高層建筑工程施工中樁基礎施工技術的運用研究

摘" 要：以某高層建筑工程為例，探究了旋挖鉆孔灌注樁技術在樁基礎施工中的應用。前期做好場地平整與測量放線后，確定樁位并提前埋設鋼護筒，以防鉆孔坍塌或縮徑。鉆機就位后鉆進成孔，期間嚴格控制鉆頭轉速、鉆進速度等參數，嚴禁超鉆或欠鉆。檢查鉆孔質量合格后，清理孔底沉渣并放入制作好的鋼筋籠，將鋼筋籠與鋼護筒焊接固定以防偏移、上浮。最后澆筑混凝土，振搗養(yǎng)護后成樁。

關鍵詞：高層 建筑 "樁基礎 "旋挖鉆孔灌注樁 "鋼護筒

中圖分類號：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

樁基礎施工既是高層建筑工程項目的重要組成部分，同時也直接決定了建筑物的安全性，因此，在施工中必須加強技術控制，切實提高樁體質量。在開展地質勘察并綜合考慮施工成本、技術難度等因素后，選擇旋挖鉆孔灌注樁技術進行高層建筑樁基礎施工。在施工工藝中，像鋼護筒的制作與埋設、鉆孔的開挖與清理、混凝土的澆筑與養(yǎng)護等，都是需要重點關注的技術要點。除此之外，還要熟悉斷樁、樁身夾泥等常見質量問題的成因，并采取有效的預防措施，切實提高樁基礎的施工質量。

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，基礎埋深9.4 m，整體采用框架結構。地質勘察表明，施工區(qū)域地質土層自上而下分為5層，分別是雜填土（0.4～2.3 m）、粉質黏土（4.5～11.6 m）、黏土（7.5～15.1 m）、強風化花崗巖（1.5～9.3 m）、中風化花崗巖（0.4～9.2 m）。在樁基礎施工中，將強風化花崗巖作為基礎持力層，要求樁端嵌入持力層至少2 m。

2" 樁基礎施工技術的比選

根據地質條件的不同，可選的樁基礎施工技術也有差異。結合該工程的現場條件初步擬定了3種樁基礎施工方案，分別是預應力管樁、旋挖鉆孔灌注樁與長螺旋鉆孔灌注樁。

2.1" 預應力管樁

按照施工方法可細分為振動沉樁與靜壓沉樁2種，前者是利用沉樁設備產生的上下震動，使預應力管樁進入持力層。雖然操作較為簡便，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，但是在施工過程中需要沉樁控制速度，在接觸堅硬的持力層后沉樁難度增加。

2.2" 旋挖鉆孔灌注樁

通過機械旋挖開孔然后向孔內放置鋼筋籠、澆筑混凝土的方式，形成高強度樁體^[1]。該技術具有施工速度快、樁體位置精確、成樁質量高、適用范圍廣等特點。在特殊地質下還可以采用人工開孔，靈活性較高。

2.3" 長螺旋鉆孔灌注樁

用長螺旋樁機帶動鉆桿快速干式鉆進成孔，然后利用鉆桿中心管泵送混凝土成樁。該技術可以做到一次成樁，但是樁體為純混凝土結構，容易出現斷樁等質量問題。

綜上，該工程的樁基礎施工中選擇了效率快、精度高、承載力強、適合多種地質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要點

3.1" 施工準備

在旋挖鉆孔灌注樁施工前做以下準備工作：使用推土機、挖掘機等機械進行場地平整，為下一步測量放線創(chuàng)造有利條件。對樁基礎施工所用各類機械、材料進行驗收，確保規(guī)格、數量符合施工要求，并且工況良好，檢驗合格后安排進場。進行技術交底，使施工人員明確設計意圖，并做好任務分工。

3.2" 測量放線

在場地平整的基礎上，使用全站儀輔助完成放線定位工作。確定樁的中心位置后打入木樁，復核樁位，要求樁位放線偏差控制在10 mm以內。

3.3" 埋設鋼護筒

本工程中所用鋼護筒由10 mm厚鋼板加工而成，護筒內徑比鉆頭直徑大15 cm，預留空隙方便鉆頭鉆進時排出泥渣。在鋼護筒的上部1/4處開設1個直徑為5 mm的溢漿孔，首端和尾端的開口外側焊接加勁環(huán)，以防鋼護筒在鉆進成孔過程中發(fā)生變形^[2]。埋設鋼護筒時，保證頂端至少高出地面30 cm，然后檢測鋼護筒的偏移和垂直度。要求中心偏差不超過50 mm，垂直度控制在1 %以內。

3.4" 鉆進成孔

使用LQR154履帶式旋挖鉆機，發(fā)動機功率120 kW，鉆進深度10～20 m，鉆速8～25 r/min。經檢查確認鉆機性能工況良好后，將鉆機開到1#樁位處。調節(jié)鉆桿呈垂直狀態(tài)，在鉆頭與樁位中心對齊后設定旋挖鉆機的工作參數，然后啟動鉆孔。鉆進過程中密切觀察鋼護筒是否移位、鉆桿是否傾斜、鉆頭進給量是否正常，一旦發(fā)現鉆頭卡主、鉆桿偏斜等問題要立即停止鉆進，糾正后再繼續(xù)施工。在地表雜填土、粉質黏土和黏土層鉆孔時，考慮到土層較軟，因此使用旋挖鉆斗開挖，提高施工效率；在進入強度較高的花崗巖層后，替換為螺旋鉆頭開挖^[3]。

3.5" 鉆孔檢查與清理

在鉆孔達到設計深度后，將鉆頭反旋拔出，首先檢查成孔質量。測量孔深、孔徑2項基本參數，確保實測參數在誤差允許范圍之內；觀察孔壁有無裂縫、坍塌等情況，或者是孔斜率超過允許范圍等情況，一律視為廢孔，需要另選合適位置重新開孔，經檢查確定成孔質量良好后進行清孔操作。為提高成樁效果，本工程中先后進行了兩次清孔：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場加工制作。鋼筋經過質量檢驗后，有輕微生銹的需要打磨除銹，有輕微彎曲的使用調直機調直，然后參考鋼筋籠的設計圖紙下料^[4]。對鋼筋籠的主筋和箍筋間距以及直徑等參數進行檢查，確保誤差在允許范圍之內，具體情況見表1。

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

3.7" 導管下放

為了防止混凝土灌注過程中出現離析導致成樁質量不理想的情況，本工程中采用導管輔助澆筑混凝土。選用專用的螺旋絲扣導管，內徑為300 mm，標準管段長度為3.5 m，配備0.5和1 m兩種非標準管段，可以根據施工需要加長。安裝導管前檢查導管有無變形、裂縫，確定無質量缺陷后小心穿過鋼筋籠，使導管的下端管口距離孔底20～30 cm；導管的上端連接注漿設備，完成導管安裝后，還要進行試水、試壓。壓力通常設定為0.8～1.0 MPa，將清水注入導管后既可以檢查密封效果，如果發(fā)現局部漏水要及時處理，防止關注混凝土時發(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步驟，混凝土澆筑是決定成樁質量的關鍵因素。澆筑前要檢查混凝土性能質量，要求坍落度在18～20 cm。單根樁的混凝土澆筑必須一次完成，避免中斷澆筑產生斷樁問題，鉆孔內混凝土每分鐘的上身高度不得超過10 cm，以防澆筑速度過快導致樁體密實度不夠，樁頂混凝土的澆筑面應超出設計高程50 cm。始終保證導管下口距離混凝土頂面20～30 cm，在澆筑過程中不斷上提導管，并且每完成單樁混凝土澆筑后立即使用插入式振搗棒進行振搗。澆筑完畢后進行養(yǎng)護，同時將整套設備移動到下一樁位，重復上述步驟完成剩余樁位的灌注樁施工。

4" 結語

旋挖鉆孔灌注樁具有作業(yè)效率高、技術難度低、成樁質量好等諸多優(yōu)點，在高層建筑物的樁基礎施工中被廣泛應用。為了切實發(fā)揮該技術的優(yōu)勢，提高樁體質量，需要結合旋挖鉆孔灌注樁的施工工藝，對其中的技術細節(jié)進行質量控制。特別是鋼護筒埋設、鉆孔開挖、鋼筋籠放置與混凝土灌注等，都是直接決定成樁質量的重要因素。通過落實精細化的施工管理，保證樁體的強度、質量等均符合施工要求，讓樁基礎工程得以順利通過驗收。

參考文獻

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