高層建筑工程施工中樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的運(yùn)用研究

摘" 要：以某高層建筑工程為例，探究了旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)在樁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用。前期做好場(chǎng)地平整與測(cè)量放線(xiàn)后，確定樁位并提前埋設(shè)鋼護(hù)筒，以防鉆孔坍塌或縮徑。鉆機(jī)就位后鉆進(jìn)成孔，期間嚴(yán)格控制鉆頭轉(zhuǎn)速、鉆進(jìn)速度等參數(shù)，嚴(yán)禁超鉆或欠鉆。檢查鉆孔質(zhì)量合格后，清理孔底沉渣并放入制作好的鋼筋籠，將鋼筋籠與鋼護(hù)筒焊接固定以防偏移、上浮。最后澆筑混凝土，振搗養(yǎng)護(hù)后成樁。

關(guān)鍵詞：高層 建筑 "樁基礎(chǔ) "旋挖鉆孔灌注樁 "鋼護(hù)筒

中圖分類(lèi)號(hào)：TU753.3

Research on the Application o[A2]"f Pile Foundation Construction Technology in High-Rise Building Construction

HAN Chunmiao

Dingxi Anding District State-owned Investment Holding （Group） Co.， Ltd. ， Dingxi， "Gansu Province， 743000 China

Abstract： Taking a high-rise building project as an example， the application of rotary drilling and groutingbored pile technology in pile foundation construction is explored. After completing leveling the site leveling and measuring and setting off the line in the early stage， it determines the pile location and embedsbury the steel casingprotection cylinder in advance to prevent drillingthe collapse or diameter reductionshrinkage of the drilling hole. After drilling into the hole after the rig is in place， it should drill into the hole and strictly control the parameters such as bit speed and drilling speed during the processare strictly controlled during the period， and over-drilling or under-drilling is strictly prohibited. After checking the quality of the drilling， it should clear the sediment at the bottom of the hole and put into the prepared steel cage， and weld and fix the steel cage with to the steel casing to prevent displacementdeviation and floating. Finally， concrete is poured and the pile is formed after vibration and maintenance.

Key Wwords： High-rise building; Pile foundation; Rotary drilling and groutingbored pile; Steel casing

樁基礎(chǔ)施工既是高層建筑工程項(xiàng)目的重要組成部分，同時(shí)也直接決定了建筑物的安全性，因此，在施工中必須加強(qiáng)技術(shù)控制，切實(shí)提高樁體質(zhì)量。在開(kāi)展地質(zhì)勘察并綜合考慮施工成本、技術(shù)難度等因素后，選擇旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)進(jìn)行高層建筑樁基礎(chǔ)施工。在施工工藝中，像鋼護(hù)筒的制作與埋設(shè)、鉆孔的開(kāi)挖與清理、混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)等，都是需要重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)要點(diǎn)。除此之外，還要熟悉斷樁、樁身夾泥等常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題的成因，并采取有效的預(yù)防措施，切實(shí)提高樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。

1" 工程概況

某科研中心辦公樓占地面積8 447.5 m²，高度107.4 m，共30層。其中地上28層，地下2層，基礎(chǔ)埋深9.4 m，整體采用框架結(jié)構(gòu)。地質(zhì)勘察表明，施工區(qū)域地質(zhì)土層自上而下分為5層，分別是雜填土（0.4～2.3 m）、粉質(zhì)黏土（4.5～11.6 m）、黏土（7.5～15.1 m）、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖（1.5～9.3 m）、中風(fēng)化花崗巖（0.4～9.2 m）。在樁基礎(chǔ)施工中，將強(qiáng)風(fēng)化花崗巖作為基礎(chǔ)持力層，要求樁端嵌入持力層至少2 m。

2" 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的比選

根據(jù)地質(zhì)條件的不同，可選的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)也有差異。結(jié)合該工程的現(xiàn)場(chǎng)條件初步擬定了3種樁基礎(chǔ)施工方案，分別是預(yù)應(yīng)力管樁、旋挖鉆孔灌注樁與長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁。

2.1" 預(yù)應(yīng)力管樁

按照施工方法可細(xì)分為振動(dòng)沉樁與靜壓沉樁2種，前者是利用沉樁設(shè)備產(chǎn)生的上下震動(dòng)，使預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)入持力層。雖然操作較為簡(jiǎn)便，但是施工期間造成較大噪音。靜壓沉樁雖然避免了噪聲污染，但是在施工過(guò)程中需要沉樁控制速度，在接觸堅(jiān)硬的持力層后沉樁難度增加。

2.2" 旋挖鉆孔灌注樁

通過(guò)機(jī)械旋挖開(kāi)孔然后向孔內(nèi)放置鋼筋籠、澆筑混凝土的方式，形成高強(qiáng)度樁體^[1]。該技術(shù)具有施工速度快、樁體位置精確、成樁質(zhì)量高、適用范圍廣等特點(diǎn)。在特殊地質(zhì)下還可以采用人工開(kāi)孔，靈活性較高。

2.3" 長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁

用長(zhǎng)螺旋樁機(jī)帶動(dòng)鉆桿快速干式鉆進(jìn)成孔，然后利用鉆桿中心管泵送混凝土成樁。該技術(shù)可以做到一次成樁，但是樁體為純混凝土結(jié)構(gòu)，容易出現(xiàn)斷樁等質(zhì)量問(wèn)題。

綜上，該工程的樁基礎(chǔ)施工中選擇了效率快、精度高、承載力強(qiáng)、適合多種地質(zhì)條件的旋挖鉆孔灌注樁，其施工流程如圖1所示。

3" 旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1" 施工準(zhǔn)備

在旋挖鉆孔灌注樁施工前做以下準(zhǔn)備工作：使用推土機(jī)、挖掘機(jī)等機(jī)械進(jìn)行場(chǎng)地平整，為下一步測(cè)量放線(xiàn)創(chuàng)造有利條件。對(duì)樁基礎(chǔ)施工所用各類(lèi)機(jī)械、材料進(jìn)行驗(yàn)收，確保規(guī)格、數(shù)量符合施工要求，并且工況良好，檢驗(yàn)合格后安排進(jìn)場(chǎng)。進(jìn)行技術(shù)交底，使施工人員明確設(shè)計(jì)意圖，并做好任務(wù)分工。

3.2" 測(cè)量放線(xiàn)

在場(chǎng)地平整的基礎(chǔ)上，使用全站儀輔助完成放線(xiàn)定位工作。確定樁的中心位置后打入木樁，復(fù)核樁位，要求樁位放線(xiàn)偏差控制在10 mm以?xún)?nèi)。

3.3" 埋設(shè)鋼護(hù)筒

本工程中所用鋼護(hù)筒由10 mm厚鋼板加工而成，護(hù)筒內(nèi)徑比鉆頭直徑大15 cm，預(yù)留空隙方便鉆頭鉆進(jìn)時(shí)排出泥渣。在鋼護(hù)筒的上部1/4處開(kāi)設(shè)1個(gè)直徑為5 mm的溢漿孔，首端和尾端的開(kāi)口外側(cè)焊接加勁環(huán)，以防鋼護(hù)筒在鉆進(jìn)成孔過(guò)程中發(fā)生變形^[2]。埋設(shè)鋼護(hù)筒時(shí)，保證頂端至少高出地面30 cm，然后檢測(cè)鋼護(hù)筒的偏移和垂直度。要求中心偏差不超過(guò)50 mm，垂直度控制在1 %以?xún)?nèi)。

3.4" 鉆進(jìn)成孔

使用LQR154履帶式旋挖鉆機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率120 kW，鉆進(jìn)深度10～20 m，鉆速8～25 r/min。經(jīng)檢查確認(rèn)鉆機(jī)性能工況良好后，將鉆機(jī)開(kāi)到1#樁位處。調(diào)節(jié)鉆桿呈垂直狀態(tài)，在鉆頭與樁位中心對(duì)齊后設(shè)定旋挖鉆機(jī)的工作參數(shù)，然后啟動(dòng)鉆孔。鉆進(jìn)過(guò)程中密切觀(guān)察鋼護(hù)筒是否移位、鉆桿是否傾斜、鉆頭進(jìn)給量是否正常，一旦發(fā)現(xiàn)鉆頭卡主、鉆桿偏斜等問(wèn)題要立即停止鉆進(jìn)，糾正后再繼續(xù)施工。在地表雜填土、粉質(zhì)黏土和黏土層鉆孔時(shí)，考慮到土層較軟，因此使用旋挖鉆斗開(kāi)挖，提高施工效率；在進(jìn)入強(qiáng)度較高的花崗巖層后，替換為螺旋鉆頭開(kāi)挖^[3]。

3.5" 鉆孔檢查與清理

在鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，將鉆頭反旋拔出，首先檢查成孔質(zhì)量。測(cè)量孔深、孔徑2項(xiàng)基本參數(shù)，確保實(shí)測(cè)參數(shù)在誤差允許范圍之內(nèi)；觀(guān)察孔壁有無(wú)裂縫、坍塌等情況，或者是孔斜率超過(guò)允許范圍等情況，一律視為廢孔，需要另選合適位置重新開(kāi)孔，經(jīng)檢查確定成孔質(zhì)量良好后進(jìn)行清孔操作。為提高成樁效果，本工程中先后進(jìn)行了兩次清孔：第一次是在成孔檢查合格后立即清孔，將鉆孔底部的沉渣清理干凈；第二次是在放置鋼筋籠與導(dǎo)管后，保證樁底沉渣厚度在20 cm以下，為混凝土灌注成樁提供有利條件。

3.6" 鋼筋籠制作與安裝

本工程中旋挖鉆孔灌注樁施工所用鋼筋籠為現(xiàn)場(chǎng)加工制作。鋼筋經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)后，有輕微生銹的需要打磨除銹，有輕微彎曲的使用調(diào)直機(jī)調(diào)直，然后參考鋼筋籠的設(shè)計(jì)圖紙下料^[4]。對(duì)鋼筋籠的主筋和箍筋間距以及直徑等參數(shù)進(jìn)行檢查，確保誤差在允許范圍之內(nèi)，具體情況見(jiàn)表1。

在鋼筋籠制作完成并檢驗(yàn)合格后，使用20 t吊機(jī)采用“四點(diǎn)起吊法”吊裝鋼筋籠。吊裝時(shí)先緩緩將鋼筋籠抬升至距離地面1 m高度，觀(guān)察到鋼筋籠穩(wěn)定后再移動(dòng)到樁孔處，將鋼筋籠緩慢放入鉆孔內(nèi)，注意避免鋼筋籠與孔壁發(fā)生劃擦。放入鉆孔后，將鋼筋籠與鋼護(hù)筒焊接固定，避免在后續(xù)澆筑混凝土?xí)r鋼筋籠出現(xiàn)偏移、上浮等情況。

3.7" 導(dǎo)管下放

為了防止混凝土灌注過(guò)程中出現(xiàn)離析導(dǎo)致成樁質(zhì)量不理想的情況，本工程中采用導(dǎo)管輔助澆筑混凝土。選用專(zhuān)用的螺旋絲扣導(dǎo)管，內(nèi)徑為300 mm，標(biāo)準(zhǔn)管段長(zhǎng)度為3.5 m，配備0.5和1 m兩種非標(biāo)準(zhǔn)管段，可以根據(jù)施工需要加長(zhǎng)。安裝導(dǎo)管前檢查導(dǎo)管有無(wú)變形、裂縫，確定無(wú)質(zhì)量缺陷后小心穿過(guò)鋼筋籠，使導(dǎo)管的下端管口距離孔底20～30 cm；導(dǎo)管的上端連接注漿設(shè)備，完成導(dǎo)管安裝后，還要進(jìn)行試水、試壓。壓力通常設(shè)定為0.8～1.0 MPa，將清水注入導(dǎo)管后既可以檢查密封效果，如果發(fā)現(xiàn)局部漏水要及時(shí)處理，防止關(guān)注混凝土?xí)r發(fā)生漏漿情況^[5]。

3.8" 澆筑混凝土

作為旋挖鉆孔灌注樁施工的最后一個(gè)步驟，混凝土澆筑是決定成樁質(zhì)量的關(guān)鍵因素。澆筑前要檢查混凝土性能質(zhì)量，要求坍落度在18～20 cm。單根樁的混凝土澆筑必須一次完成，避免中斷澆筑產(chǎn)生斷樁問(wèn)題，鉆孔內(nèi)混凝土每分鐘的上身高度不得超過(guò)10 cm，以防澆筑速度過(guò)快導(dǎo)致樁體密實(shí)度不夠，樁頂混凝土的澆筑面應(yīng)超出設(shè)計(jì)高程50 cm。始終保證導(dǎo)管下口距離混凝土頂面20～30 cm，在澆筑過(guò)程中不斷上提導(dǎo)管，并且每完成單樁混凝土澆筑后立即使用插入式振搗棒進(jìn)行振搗。澆筑完畢后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，同時(shí)將整套設(shè)備移動(dòng)到下一樁位，重復(fù)上述步驟完成剩余樁位的灌注樁施工。

4" 結(jié)語(yǔ)

旋挖鉆孔灌注樁具有作業(yè)效率高、技術(shù)難度低、成樁質(zhì)量好等諸多優(yōu)點(diǎn)，在高層建筑物的樁基礎(chǔ)施工中被廣泛應(yīng)用。為了切實(shí)發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高樁體質(zhì)量，需要結(jié)合旋挖鉆孔灌注樁的施工工藝，對(duì)其中的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制。特別是鋼護(hù)筒埋設(shè)、鉆孔開(kāi)挖、鋼筋籠放置與混凝土灌注等，都是直接決定成樁質(zhì)量的重要因素。通過(guò)落實(shí)精細(xì)化的施工管理，保證樁體的強(qiáng)度、質(zhì)量等均符合施工要求，讓樁基礎(chǔ)工程得以順利通過(guò)驗(yàn)收。

參考文獻(xiàn)

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