]武小旭.冲（钻）孔灌注桩设计与施工[J].建筑资讯，2007，8.
[5]李东海.建筑桩基设计与施工[J].工程技术，2007，4.
[6]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008.
论文作者:冼杰锆
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/29
标签：承载力论文; 高层建筑论文; 导管论文; 钻孔论文; 冲孔论文; 荷载论文; 桩基论文; 《基层建设》2017年第24期论文;