超高层建筑超深旋挖灌注桩施工质量控制

金峡

（三门峡职业技术学院，河南 三门峡 472000）

0 引言

随着我国各大城市有限空间的不断压缩，超高层建筑的快速发展，城市竖向空间设计理念的不断优化，越来越多要求在狭小区域内开发建设的建筑物拔地而起，随之对桩基的设计要求也不断提高，单桩承载力的要求也越来越高，大直径、超深、超厚嵌岩桩随处可见，在大直径、超深旋挖灌注桩施工过程中遇到的地层情况必定各异，施工效率也会出现明显差异[5]。这类桩施工方面依靠配套大型旋挖机来保证大直径、超深、超厚嵌岩桩需要的扭矩和嵌岩能力外，还需要从物理、力学等角度进行优化施工技术，大直径、超深旋挖灌注桩在强风化下带地层中[1]。如何确保将大型旋挖机产生的机械能最大化用于成孔进尺上，减少无用功的出现以期加快施工成孔效率是值得我们深人研究和探讨的技术难题。

1 旋挖钻孔灌注桩的施工优势分析

旋挖钻孔灌注桩与传统的建筑装机施工方法不同，这种方法自身不仅具有高效率、高自动程度等优点之外，还具备着较好的施工质量。但是在实际运用旋挖灌注桩施工技术的过程中，整个自动化控制工作需要借助电脑来帮助完成，使得整个工作效率以及工作质量能够得到不断的提高。此外，旋挖灌注桩施工技术还具有环保方面的优点，旋挖钻机所形成的孔洞体积与泥浆体积是基本相等的，在这种情况下泥浆就会保护整个墙壁，避免了对施工现场所造成的不利影响。同时旋挖灌注桩施工技术对于地质方面并没有太高的要求。

2 钻孔质量问题形成原因分析

钻孔出现质量方面的问题原因有很多，站在钻孔过程以及空行检测的结果上进行一系列的分析之后发现，以下4个问题是发生概率最高的：①在护筒埋设长度与原设置长度较短的情况下，钻孔上部的扩径就会与原护筒底部出现相交叉的现象，如果在这种情况下进行实际的钻孔工作，那么整个钻孔过程将会出现大幅度的粉土抖动情况。如果所使用的旋挖钻机的钻杆比较粗，那么在这时如果进行反复的上提或者下放均会影响到整个施工泥浆面质量[2]。钻孔幅度可以达到2～4m，如果这一问题得不到有效的缓解，那么在反复震动的情况下及其容易引发互同底部出现坍塌的现象。②上部钻孔扩径与粉土层之间存在着较大的厚度，在此情况下如果进行实际的钻孔工作，那么整体上部的稳定性就会出现问题。除此之外，⑥、⑦、⑧土层是一种沙性土，这种土质直接会引发泥浆性能不断下降的问题发生。③本次项目所选取了通常钢筋笼，整个钢筋笼的笼径达到了660mm，整个下笼过程并没有出现卡滞的现象。这种操作过程直接说明了钻孔直径不可低于660mm，如果整个孔型在检测的过程中出现有下部缩颈的现象，那么可能是由于泥浆中含沙率过高的原因而导致的，或者在下部钻孔的泥浆内有大泥团的存在也会导致这种问题的出现。④在钻孔上部出现坍塌或者钻头直径过大的情况下，整个灌注混凝土充盈系数将会不断提高。

3 超高层建筑超深旋挖灌注桩施工质量控制措施

3.1 旋挖机设备

大型旋挖机的类型各种各样，会根据实际的施工状态选取合适的类型来完成工作，比如大直径超深超厚前沿旋挖罐装柱在实际进行工作的过程中，只有具备超大动力和扭矩冠状大型旋挖机才能够支持不断工作，对于大直径超深、超厚前沿旋挖灌注桩所使用的施工技术需要相关设计人员去不断深化研究，只有在这种情况下，整个成孔功效才能够达到所需要的状态，以此来保证高层建筑装设计工作能够向着更好的方向发展。

3.2 护筒埋设

在埋设护筒工作之前，护筒的制作工作是极其重要的，只有选取较合适的位置，整个加强筋的焊接工作才能够达到其应有的效果，一般会在整个桶的中部外侧位置加设5mm的钢板来保证护筒的高度能够得到提高。同时要注意内径不可低于桩径的0.2m，为了避免有溢浆的现象发生，我们可以通过在铜顶下方的20cm处来设置溢浆孔来达到这一效果。在护筒的制作工作完成之后，首先我们需要来选取装中心线来进行护筒的埋设工作，这个工作我们可以运用挖土坑的方式来进行[3]。整个埋设工作要保证与中心点位置冲齐，偏差不可以大于50mm。

3.3 泥浆调制与清孔

3.3.1 泥浆调制

在对泥浆进行调制的过程中，应从以下4点来进行。①在黏性土成孔的过程中为了能够起到保护墙壁的效果，我们一般会选取清水作为注入水的方式来达到这一目的。②类沙层以及沙土成孔时要将比重控制在1.2～1.3，否则将会出现一系列的质量问题。③而对于容易出现坍塌或者存在沙卵现象的土层，一般会将比重控制在1.3～1.5以此来避免土层成孔的过程中出现质量问题。④黏度需要控制到18～28s，砂率不大于8%，胶体率≤90%，整体数据可以随着整个工程的实际地质条件进行相应的调整。

3.3.2 清孔

清孔工作主要有包括以下5个方面：①导管以及钢筋骨架的安装工作需要在第一次完成清孔工作之后来进行，在进行混凝土的浇筑工作之前，则需要进行第二次的清孔工作。②在进行第二次清孔工作的过程中，要根据工程的地质含沙量来合理的调整泥浆的比重。③泥浆性能指标以及沉渣厚度需要在第二次清空工作完成之后来进行对比分析。④只有在泥浆性能指标以及沉渣厚度处于合理范围内的情况下，水下混凝土的灌注工作才能够更加顺利的进行，如果数值出现偏差并且偏差不在可允许范围内，这时就需要再次进行清孔处理工作，以至于相关数据处于合理范围内时方可停止。⑤为避免在成孔的过程中出现坍塌的现象，水位一定要处于护筒流水孔的下端位置，如果位置不合理，那么就会引发坍塌[4]。

3.4 钢筋笼加工与安装

在分段制作的过程中，钢筋笼长度要控制在25m之内，同时在焊接的过程中要注意焊接的长度以及要与钢筋笼顶部进行加固工作，加固工作的长度要控制在1500mm以内。为了避免钢筋笼在下降的过程中出现卡挂道管的现象，可以通过加焊加强筋的方式来达到这一目的，要注意加强筋只可焊接在钢筋笼下端主筋的端部位置。为了能够使超过1m的钢筋笼在起吊的过程中更加方便，可以通过在钢筋笼的内部架设井字型或者三角形的结构来进一步的支撑，直径与箍劲的直径相同。在以上一系列的工作完成验证工作之后，再在桩孔中慢慢的将钢筋笼放入其中，在这一过程中，要避免出现孔洞错位或者碰撞到孔壁的现象发生。孔位错位的现象要以以下几个偏差情况为标准来进行查看：钢筋笼定位标高偏差与龙中心与装孔中心偏差分别为50mm和10mm，而对于主筋的混凝土保护层厚度来讲，这应处于50mm以上，而保护层的偏差要处于20mm之内，钢筋笼顶面和庄顶标高误差都应处于50mm以内。对于桩基比较深的钢筋笼来讲，在进行焊接工作的过程中，需要将钢筋笼进行分段处理，每一段的长度应大于5m，只有这样，整体的焊接效率才能够不断提高。

3.5 灌注混凝土

在钢筋笼安装工作完成之后，需要对孔底沉渣的厚度进行进一步的检验，如果沉渣厚度大于50mm的情况下，那么则需要进行第二次的清孔工作。水下混凝土的灌注工作需要再清空完毕后立马执行：水下混凝土的灌注工作要注意出骨料最大粒径不宜超过40mm，同时也要对含砂率进行严格的控制。混凝土在运输到施工现场的过程中，可以运用汽车输送泵来直接完成输送工作。为了避免混凝土的质量在运输的过程中受到影响，可以站在实际施工的情况上来适当加入缓凝剂。混凝土初凝时间是最容易控制混凝土进度的一个阶段。在选取导管的过程中，可以优先选择钢导管长度，管形以及钢管厚度则需要以实际的施工现场来合理选择。在拼装导管的过程中，要保证导管底与孔底有0.3～0.5m的间距，只有这样，沉渣才能够顺利的排出，才不会影响到整体的施工质量。导管在实际使用之前，需要对其进行水压力测试工作，只有在测试完成之后才能够进行实际使用，避免由于导管质量问题而影响到整体的工作状态。

3.6 施工现场管理

在对施工现场进行管理工作的过程中，要从以下3个方面入手。

（1）需要制定一个详细管理制度。每个施工管理人员都要严格按照管理规章制度严格进行，特别是对于项目主要管理人来讲，只有项目主要管理人能够以身作则，而自身的管理制度又非常的完善，那么整个管理工作将会非常顺利的进行。

（2）需要对施工现场做出针对性的施工方案。只有准备一个详细的施工方案，整个施工工作才能够更加顺利的进行，在制定施工方案的过程中，需要由项目主要管理人员按照现场的实际情况以及施工图纸等全方面的进行把控。整个施工方案主要包括编制据、工程概况、地质条件、施工内容、施工方法、组织、技术质量、施工安全措施、施工方案等多个方面。在实际施工的过程中可以随着现场的施工情况进行适当的调整。针对不同项目的施工质量进行比较，对于施工质量以及施工效果较好的项目可以作为模板。一个项目质量是否达标与施工准备工作是否充分有着直接的联系。

（3）需要对整个施工质量进行严格的把控。评价项目最主要的就是查看该工程的质量是否达标，一个工程的质量与工程施工的进度、成本以及效益等方面都有着直接的联系。通过查看以往装机工程中出现的质量问题后发现，主要问题大都是以下几点所导致的：钢筋笼上浮、沉渣过厚、孔壁坍塌、护筒底部坍塌、堵管、混凝土超方短方等。针对一项的各种现象，需要从源头上入手去进行严格的把控，尽可能的避免这种质量事故出现而影响到整个施工工程。质检工作按照责任划分到个人，并且按照相应的奖罚措施来督促相关管理人员的工作，对于工作出现误差的班组或者个人都需要提出批评并进行适当的处罚，对于能够认真完成自身工作的个人或班组则要进行适当的奖励，以次来保证相关工作人员都能够更加积极地完成自身的工作项目。

4 成桩质量检测技术

4.1 成孔直径检测

在对成孔直径进行检测工作之前，检测井口要处于护筒的上端位置，同时要保证测量位置要与桩位中心对齐，并且在井口架上放置井口滑轮，井口滑轮主要是为了能够更好的将井径仪放置到孔底而存在的，由于井径仪机械臂自身具备弹簧，这时在上提井径仪情况下整个便会紧贴于井壁。机械臂的末端会随着井径不断变化整个张开和合拢的状态也会不断的变化，他们两者之间处于紧密联系的关系，一个变化另一个也会随之变化，而电阻间的电位差在不断变化的过程中，会随之同步到地面计算机上，地面计算机会通过一定的分析处理后得出相关的检测曲线，通过这一曲线，便能够直观地看出成孔直径是否在所接受的范围内。

4.2 垂直度检测

井口滑轮可以将仪器放置到井口孔底，在放置的过程中每隔5m就会读取出一次数据，根据现场的各个参数以及所测得的数据都可以同步到计算机中，通过计算机来进行一系列的分析便可以得出侧面投影图、平面投影图、剖面投影图以及空间轨迹图等等，这样就可以将成孔垂直度更加精准地计算出来。

4.3 孔底沉渣

井口滑轮也可以将沉渣探头放入在孔底内，这时沉渣探头便会伸出探针，探针会将整个孔底的现象反馈出来，探针位置可以随着实际的情况而不断的改变。探针在不断深入的过程中是由主机来进行控制的，同时通过探针的压力以及伸出的长度，而探针所伸出的长度也就是所要确认沉渣厚度。

5 结语

创新施工技术不仅能有效提高了大直径、超深旋挖灌注桩在强风化二代中的施工效率，而且在成本、质量上同样拥有足够的优势，在项目施工大直径、超深的多根旋挖灌注桩过程中，记录数据显示采用创新的施工技术对机械设备的维修和损坏率明显降低，同等配件作业寿命增加；另外，成桩后的混凝土充盈系数也有所保障。