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高层建筑旋挖钻孔灌注桩施工技术

刘欢 张振海
摘 要：文章按照工程应用实例，在给出高层建筑施工难点的理论基础上，主要针对旋挖钻孔灌注桩施工控制关键技术进行了深入彻底的探究分析，从而总结出旋挖桩声波透射法检验及其工程实施的效果，提出了施工过程中应该注意的一些事项，目的是要提高旋挖钻孔灌注桩的施工质量问题，从而提供实践借阅。
关键词：旋挖钻孔;质量;建筑;技术
一、工程的概括
某工程地基基础的设计等级级别为甲级，场地的类别为二类，主要的基础为桩基。地形整体上表现为东、西以及北侧高，而南侧及其中间的低，呈现出“U”状，大致由东北侧和西北侧向中间倾斜，起伏度比较大;相对高度差为53.82m。
基础上采用以中等风化泥岩作为主要的持力层，工程桩桩径为D=800mm、1000mm、1100mm、1200mm、1300mm、1400mm、1600mm、1700mm、2000mm、2200mm等10种不同类型的桩径。依据地勘的报告，要求所有的基础都要以中风化岩层为持力层，中风化泥岩天然单轴抗压的强度标准值为frk=6.82Mpa，承载力的特征值为1.585Mpa。
二、施工的难度
依据地勘的报告，普通的回填土由砂岩以及泥岩碎石、粘性土和少些量的混凝土块、碎砖块、灰渣等建筑性的垃圾组成的。硬质物颗粒径是5～370mm，最大的可以达到2000mm，含量大约占到总质量的15%～30%，硬质物的均匀性很差，结构比较松散，稍微湿润。填龄大多数都小于5年，局部地段为新近回填而形成的，是由机械抛填形成的，并且深度超过21m;新填土区均匀性相对差，土质比较松散，承载力比较低，压缩性悬殊，随后带来的将是地基稳定性缺陷，工后以及差异的沉降;因为回填中大多回填碎石、碎石和碎屑的混合物，相对松散，况且通常具有很大的空隙及空洞，旋挖机钻进过程中很容易造成塌孔，形成卡钻、埋钻、钻杆断裂、缩径、夹砂而形成的三、四类桩;同时因为孔壁土质松散在施工的过程中很容易发生回填土滑落孔底，不容易控制孑L底虚土的厚度，造成了质量上的隐患。
三、施工控制的一些关键技术
1.灌注桩上的设计。本次工程中灌注桩桩端嵌入中等风化带岩石，相邻基础（包括桩基础以及浅基础）底面高度差的绝对值不应该大于其水平的净距，当不满足的时候，需要调整基础埋深，将浅埋基础的埋深加大直到满足上面的需求。桩基础在它持力层以下5倍桩端直径的范围内不应该有临空面，否则也需要加大其埋深，桩长度不应该小于5m以及5倍桩直径两者的较大值。
2.施工的过程。施工的准备阶段->测量的放线阶段->钻机就绪阶段->取土形成孔阶段->检查阶段、清渣阶段->移机阶段->吊放钢筋骨架阶段->检查阶段、二次清渣阶段->吊放导管阶段->灌注混凝土阶段。
3.施工控制关键技术的分析以及措施。保证端承桩孔底沉渣≤50mm的施工需求，来使得混凝土与基岩结合完好来提升桩端的承载力，对于那些回填超过21m，桩长达35m而且土质非常松散不稳定的状况，要达到这样的需求是非常困难的。经过分析得出影响沉渣的控制因素有：（1）钢筋的骨架吊放时碰剐孔壁泥土塌落到孔底;（2）清除孔后的混凝土灌注时间比较长，而且周围施工震动导致孔口或孔壁松土的滑落;（3）雨水等造成了泥浆进入孔底形成沉淀等。
主要采用的预防措施：（1）当钻孔钻探到位的时候，用钻机再次钻探，用双底清渣钻斗提升到距离孔底0.2～0.3m处，使之空转将残存在孔底的一些渣土吸出来;（2）钢筋的骨架吊装需要缓慢且垂直的放入;（3）钢筋吊装完毕以后进行第二次的清孔，通常采取高压送风、高压灌浆及提升混凝土初灌时对孔底的冲击力从而溅除孔底沉渣为悬浮体，从而达到了清除孔底沉渣的目的。
4.混凝土的灌注。在灌注混凝土之前，应该在孔口放置一个保护孔的漏斗，然后安放在钢筋的骨架上，钢筋的骨架在吊装完毕之后，应该安装导管或者气泵管二次来清孔，并且来进行孔的位置、直径、垂直度数以及深度的检验。
待检验（应该符合规范以及设计需求）合格之后应该立即灌注混凝土。应该满足桩孔在规定的时间范围内灌注进行完毕，同一根的桩施工一定要确保连续的浇筑。假如不能进行连续的浇筑，就一定要确保混凝土灌注的时间不应该超过首批的混凝土初凝时间，在施工的过程中增强对桩身混凝土的振捣从而有效的确保混凝土的密集厚实。为了确保桩头混凝土的密集厚实，通常在混凝土浇筑的過程中超过控制指标高于500mm，在混凝土初凝之前去除多余的部分混凝土来使混凝土变得密集厚实，从而避免了浮浆影响到桩身的质量;并且灌注桩实际浇筑混凝土的总量必须大于计算体积圈。
四、旋挖桩声波透射法检验以及工程的实施情况
旋挖桩灌形成桩以后，为了检验桩身混凝土的完整性，判断桩身的质量，采取了声波透射法来进行检验。
透射法是对混凝土灌注桩预埋管，从桩底为起点沿桩长每间隔10cm，分别对它们进行了剖面同高程对测（平测）。各个测点发射与接收换能器累加相对高度差不超过2cm，并且碎石进行校对，当出现读数异常时，加密来测量点的距离。
五、注意的一些事项
1.高回填区域因为地下状况的复杂，在旋挖桩施工前对地勘材料的及时性、完整性和准确性要求非常高，这需要技术人员在详尽的地勘资料中做出精确的判断。
2.各桩孔从开始挖到设计深度后，需要由质检人员进行一次性的检验，达到要求后，再请监理工程师、设计、地勘以及甲方代表等检验基岩的情况。
3.在施工中，应该做好各种记录，包含：岩层承载力的检验、放线的记录、钢筋骨架的检验记录、每根桩完整的岩性记录、混凝土的灌注记录以及隐蔽工程的记录等等。
4.分段制造钢筋的骨架，其接头是采取焊接连接;加强筋以及主筋焊好之后，将螺旋筋按照间距绕在其上用扎丝进行捆绑;尽量的提前制造钢筋骨架从而避免成孔发生改变。
5.复杂的地质状况，对于钻机操作人员的技术要求很高，需要实时的进行调整旋挖设备的状态来适应土层的变化。
6.高回填区域中经常会遇到孤石或者岩层，需要在钻孔的进程中关注成孔的垂直度，并且进行检验;同时对于那些桩底没有办法探明的状况下，结合可视影像技术设备对桩端进行进一步查看。
六、结语
结合上述，旋挖钻孔灌注桩施工主要是一个系统性的工程，其成桩的质量直接的影响到了工程的整体效率。所以，施工人员必须增强对旋挖钻孔灌注桩施工技术的了解，严格的根据相关规范进程来进行施工的操作，从而保证旋挖钻孔灌注桩整体的施工质量，此次工程的旋挖钻孔灌注桩施工得到了很好的成桩效果，这实践证明了旋挖钻孔灌注桩技术具有特殊的优势和特点，确信在城市的建筑行业会取得更广泛的应用和发展。
参考文献：
[1]闫奔，高春玲，高层建筑钻孔灌注桩施工技术[K].建筑工程知识，2015（09）.
[2]史博文，李辉，钻孔灌注桩施工技术[P].市场和工程技术。2013（08）.
[3] 张仁伟，刘彦君，钻孔混凝土灌注桩质量问题防治措施 。 湖北建筑，2014（10）.

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