广西建工集团第二建筑工程有限责任公司
摘要：随着城市化进程的加快，为满足人口需求，高层乃至超高层建筑层出不穷，由此对建筑基础的承载力也提出了新的要求。灌注桩以其技术成熟、承载力高、适应性强等优点被广泛应用于各种建筑中。随着灌注桩基础的发展，新工艺的出现，技术人员就需要深入研究施工工艺原理、流程及工艺施工的重点和难点，这样才能进行行之有效的质量控制。但由于灌注桩施工属于隐蔽工程，部分施工过程中仍存在质量事故，因此有必要系统、深入的对灌注柱讨论。本文选取有代表性建筑地层情况，对相应地层中，适应的钻进方式及钻进过程中的技术要点进行探讨。
关键词：桩基工程；施工质量；成孔方式；过程控制
1工程概况
某住宅小区建设，总占地面积约29.3hm2，总建筑面积约68.3万m2，其中一期规划10栋高层住宅楼，二期规划8栋高层住宅楼，都已在建。一期桩基础施工时间自2014年4月7日至2014年4月25日，期间进行的检测均合格。二期桩基础自2014年8月28日至2014年10月17日，期间进行检测均合格。根据地质勘察报告，该场地地层自上而下的地质情况为素填土、碎石、次生红粘土、风化石灰岩和风化辉绿岩，其中中风化岩顶板持力层较稳定、较完整，可作为桩基础持力层。
2桩基础设计概况
一期、二期桩基础设计情况如表1所示。设计采用机械成孔灌注桩，由于桩端持力层为石灰岩，因此桩端进入深度要大于500m，并且最小的桩长应等于5倍的桩径，两柱中心距要大于两桩底标高差。桩身混凝土设计强度等级为C30。
3施工技术分析
3.1施工前期准备
前期准备工作的充分程度，在很大程度上会影响到施工进度。概括起来施工前准备工作包括以下几个方面：
（1）技术准备。主要包括熟悉、审查施工图纸，编制施工组织及应急预案，准备施工所需的各种材料及表格，施工进度计划等。
（2）机械设备准备。由于施工底层情况复杂，本次共投入钻进29台，其余机械设备（铲车、吊车、角磨机、电焊机等）32台。
（3）材料准备。主要是钢筋和混凝土的准备，钢筋除具备相应的证书，还应送实验室进行钢筋复试，合格后方可使用；混凝土也需制作抗压试块送至实验室进行标准养护，28d后进行抗压试验；
（4）人员准备：主要是指项目经理部，各班组进行技术交底及环境交底，施工人员安全教育等。
（5）现场准备。主要包括控制网、水准点的测放；材料堆放区域、生活区域等施工区域的布设及平整，组织材料及设备的进场等。
3.2选取成孔钻进方式
结合场地地质勘察报告，场地条件既有易塌孔、易抱钻土层，又有不易钻进的岩溶地层，因此结合地层情况选取相应的成孔钻进方式就成了施工的重点。结合正循环回转成孔、冲击成孔和旋挖成孔三种钻进方式的特点来看，三种方式各有优缺点：正循环回转钻进，成孔速度快但钻进效率低；冲击成孔钻进效率高，但钻进速度较慢；旋挖成孔钻进速度快但易缩径、塌孔。因此正确布置钻机就成了施工质量的关键。本次为充分发挥回转钻机护壁好、不易塌孔的优点，将其主要布置在无溶洞钻孔和易塌孔区域；结合冲击钻机凿岩效率高的优点，将其布置在岩溶发育区；旋挖钻机主要应用于部分因基坑开挖，顶部已无回填土层的建筑。最终经实践证明，这种分布方式极大提高了施工效率，回转钻机平均每天成孔1.5个，冲击钻机约1个，旋挖钻机约3.5个。
3.3特殊钻孔处理
3.3.1人防区钻孔处理
受人防设施通道的影响，这部分桩开始时采用正循环回转钻进，钻至通道顶板时，速度明显下降，通过捞取泥浆中的渣样，发现了大量混凝土碎块，在将顶板穿透时，瞬间发生了跑浆现象。考虑到选用冲击成孔，如果通道高度较大，则钻头会发生晃动现象，孔位容易偏斜或错位。吊绳冲击钻头的冲击力不足以击穿混凝土底板，因此最终选用了回转钻进方式，并采用了钢护筒护壁，以提高钻进效率。
具体施工工艺为：①由于安放钢护筒，内径会相应减小，因此施工时适当地扩大了钻头尺寸；②钻进时，首先钻至混凝土底板下400mm处，然后测量钻孔深度，以此制作相应长度的钢护筒。为防止泥浆渗漏，在地面还应将钢护筒进行满焊，然后放至钻孔内；③安放稳固钢护筒后，注入泥浆正常钻进。
需要注意的是由于穿透混凝土底板存在混凝土碎块，因此在穿透后应进行循环排渣操作，以防止碎块混入石灰岩屑中，影响对持力层的判断。
3.3.2易坍塌区钻孔处理
由于部分楼连接了公建，两者的基础标高相差3m，具体如图1所示。并且这部分回填土较厚，坡度较陡，因此很容易出现塌孔现象。由于冲击成孔容易发生边坡坍塌事故，因此公建主要采用回转钻进，当钻至中风化岩面位置，结合回填土层厚度制作安放了钢护筒，然后换用冲击成孔，既避免了冲击对回填土体的扰动，又保证了成孔速度和安全。
图1交接位置剖面图
最终该项目经某建筑工程质量检测中心有限公司检测，根据实测反射波曲线和现场载荷试验，判定施工质量符合设计规范要求。由此可以看出：
（1）依据钻机特点进行科学合理的排布，能够充分发挥钻机优势，以及提高钻进效率；
（2）岩溶地层的最佳钻孔方式为冲击钻进，其次为旋挖钻进；无岩溶地层，最佳钻孔方式为旋挖钻进，其次为回转钻进；坍孔区最应以回转、冲击相结合的钻进方式为主；
（3）人防通道应适当扩大孔径，安放钢护筒后采用回转钻进方式，以保证成孔质量。
4施工技术控制要点
4.1桩位测放
施工过程中由于人为因素或机器晃动，桩位会存在一定的偏差。一般来说，测量偏差越小越好，本次按照2~20mm控制。当桩位测放完成后，在测放点插入一根钢筋头作为点位钢筋，并引出十字线，然后安放四根定位钢筋，最终使得十字线中点与定位钢筋重合。
4.2钢护筒安放
完成十字线挂设后，为防止因土体扰动造成塌孔事故，应采用人工挖护筒坑，挖掘过程中遇到大块碎石无法继续挖掘时，再采用挖掘机将碎石挖除，并回填红粘土，重新测放桩位。挖掘护筒坑应以定位钢筋为参照，点位钢筋为中点，挖掘深度控制在1~1.4m。
挖掘结束后，应放置钢护筒，建议使用8mm厚度钢板来制作钢护筒，以防止钢护筒使用后发生变形。钢护筒放置完毕后，应立即进行校验柱位，确保钢护筒的中心与柱位中心重合，如果存在偏差，应立即进行调整。定位结束后，应回填红粘土并压实。为防止填土过程中钢护筒偏移，应尽量避免碰撞钢护筒。
4.3桩位及桩径校验
对于成孔过程中桩位校验，可采用GPS测量和全站仪测量两种方式。若采用GPS测量，应主要测量护筒沿，通过将GPS放置在钢护筒壁上，如果距离偏差指向钢护筒中心，且与钢护筒直径相等，则桩位放置无误。若采用全站仪测量，主要是对冲击钻机的钢丝绳或旋挖钻机的钻杆进行校验，由于全站仪具有免棱镜测量功能，因此可直接读取偏差，如果钢丝绳或钻杆中心正好与十字丝重合，则桩位放置无误。
对于桩径校验主要以钢尺测量为主，如果钢护筒内径满足要求，则认为桩径符合设计要求。成孔后用探笼测量钻孔直径，探笼必须要有一定的强度，可垂直放入钻孔内，不发生形变或断裂，并且测量前还要做好清孔工作，防止因探笼刮碰井壁，导致沉渣超标。
4.4捞渣、清孔
开孔钻进，孔深小于4m时，不宜捞渣，应尽量使钻渣挤入孔壁。排渣可用泥浆循环或抽渣筒等方法，如采用抽渣筒排渣，应及时补给泥浆．保证孔内水位高于地下水位1.5m。清孔时，不易坍孔的桩孔，可用空气吸泥清除，稳定性差的孔壁应用泥浆循环或抽渣筒排渣。清孔后，在灌注混凝土之前泥浆的密度及液面高度应符合规范的有关规定，孔底沉渣厚度也应符合规范规定。清孔后应立即放入钢筋笼和导管，并固定在孔口钢护筒上，使其在灌注混凝土中不向上浮和不向下沉，当钢筋笼下完并检查无误后应立即灌注混凝土，间隔不可超过4h。
4.5混凝土浇筑
钢筋笼安装固定后，应进行二次孔底沉渣厚度检查，对于不符合规范要求的应进行二次清孔，清孔结束后立即进行水下灌注混凝土。混凝土粗骨料最大粒径应小于40mm，含砂率在40%~50%之间，坍落度控制在180~220mm。结合施工现场情况，必要时可加入缓凝剂等外加剂。
混凝土灌注前为防止因混凝土质量问题影响状体质量，应对其坍落度进行检测，并合理控制灌注混凝土时间。如果在初盘混凝上初凝时间内没有完成灌注，则应适当加入缓凝剂。并且混凝土灌注应连续进行，并随时测量混凝土液面的高度，提高导管高度。
5结语
本文结合具体工程实例，以桩基工程施工技术问题为切入点，为避免施工过程中质量隐患的发生、发展，在今后的桩基础施工中，可结合施工过程中存在的问题，采取相对应的措施，主要得出了以下结论：
（1）施工工艺要根据钻孔情况来选择，只有选择了针对性的施工工艺才能提高钻进效率。并且不同的地层，钻进参数、泥浆比重、钻头都应进行调整，必要时对于同一孔，也可采取组合钻进方式来提高成桩质量，提升成孔效率。
（2）塌孔区域应结合钢护筒护壁方式来提高钻进效率，并且钢护筒护壁方式良好的护壁效果，也有利于清孔排渣，对于控制孔底沉渣厚度有着积极的促进作用。
（3）岩溶钻孔区域，可采用旋挖成孔方式，但如果嵌岩深度较大，为提高凿岩效率，降低工程成本，可采用冲击成孔方式。如果岩溶层存在漏浆现象，则应进行全护筒方式护壁，以便于成孔。
总的来说，灌注桩施工质量最大的保障来源于适应的施工方式，各个环节施工质量的严格控制，需要施工人员、技术人员共同配合，才能不断促进灌注桩技术的完善和发展。
参考文献
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