浅谈钻孔灌注桩在高层建筑基础中的实施

　　摘要：本文结合某高层建筑地质情况，对该建筑采取钻孔灌注桩基础施工，深入地探讨了该建筑所采用的钻孔灌注桩施工工艺，总结了该工程桩基护筒埋设、钻孔技术以及灌注混凝土等施工技术，对相应的施工环节提出了注意事项，为同类工程所参考。

　　关键词：建筑施工,钻孔灌注桩,护筒埋设,灌注混凝土

　　1. 工程概况

　　某高层公寓工程拟建九栋高层建筑，其中一栋17层、七层18层、一栋20层，三栋22层。全区设一层地下室，设计拟采用钻孔灌注桩基础。本项目场址属于温黄平原，根据勘察报告及建筑结构特点，施工时桩端全断面进入④2层卵石层作为桩端持力层，除特殊注明外桩断进入持力层不小于5000mm，要求灌注桩孔底沉渣厚度小于50mm。

　　2. 材料与机械选取

　　(1)钻机选用时尽量选择提升速度快、起重能力较大的钻机和质量较大的钻锥;钢丝绳与冲击钻锥之间必须设置自动转向装置并连接牢靠，钢丝绳应选用同向捻制、纤维芯柔软、无死褶痕迹和断丝者，其抗拉安全系数不应小于12，锥径等于孔径。

　　根据本工程桩位平面图，本项目Ⅰ标选用15台SG2型磨盘钻机、泥浆泵4PN15台、泥浆泵7.5KW20台、SGB6-10型注浆泵1台，电焊机6台、柴油发电机75KW1台、氧气割设备2套、钢筋切割机2台。Ⅱ标选用15台SG2型磨盘钻机、泥浆泵4PN15台、泥浆泵7.5KW20台、SGB6-10型注浆泵1台，电焊机6台、柴油发电机75KW1台、氧气割设备2套、钢筋切割机2台。

　　对准备钻孔的桩位进行场地平整，设置工作平台;场地为旱地时，应清除杂物并夯实整平，清除面积应满足钻孔需要;工作平台须牢固平稳，工作时能承受所有静、动荷载。钻孔前做好水下混凝土配合比设计，合格材料准备充分，完成导管及混凝土搅拌设备等组织工作。

　　(2)根据本工程场区土质情况，钻孔灌注桩施工可采用原土造浆，但需备足一定量的优质粘土供急需时使用。循环使用的泥浆，采用4PN泥浆泵供浆，1只7.5KW泥浆泵排浆，还设沉淀池进行过滤，回浆利用优质泥浆，沉淀在沉淀池内的废浆定期进行清理，外运至弃浆地点。预计每天混凝土方量在335立方左右，泥浆预计在1000立方左右，在现场设置一个6000立方左右的废浆池，在车运畅通的情况下，每天要求25~30车次(按每次运输40立方);假如车运不畅通的情况下，则需要泥浆运输单位增加运输车辆。造孔泥浆比重控制在1.1-1.3g/cm3，清孔后的泥浆比重不得大于1.2g/cm3。

　　3. 灌注桩施工技术

　　3.1 桩位放样与护筒埋设

　　本工程的桩位采用全站仪测定，并用十字线法确定护筒的埋设位置，护筒埋设位置应与桩位相吻合。灌注桩采用的护筒由钢板制作，直径为600mm、700mm、800mm、900mm上端设排浆口，护筒高度一般为1.0-1.2m。

　　护筒埋设要求采用人工挖土深0.7-1.0m，将护筒放置妥后压入土层中，并用十字线法复查其中心与桩位相吻合，并且采用粘土对护筒四周进行分层回填夯实。埋设完毕的护筒中心与桩位偏差不得大于1cm。

　　下沉护筒采取由测量组在平台上精确放样出桩中心点位置安设导向架，其中要注意的是导向架的内径应较护筒外径大5~8cm，采用龙门吊吊起已制作好的钢护筒，通过导向架缓缓下放，护筒依靠自重停止下沉后，即用振动锤振动下沉辅以护筒内除砂，并按需要焊接接长护筒，直至护筒脚埋深达到设计标高。下沉护筒时，各接头须不漏水、不漏浆,振动下沉后无明显变形、卷口,焊缝无开裂现象，同时应测量其中心位置是否正确，护筒是否坚直，护筒中心与桩位中心偏差不得大于5cm。

　　3.2 钻孔技术

　　本工程配备15台SG2型磨盘钻机采用三翼钻头成孔，以④2层卵石层，作为桩端持力层，除特殊标明外桩端进入持力层不小于5000mm。钻机就位安装做到平整、稳固、天车、磨盘中心与设计桩位中心成一线，偏差不大于1cm，同时在钻进过程中经常检查主动钻杆的垂直度和机架的平稳。在钻进过程中随时观察钻杆进尺，泥浆颜色及岩样的变化，定时定深度取样编录，及时了解地层的变化和孔内异常情况，并做好记录。

　　3.3 成孔技术

　　灌注桩施工时对清孔目的是为了清除悬浮在造孔泥浆中的碎屑和孔底的淤积物，确保沉渣满足设计要求。本工程采取的清孔技术如下：利用钻机循环换浆法，在造孔结束后，继续用钻机一面对孔底进行冲洗，一面换出废浆。采用导管加闷盖，高压注入优质泥浆进行二次清孔。

　　成孔是本工程施工过程控制的关键工序，必须在组织机构、机具设备方面落实，按照施工设计精心施工，确保成孔质量。对于成孔技术来说，关键是要确保孔深、孔径等。孔深应从护筒顶面开始计算，以测绳量的数据为准(与钻杆长度校正)。为了有效地确保钻头直径，在钻进易产生缩径地层段进行反复扫孔，确保设计桩径。在造孔过程中，为了保证钻机安装牢固平稳，钻杆平直无弯曲，一般能保证孔身垂直度小于1%。本工程采用测锤测量，钻孔深度与清孔后深度之差即为淤积厚度。

　　3.4 钢筋笼制作与安装

　　本工程灌注桩所采用的钢筋笼分段制作，人工运输，机架卷扬机起吊，在孔口焊接成整体沉放。为缩短焊接时间，两段之间的搭接按搭接焊接要求，搭接长度为10d。同时为了有效地使钢筋笼不卡住导管接头，主钢筋接头焊接应沿环向筋并列，严禁沿径向并列。钢筋笼的制作应有效地确保其控制在误差范围内，结合工程实践，笔者总结了钢筋笼制作允许误差见表1所示。另外，钢筋笼在沉放前必须安装好砼保护块，使之确保钢筋保护层，同时进行自检和专检，由质检人员对钢筋笼的尺寸、焊接点等严格检查合格后，方可吊运沉放，并作好记录。

　　3.5 水下砼灌注技术

　　水下砼采用直升导管法灌注，导管内径为250mm，导管节数长度根据孔深和工艺要求配置。下放导管时，应先放至孔底，复测上下孔深，尔后再提管30-50cm待浇。导管下放和拆卸依照实际情况填写导管下放拆卸记录。本钻孔灌注桩水下砼采用商品砼C30，塌落度控制在18-22cm。

　　施工中为了有效地确保水下砼灌注质量，本工程采取以下措施：灌注砼采取积极措施，争取4小时内完成灌注。贮斗内砼的初存量必须满足首次灌注时导管底端能埋入砼中0.8-1.2m。随着孔内砼的上升，要适当提升和拆卸导管，导管底端埋入管外砼面以下要2-6m，并不大于9m，严禁把导管底端提出砼面，提升导管时要避免碰动钢筋笼，并采取措施，防止钢筋笼倾斜或上浮。

　　结合工程实践，灌注水下砼施工尤其是注意以下事项：

　　(1)首批砼一定要够数量，以满足灌注后导管埋入砼面1.0m以上的要求，灌注后及时测量砼面的高度，以确定首批砼埋管深度，如不符合要求，则立即使用空压机通过导管吸去已灌注砼，准备好后重新灌注。

　　(2)砼导管使用前一定要进行水密性试验，并检查止水胶垫是否完好，有无老化现象，以保证灌注过程中不漏水、不破裂。

　　(3)在砼灌注过程中，设专人测量孔深，准确掌握砼面上升高度，以便严格控制导管埋深在2.0—6.0m之间，防止埋管过深，上层部分砼初凝，导管提不起来的事件发生，同时作好砼灌注记录备查。

　　(4)由试验人员值班，确保砼拌和按监理工程师认可的配合比拌制，经常抽查砼工作性指标，严禁将不合格的砼灌注入孔。提升降落导管时，动作要慢，以免钩挂钢筋笼或提空导管。

　　(5)砼开始灌注后，不得中途停顿，须连续灌注，争取在7—9小时内完成。为此砼灌注前必须全面严格检查各种机械，排除故障、隐患，灌注过程中维修人员跟班作业，出现故障及时抢修 。

　　4. 结论

　　文章结合某高层建筑基础采取钻孔灌注桩施工实例，阐述了该类型桩基施工各个环节，如护筒埋设、钻孔技术、钢筋笼下放以及灌注水下混凝土等施工技术，提出了钻孔灌注桩施工控制技术，有效地确保了该类型桩基质量，可为同类工程参考。

　　参考文献：

　　[1] 叶天士.建筑工程基础钻孔灌注桩施工[J].山西建筑，2007，28(08)：118~119.

　　[2] 刘辉，吴海波.高层建筑基础钻孔灌注桩施工技术[J].施工技术，2009，27(04)：31~33.

　　[3] 张恒.浅谈高层建筑钻孔灌注桩施工质量控制[J].世界桥梁，2004，31(02)：57~58.

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