广州某项目工程桩施工技术研究

程 雷

广州建筑产业开发有限公司 广东 广州 510000

桩基础施工有不同种类的施工工艺，例如旋挖灌注桩、冲孔灌注桩、打入法预制管桩、静力压入法预制管桩等，能应用在不同土质环境中。工程桩作为建筑的基础，工程桩良好的质量能够增强建筑物的稳定性及整体承载能力，其施工工艺灵活，且比较繁琐。在工程桩基础施工中，随着施工技术的进步，桩基础的施工工艺及施工机械都有了较大的完善，但仍然需要对地基承受压力导致变形的情况进行思考及改进，重视对土质的勘察与研究使得桩基础施工符合当地地质特征，保证工程桩基础能满足建筑结构的各项要求。

1 工程概况及实施条件

1.1 项目概况

本项目位于广州市南沙区，该地区属于珠江三角洲的冲击平原，本项目是集医、教、研为一体的大型综合性医院，包含5幢塔楼，2层地下室，5层裙楼，项目总建筑面积30多万平方m。本工程桩基采用灌注桩基础，项目高压线保护区域外的工程桩采用旋挖成孔工艺，高压线保护区域内的工程桩采用冲孔施工工艺。因本工程地质条件变化复杂，基础施工前应进行超前钻施工，以探明桩底岩层性状。桩长及入岩深度应根据超前钻资料现场进行确定。该工程桩在原状地面施工，场地干燥平整方便后续施工。

1.2 施工条件

本项目占地面积大，软土分布范围广，场地原貌为一片鱼塘，杂草丛生，场地地面标高约为4.2m。为满足基坑支护工程及工程桩施工，场地已采用砖渣回填夯实平整，平整后地面标高约为6.3m，以满足桩机行走的承载要求，对局部不满足桩机行走的区域拟采用路基板满铺施工。场区内已浇筑部分砼环形道路，地块中间有110kV和10kV输电线穿过，地块中央有一座110kV电塔和若干10kV线路的线杆，其中10kV输电线已完成迁移。南侧为变电站，距离坡顶线约55m。高压电塔位于拟修建的医技楼位置，110kV高压线路走向经过拟修建的宿舍、教学中心及医技楼等建筑物区域，高压线最低处距离场地回埴平整后的地面约12m。现场设有3个临电变压器，容量为630KVA，水源引自东面兴隆路口市政DN80水表，引入水管DN100。基坑内进行土方回填平整后，现地面标高为5.4~6.7m，现阶段基坑内设置了排水沟由水泵进行排水[1]。

2 旋挖桩施工技术

2.1 测量定位及护筒埋设

测量定位依据本项目的设计桩位平面图和相关测量资料，确定校核场地基准点、基准线、测量轴线和桩的位置，在已经平整好的项目区域上，根据控制点测定桩位中心，然后打入钢筋作为标注，钢筋露出地面大概5mm到10mm。定位后会同有关部门和技术人员，对轴线、桩位进行复核并做记录，确保复核结果符合国家规范及设计要求，才可进行后续施工 。

孔口位置埋设长钢护筒，护筒的内径对于钻孔桩应大于钻头直径100mm。护筒埋设深度不少于6m，且高出泥浆面200mm。埋设护筒的位置是根据测量技术人员放出的桩位中心来确定，再进行长钢护筒的埋设，将护筒垂直压入孔内，护筒周边再用粘性土回填压实，引出的桩位中心控制线，护筒中心与桩中心偏差应当少于50mm。由于场地淤泥层或粉砂层层底深度(相对当前的场地标高)均超过8m，所以护筒长度采用8m~12.5m，具体护筒长度应结合工程桩周边地质条件和施工要求综合确定。钢护筒壁厚为16~20mm。

2.2 成孔施工流程

首先，钻机就位后需要调整好钻杆的垂直度，调整后先注入按要求调制好的泥浆，然后进行钻孔操作。如果在钻孔过程中产生塌孔现象，需要停机并会同相关单位分析产生的原因，并制定针对性的施工方法。如分析后是水压力不够，应及时调整泥浆浓度并控制好含砂率、同时降低进尺速度，确保桩的成桩质量如垂直度偏差等能够满足设计及施工要求。在钻头下降到预定深度后旋转钻斗，并对其施加压力将土挤入钻斗内，当仪表自动显示筒满时，钻斗底部就会关闭，再将钻斗提出地面并完成泄土工作。

其次，施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位面1.0m以上，以保证孔壁内任何部分均保持0.01MPa以上的静水压力。浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25。旋挖桩成孔方式采用的是跳挖，钻斗倒出的土需要及时清除，土距离桩孔中心位置不少于 6m，在成孔过程中如发生以下异常情况时需要立刻停钻，如有斜孔和塌孔，或者弯孔和梅花孔，护筒周围冒浆、失稳等现象，并会同设计、监理、业主等各方共同商量制定相应措施后再施工。

最后，场地中分布有细砂、中砂层，易产生漏浆、孔壁坍塌等现象，应加大孔内的泥浆液面高。每次更换钻头时需要验孔，在容易发生缩孔的位置缓慢施工，当每钻进5m深度时进行泥浆的相关参数进行测试。在进入基岩后需要取样，对于非桩端持力层，每钻0.3m到0.5m之间取样一次，对于桩端持力层，每钻0.1m到0.3m取样一次。当在软土层中钻进时，应根据泥浆补给情况控制钻进速度，在硬层或岩层中钻进时，钻进速度以钻机不发生跳动为准。

2.3 确定入岩方法

工程桩是否全断面嵌入完整稳定的基岩是决定桩基工程质量的关键，由于工程地质条件复杂多变，超前钻孔口径较小，依据超前钻资料进行计算的入岩位置只能作为初判标准。先根据工程地质勘察报告及设计图纸预估岩面高程，每根桩施工接近预估岩面高程时，均应综合分析成孔过程中进尺度的变化及旋挖钻带出的岩屑岩片特征，进行入岩判断。

当岩土层不同及岩石风化程度不同时，钻进过程中产生的岩屑含量、粒径、颜色及岩样坚硬状态均会有所变化，根据钻出的岩屑状况，对比勘察报告，可判断岩土层特征，推断是否入岩。由于桩机成孔进尺的速度也可从侧面反映桩孔的入岩情况，因此，工程桩施工期间勘察单位要全过程驻场，对所有钻进达到预估桩长的工程桩，勘察、监理单位对桩孔深度或岩样共同认可，作业记录，以共同鉴定认可的孔深或岩样作为终孔的依据。

2.4 进行清孔施工

清孔工作要分为两次来完成，一次清孔流程如下：当钻孔深度达到设计深度要求时，就需要测量钻孔的实际深度值，并且要采用清孔钻头进行清孔操作。一次清孔完成后进行二次清孔。流程如下：钢筋笼和下料导管放入孔内后再进行二次清孔，并同时进行捞渣处理，常用方法是使用混凝土导管向孔内压入相对密度1.15左右的泥浆，把孔底在下钢筋笼和导管的过程中再次沉淀的钻渣置换出。然后进行反循环清孔，其要求与正循环法清孔类似，先使用吸泥管，以高压风作动力把孔内泥浆抽排走，清孔的过程中需要连续地置换泥浆，直至浇注水下混凝土，在钢筋笼就位后进行二次清孔时，要保证孔底沉渣厚度不大于设计允许的 50mm。需要使用沉渣检测仪检测，并报请经监理等相关单位验收。废弃的浆、渣应进行处理，不得污染环境。

2.5 钢筋笼的制作和吊放

(1)纵向主钢筋接头优先采用焊接，同一连接区段内纵向钢筋搭接接头面积百分率应≤50%。抗拔桩纵筋需通长设置，钢筋应尽原材开料，减少接头，纵筋接长应采用焊接或机械连接。

(2)全部筛筋采用螺旋式，加劲箍与纵筋应逐点点焊，一般箍筋与纵筋为隔点点焊当纵筋配内外两排时，内排箍筋用焊接环式，与纵筋逐点焊接。

(3)钢筋笼的外侧应采取砼垫块措施，以保证钢筋的保护层厚度和钢筋笼位置准确对中。

(4)钢筋笼搬运和吊装应防止变形，安装应保持垂直对中避免碰撞孔壁，就位后应立即固定。

(5)钢筋笼允许偏差:钢筋笼直径≤+10mm，钢筋笼长度≤+50mm。钢筋保护层＜+10mm，主筋间距≤+10mm，箍筋间距或螺旋筋螺距≤+20mm。

(6)箍筋与主筋采用梅花点焊，主筋与加劲箍100%点焊牢固，钢筋笼保护层用砼垫块在每个加劲箍四周各垫一块。制作好钢筋笼制之后，下一步进行吊放，吊放前需要通过监理等单位的验收合格后才可以进行下一道工序的施工，验收通过后驾驶汽车吊来吊放钢筋笼。

钢筋笼向钻孔内吊装时应符合下列规定:其一，钢筋笼使用型号为SCC750履带吊放置时需吊直并且扶至平稳，并且要先对准孔的位置，再慢慢地下沉，严禁操作不规范导致摇晃及碰撞到孔壁，强行地进入孔内。

其二，在进行分段吊装的时候，首先要把下段钢筋笼吊到孔里面，它的上面需要留大概1m的长度固定在孔口的位置，上段跟下段的钢筋笼主筋先对正好，它们之间连接后，将继续下沉。

3 冲孔灌注桩施工技术

3.1 冲击成孔施工要点分析

桩位放线护筒埋设好后,桩机就位,调整冲击锤位置，使其中心对准护筒中心，并且要求偏差值小于20mm。对准后开始操作，先低锤密击，锤的高度控制在0.4m到0.6m之间，为了孔壁能够被挤压得密实，需要砂砾和粘土泥浆护壁，当孔深到达护筒底部以下3m到4m之间时，可操作桩机加快速度并将锤提高至2m到3.5m以上，然后再转入正常冲击。

在冲孔达到设计深度前，每次冲剂1m到2m之间就需要排渣一次，并且要检查一次成孔的垂直度，万一产生筒周围冒浆现象，或者发生斜孔、塌孔等问题时，必须立刻停机。在冲击钻进阶段，为了避免水位的升降波动，会对护筒底口处造成冲刷，需要注意的是，保持孔内水位始终高于护筒底口0.5m以上，并且孔内水位高度应当大于地下水位1m以上，冲孔桩施工，要定时测量桩位避免冲偏[2]。

表1 冲击成孔施工要点分析表

3.2 钢筋笼孔内吊装注意事项

冲孔灌注桩的钢筋笼的制作流程和旋挖桩的类似，下面就吊装时的不同点进行分析，冲孔灌注桩的施工涉及高压线保护区，这区域的钢筋笼使用 Y280S-6 型冲孔桩机进行吊放，放置钢筋笼时候需扶至平稳，并且要先对准孔的位置，再慢慢地下沉，严禁操作不规范导致摇晃及碰撞到孔壁，强行地进入孔内。高压线最低处距离地面12.6m，现场操作应当和监理单位进行沟通并实际测量，双方共同确认是否满足吊装要求。

分段吊装时先将下段的钢筋笼吊入孔内，它的上端需要留1m左右的临时固定在孔口位置，固定的时候，需要采用六根直径25mm的钢筋做担梁，钢筋笼进行分段吊装的距离是每4m一段沉入桩孔，这样操作是为了保证钢筋笼吊装施工能满足与高压线的安全净空距离。

3.3 水下混凝土施工用料及导管设置

本项目灌注桩采用混凝土强度为C35，水下灌注混凝土必须具备良好的和易性坍落度为180mm~220mm，胶凝材料用量不少于360g/m³(当掺入粉煤灰时水泥用量可不受此限)。水下灌注混凝土的含砂率为40%~50%，其中采用的中粗砂和粗骨料的最大粒径应小于40mm，且不得大于钢筋间最小净距的1/3。

导管壁厚采用大于3mm的，直径在200~250mm之间，直径制作的偏差范围控制在2mm内，导管的分节长度要根据工艺的具体要求来确定，底管长度大于4m，管道之间的接头采用双螺纹方扣快速接头。导管每次使用前都需要先进行拼装及试压，试水压力在0.6~1.0MPa之间，并且每次灌注后都应该要对导管内外进行清洗。

3.4 灌注水下混凝土施工技术要求

(1)开始灌注第一斗混凝土时，导管底部离孔底宜控制在300mm~500mm，且在第一斗混凝土投入后埋入长度应达到0.8m 以上;在后续的灌注过程中，导管埋于深度在2m到6m之间的混凝土下，施工期间导管不能被拔出混凝土外面，提拔管道的速度要控制平稳，不能过快也不能过慢，并且在提拔管道过程中有专业的工程技术人员在测量，测量导管内部及外部混凝土灌注面的高度差，还有测量导管的埋入深度[3-4]。

(2)水下混凝土灌注后，需要不间断地浇筑，并且对每根桩的浇筑时间有要求，时间控制在混凝土的初凝时间。

(3)最后一次灌注量需要注意，超灌高度控制在0.8m到1.0m之间，凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。

(4)本项目灌注桩的充盈系数宜为12~13，如实际施工的充盈系数小于1或超过1.3，应向各参建单位汇报，并且分析发生的原因。

(5)混凝土试件的留置必须满足《建筑地基基础施工质量验收规范》GB50202-2018等有关规范的要求,制作时应植入芯片[5-6]。

4 结束语

本文通过对广州某大型综合性医院项目的具体情况分析，对旋挖桩施工技术和冲孔灌注桩施工技术进行了深入的分析和研究，深刻地体会到工程桩基础施工的重要性。了解到不同的工程地理环境采用不同的工程桩施工方法，它的施工稳固性及安全性，直接影响着项目的整体质量。总而言之，深入研究不同项目的工程桩施工技术，是我们建筑行业工作者不断学习的方向，对提高工程施工质量及建筑物带来各种经济效益有着积极意义。