高層建筑樁基礎(chǔ)施工技術(shù)研究

朱安康

（河南省平云建設(shè)工程有限公司 河南省平頂山市 467000）

高層建筑樁基礎(chǔ)施工技術(shù)研究

朱安康

（河南省平云建設(shè)工程有限公司 河南省平頂山市 467000）

隨著社會的發(fā)展，科技的進步，越來越多的高層建筑拔地而起，這不僅滿足了社會人口對住房的壓力，也體現(xiàn)了人們對高層建筑的審美觀念，也反應(yīng)了一個國家建筑技術(shù)的發(fā)展水平。目前高層建筑面臨的主要問題依然是建筑高度與地基的穩(wěn)定性成正比，這就需要我們技術(shù)人員通過研究、實踐，總結(jié)經(jīng)驗，通過相關(guān)的技術(shù)手段，即能解決問題又能滿足高層建筑對基礎(chǔ)穩(wěn)定性的要求，本文是筆者通過實踐，得出的一些解決辦法，希望能給同行一些參考。

高層建筑；人工挖孔樁；鉆孔灌注樁；鋼護筒樁

隨著社會的發(fā)展，生活水平的提高，人們在物質(zhì)享受的同時，更注重對建筑的審美觀及周邊的生活環(huán)境，所以越來越多的開發(fā)商對房屋的選址要求越來越高，比如臨河、臨湖、臨海成為了黃金地段。這不僅給開發(fā)商帶來了豐厚的利潤，同時也給施工過程中帶來了很多技術(shù)難題，尤其是地基穩(wěn)定性要求增高。

地基處理的辦法很多，比如淺基礎(chǔ)處理可以采用預(yù)制樁、粉噴樁、CFG樁等，但是在高層建筑中，往往要求基礎(chǔ)承載力更高，設(shè)計中又要考慮到相關(guān)的一些技術(shù)要求，比如抗震級別要求也高。這就必須要求我們采用相應(yīng)的技術(shù)措施來解決這些問題，最近主要流行的是樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)分為人工挖孔樁、鉆孔灌注樁、鋼護筒樁。這里主要研究的是鋼護筒樁。

鋼護筒樁是利用鋼護筒阻隔、分離地下水，然后利用鉆孔灌注樁及人工挖孔樁相結(jié)合的一種施工方法。這種方法適用于軟土地基、透水性較強的砂卵石地基、風(fēng)化嚴重的巖石地基。本文主要以風(fēng)化嚴重的巖石地基展開研究。

鋼護筒樁施工分為五個階段：①鉆孔灌注樁；②吊放鋼護筒、壓漿；③人工挖孔階段；④灌注混凝土；⑤鑿樁頭。

鋼護筒樁施工工藝流程：樁位放樣→設(shè)置護樁→泥漿制備→埋設(shè)鉆機護筒→平整場地（或修筑人工平臺）→安裝鉆機并定位→鉆進成孔→吊放鋼護筒→壓水泥漿→清孔→檢查樁位→風(fēng)鎬鉆孔→放置炸藥→逐層開挖→清孔并檢查成孔質(zhì)量→下放鋼筋籠→灌注混凝土→檢查成樁質(zhì)量。以下針對每一個階段進行探討：

1 第一個階段：鉆孔灌注樁

第一個階段是指利用鉆孔灌注樁的方法，進行前期成孔（所謂前期成孔指的是風(fēng)化層）。鉆孔灌注樁的施工，必須要設(shè)置護壁，護壁的形式很多，這里選擇泥漿護壁法。鉆孔灌注樁工藝流程：施工場地整平→調(diào)制泥漿→埋設(shè)鉆機護筒→鋪設(shè)工作平臺→安裝鉆機并定位→鉆進成孔→清孔并檢查成孔質(zhì)量，下面就鉆孔灌注樁具體施工工序及應(yīng)注意的問題歸納如下：

1.1 施工準備階段

（1）施工人員首先應(yīng)對施工設(shè)計圖紙進行會審，了解施工地點的地質(zhì)情況、樁位、樁徑、樁長、標高等。

（2）測量人員認真按照設(shè)計樁位坐標精確放出樁位，并設(shè)置護樁。

（3）埋設(shè)護筒。護筒壁厚12mm，根據(jù)現(xiàn)場不同地質(zhì)情況決定護筒長度，一般為1.5～2m。

（4）鉆頭選擇。鉆頭直徑應(yīng)大于或等于樁徑20cm。

（5）鉆機就位。平整好場地，鉆機移動到樁孔位置，利用護樁掛十字交叉線，讓鉆頭中心與十指交叉線中心在一條直線上，確保樁位準確無誤。

（6）鉆孔泥漿制備：泥漿由水、粘土（膨潤土）組成。其特點是泥漿密度較大，使得鉆渣始終處于懸浮狀態(tài)，且增大靜水壓力，并在孔壁形成泥皮，隔斷孔內(nèi)外滲流，防止坍孔的作用。在鉆孔過程中，應(yīng)經(jīng)常過濾泥漿，清除鉆渣。泥漿稠度應(yīng)機動掌握，并經(jīng)常檢測泥漿比重，確保泥漿排渣能力及護壁效果；泥漿比重不宜過大，過大會削弱鉆頭沖擊功能，降低鉆進速度。

1.2 施工階段

（1）一切準備工作做好后，即開始鉆孔，鉆孔過程必須嚴格按照操作要求進行，確保成孔質(zhì)量，首先通過測量人員定好樁位，保證鉆頭與樁位中心垂直在一條直線上，護筒埋置后應(yīng)夯實。在施工中要注意不斷添加泥漿和抽渣，還要隨時檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。沖擊鉆鉆機施工時，臨近樁位不允許施工，因沖擊鉆鉆孔過程中震動對土層，對臨近孔壁施工造成安全隱患。所以鉆孔時應(yīng)事先規(guī)劃好鉆孔順序，遠近交叉進行。鉆好的孔應(yīng)及時清孔，下放鋼護筒，防止塌孔。

（2）清孔：鉆孔深度穿越風(fēng)化巖層后，應(yīng)停鉆進行清孔，并檢查鉆孔的深度、直徑、位置、豎直度。為此，除了鉆孔過程中密切觀測監(jiān)督外，在鉆孔穿越風(fēng)化巖層深度后，應(yīng)進行探孔，確保孔深、孔位、孔徑等符合設(shè)計要求。還應(yīng)立即進行孔底清理，避免隔時過長以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。

鉆孔灌注樁施工過程中應(yīng)注意以下問題：

（1）沖擊鉆鉆孔時，應(yīng)待相鄰孔位上已灌注好的混凝土凝固并已達到一定強度時，才能開鉆。

（2）經(jīng)常檢查鉆頭的磨損情況，如發(fā)現(xiàn)鉆頭磨損嚴重，應(yīng)立即更換或修補鉆頭，以達到設(shè)計孔徑。

（3）鉆進過程隨時留取渣樣，每米不少于1組，在離設(shè)計標高1.0～1.5m范圍內(nèi)，每30cm留1組，每根樁渣樣不少于3組。

（4）記錄每日沖擊鉆進尺情況。

2 第二個階段：吊放鋼護筒、壓漿階段

（1）通過觀察留取渣樣及每日施工記錄進尺情況（如果進入未風(fēng)化的巖石，沖擊鉆進尺明顯減小），綜合判斷沖擊鉆是否已進入未風(fēng)化的堅硬巖石，一旦確定進入即停止鉆進并把鉆機移到其它地方。然后根據(jù)鉆進深度加工鋼護筒，鋼護筒長度應(yīng)增加50cm。鋼護筒的厚度應(yīng)隨受力狀況，所承受的泥漿側(cè)壓力，通過計算來確定，但不宜小于2mm。將加工好的鋼護筒吊放入樁孔內(nèi)，輕壓至孔底。

（2）插入壓漿管，壓漿管均勻的分布在鋼護筒外側(cè)四周，一般插入4～6根（根據(jù)實際樁徑大小適當增減，壓漿管距離孔底20～ 30cm），然后向鋼護筒外側(cè)拋灑1m左右的級配碎石+1m左右的沙（根據(jù)孔深適當增減），其目的封閉鋼護筒下口。靜置一個小時后，開始逐根壓入水泥漿，使水泥漿充分填充級配碎石、沙空隙，膠凝形成混凝土。

3 第三個階段：人工挖孔階段

人工挖孔樁施工技術(shù)難度低，施工作業(yè)面多，成本低廉，但應(yīng)特別注意人身安全問題。

鋼護筒底部混凝土終凝后即開始抽漿，把孔內(nèi)的水泥漿全部抽出，開始轉(zhuǎn)入人工挖孔階段，先用人工清底，清底干凈后采用風(fēng)鎬鉆孔，布孔采用梅花形，孔深根據(jù)巖石的堅硬程度確定，且采用松動爆破的方式進行鉆進，炸藥量過大，易對鋼護筒底部混凝土造成破壞，失去阻水能力。人工挖孔樁施工工藝如下：利用十字線復(fù)核樁位→架設(shè)垂直運輸架→安裝卷揚機—安裝吊桶、活動蓋板、水泵、等→開挖第一節(jié)樁孔土方→支護壁模板→澆筑第一節(jié)護壁混凝土→檢查樁位軸線→逐層往下循環(huán)作業(yè)→測量孔底標高及清渣→檢查驗收?，F(xiàn)就人工挖孔樁具體施工方法歸納如下：

3.1 施工準備階段

（1）人工挖孔樁開挖過程中要經(jīng)常利用護樁拉十字線校正樁孔位置，開挖前應(yīng)先清除孔內(nèi)泥漿，碎石。

（2）挖孔樁還應(yīng)注意安全問題，且孔下作業(yè)要設(shè)置活動蓋板，防止地面物品及吊桶起吊過程中碎石墜落傷人。

（3）安裝吊桶、活動蓋板、水泵等。

（4）施工現(xiàn)場所有電器須經(jīng)過專業(yè)電工安裝，嚴格按照用電安全操作規(guī)程進行接線，并經(jīng)常巡視檢查用電情況，發(fā)現(xiàn)漏電現(xiàn)象，應(yīng)迅速拉閘斷電，防止觸電事故的發(fā)生。

3.2 施工階段

（1）樁孔護壁混凝土挖完一節(jié)以后應(yīng)立即澆筑混凝土。人工澆筑，人工搗實，混凝土強度一般為C20，坍落度控制在100mm，并在護壁內(nèi)加入鋼筋網(wǎng)片進行加固，確?？妆诘姆€(wěn)定性。此法僅需要澆筑一到二節(jié)護壁，當開挖至巖層后，無需在進行護壁。增加護壁的目的是為了減輕爆破對鋼護筒底部混凝土的擾動。

（2）樁孔爆破前，周圍人員應(yīng)全部撤離到安全地點，并在樁孔上面覆蓋鋼筋網(wǎng)片，防止孔內(nèi)石塊飛出傷人。

（3）由于爆破過程中，對孔壁的擾動，個別孔位有可能出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，但滲水量一般比較有限，可直接用小型水泵直接抽水即可，并對孔內(nèi)排出孔外的水妥善引流遠離樁孔。

（4）爆破后應(yīng)間隔20min以上，爆破人員應(yīng)對爆破情況進行檢查，如發(fā)現(xiàn)盲炮及時處理，處理盲炮應(yīng)嚴格遵守有關(guān)規(guī)定。

（5）清孔時，應(yīng)對孔壁進行排查，發(fā)現(xiàn)有松動石塊及時剔除，防止石塊墜落傷人。

4 第四個階段：灌注混凝土

灌注混凝土過程應(yīng)按照水下灌注樁的方法進行澆筑混凝土，施工工藝：吊放鋼筋籠→安裝導(dǎo)管→澆筑樁身混凝土。

灌注混凝土注意事項：

（1）混凝土坍落度18～22cm、粗骨料粒徑小于40mm。

（2）混凝土灌注在清孔結(jié)束后應(yīng)立即進行。

（3）采用φ250法蘭式導(dǎo)管自流式灌注混凝土。導(dǎo)管聯(lián)結(jié)要平直，密封可靠；導(dǎo)管下口距孔底30～50cm為宜。

（4）首盤澆筑：初灌量必須保證導(dǎo)管底部埋入混凝土中50cm以上，且連續(xù)灌注。

（5）正常灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部埋于混凝土中深度宜為2～6m之間。

（6）每次拆卸導(dǎo)管前均要測量混凝土面高度，計算出導(dǎo)管埋深，然后拆卸。不要盲目提升、拆卸導(dǎo)管，確保導(dǎo)管最小埋深。

（7）在拆卸導(dǎo)管過程中，嚴禁控制導(dǎo)管擺動幅度，避免導(dǎo)管碰觸聲測管道，造成檢樁困難。

（8）混凝土灌注過程中，應(yīng)超灌1m以上，確保下部混凝土擠壓密實。

5 第五個階段：鑿樁頭

澆筑完樁身混凝土后，待混凝土強度達到75%后，即可以開挖樁體，進行鑿樁頭。鑿樁頭應(yīng)注意以下幾點：

（1）鑿樁頭前應(yīng)進行測量放樣，確定鑿樁頭的長度，嚴禁超破，樁頭長度應(yīng)比實際樁長長5cm。以便以后伸入承臺，增加樁與承臺的穩(wěn)定性。

（2）鑿樁頭只能人工破除，不允許爆破破除，避免爆破引起樁身超破及擾動。

（3）鑿樁頭過程中，不允許破壞聲測管道。

以上就是鋼護筒樁施工的整個過程，此法施工工藝多樣化，施工難度較大，成本較高，但是此法可以增加成孔進度，節(jié)省工期，近些年來已被廣泛應(yīng)用。

6 結(jié)語

總之，高層建筑樁基礎(chǔ)施工難度較大，基礎(chǔ)的處理方式也較多，隨著社會的發(fā)展，各種先進的施工工藝不斷涌現(xiàn)，但是樁基礎(chǔ)施工技術(shù)截止目前或者今后一段時間內(nèi)，還是最主要的地基處理方式。

[1]郭巖，吳金成.靜壓樁基礎(chǔ)施工中常見的質(zhì)量問題及處理方法[J].吉林勘察設(shè)計，2007（2）.

[2]張國棟.建筑地基與基礎(chǔ)工程質(zhì)量驗收規(guī)范.建筑工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范與統(tǒng)一標準，2002.

[3]李華亭，王立超，李鑫，李健.柱下基礎(chǔ)設(shè)計新思路《第二十屆全國高層建筑結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)交流會論文集》.2008，6：991～996.

[4]李永勝.高層建筑樁基礎(chǔ)靜壓樁施工技術(shù)探討[J].山西建筑，2011（16）.

TU753.3

：A

：1673-0038（2015）05-0033-02

2015-1-16

朱安康（1957-），男，工程師，?？?，主要從事建筑施工管理方面的工作。