天津大学新校区图书馆项目灌注桩施工技术分析

天津大学新校区图书馆项目灌注桩施工技术分析

夏超

上海三凯工程咨询有限公司上海市200063

摘要：随着国内房地产市场的发展，钻孔灌注桩在房屋建筑工程中应用也来越广泛。灌注桩是地基和基础工程中重要的分项工程，对房屋建筑基础的质量起着决定性作用。本人结合天津大学新校区图书馆项目钻孔灌注桩施工过程中关键技术进行分析和总结，以供参考。

关键词：天津大学新校区图书馆；钻孔灌注桩；施工技术

引言

目前钻孔灌注桩因具有较强的竖向承载力和较强的水平抗剪能力，施工时对周边构筑物影响不大，没有隆起和振动。灌注桩在几乎所有地质条件都可以使用，所以钻孔灌注桩的施工也是一项基础性和重要性的施工技术。工程技术人员必须熟悉灌注桩全过程的施工工序的要求，并且要结合当地的地质条件和采取的施工工艺提出施工过程的技术要点，用以指导灌注桩的实际施工，提高桩基施工质量。

天津大学新校区图书馆项目位于北洋园校区的中心位置。图书馆位于新校区核心岛，为天大新校区一座标志性建筑，她为新校区最美建筑。大厅、报告厅、阅览区和多功能厅位于地上一层，各类阅览区、书库、会议、行政办公室位于二到四层。

该工程建筑面积为49803.5㎡，包括主楼和网络信息中心。建筑物总高度为23.5m，地下为一层人防地下室，地上为框架结构四层。基础采用桩基加梁板式筏板，灌注桩桩长17m-35m，桩径600mm，工程桩混凝土强度等级为C35。本工程灌注桩共有845根，分八种类型桩，桩1～桩8，第十一层粉砂层时桩的持力层。

一、桩基的特点

1.1根据本身工程地下水位的标高和设计图纸要求，桩基为摩擦型灌注桩，采取泥浆护壁施工工艺。根据10根灌注桩试桩情况，确定了本工程采用的施工参数：一清泥浆比重小于等于1.3，二清泥浆比重控制在1.15～1.20之间。

1.2本工程场地上分布厚度较大的人工填土和淤泥质软土，人工填土主要由杂填土、素填土组成，该土层成形时间比较短，分布不均匀，空隙率比大不密实，比较容易沉降；本工程淤泥质软土层厚度大，该土层含水率比较高，具有可流动性，。钻孔穿越填土层和淤泥质软土层时，要调整泥浆比重，放慢钻进速度，防止在该土层钻孔时出现孔壁坍塌和桩径缩颈情况发生，穿越本工程桩持力层第九层和第十一层的粉质粘土和粉砂时，要降速慢进，防止产生塌孔，保证钻进成孔的质量。

二、主要施工技术要点

1掌握灌注桩施工中的“四个计算”，通过“四个计算”将图纸语言换算成施工语言。

1.1灌注桩水下浇筑混凝土初灌量的计算

混凝土的初灌量就是为了保证首次灌入的混凝土能满足将导管一次性埋入混凝土深度大于等于0.8m的要求，从而保证整根桩身混凝土的连续性，不会出现泥浆夹层，确保了桩身的混凝土密实度，所以施工中初灌量的控制是保证桩身质量的第一控的重点。施工时要复核桩机料斗的体积不得小于计算出来的初灌量，如果小于则导管有可能出现导管仍然在混凝土外面，没有能够埋入混凝土的现象。初灌量计算图和计算公式如下：

V≥（πd2/4）h1＋K（πD2/4）HcHc=h2+h3

1.2吊筋长度计算

灌注桩的桩顶一般在地面以下，实际施工时无法看到钢筋笼的顶标高，必须通过焊接在钢筋陇上的吊筋长度来控制钢筋笼顶标高，确保钢筋笼在桩身中的位置符合设计图纸的要求，吊筋长度计算不正确，导致钢筋笼在桩身的位置不符合设计的要求。钢筋笼制作完毕后，对照图纸要复核钢筋笼的钢筋规格型号、根数和钢筋的长度是否符合设计要求，还要将顶标高不同的钢筋笼吊筋长度必须计算出来并验收合格才允许焊接下笼。吊筋长度=桩顶标高-自然地面标高—35D+10D（35D指锚固长度，10D焊接搭接长度）

1.3孔深长度计算

桩的长度达不到图纸要求会严重影响桩的承载力，施工时控制的时孔深，但图纸上的桩长不等于现场的孔深，要保证某桩的桩长符合图要求，必须根据桩所处位置的自然地坪标高换算出需要控制的孔深。孔深=桩底标高—自然地坪标高

1.4超灌高度的计算

保证桩头混凝土质量重要措施就是设置超灌高度，水下混凝土浇筑完毕，桩头与泥浆接触的混凝土总夹杂泥浆。要确保桩头部位的混凝土强度，混凝土浇筑时必须浇筑超过桩顶一定高度的混凝土，超灌高度一般设计图纸都有规定。土方开挖时凿除超灌的混凝土至桩顶设计标高。混凝土浇筑时，用测绳控制超灌高度是否达到设计要求。超灌高度=混凝土浇筑面标高—自然地坪标高

2掌握灌注桩施工中“六个阶段”的控制标准，通过将灌注桩施工“六个阶段”控制指标标准化，达到全过程控制目的。

2.1定位控制

桩的位置是否正确，会影响建筑物的结构受力，所以灌注桩施工时要将桩位作为控制的第一个重点，桩位放样要随施工一桩一放，一桩一复核。桩位的现场复核应该在每个桩护筒埋设完毕后进行检查，控制标准为（1）护筒中心与设计桩的中心偏差不得大于等于5cm；（拉十字线，吊线锤）（2）根据地下水情况确定护筒埋置深度，土层好，没有漏浆护筒就可以埋浅点，一般情况下护筒要埋入原状土50cm左右。钻孔灌注桩还要避免对相邻已经施工完毕的桩造成破坏，控制标准：施工应满足两桩“时间间隔36h或间距4d”。

2.2对位的控制

对位控制现场不太重视，甚至都不进行复核。对位其实是对现场桩机开钻前，桩机的调试达到开钻条件进行的控制，对位复核对桩的垂直度和桩径控制是重点。控制标准为（1）检查机架垂直度（从两个垂直方向进行检查）、平整度（用水平尺检查磨盘）；（2）钻头和护筒中心要重合，（拉十字线检查）允许偏差小于等于20mm；（3）桩径达不到设计要求会影响桩的承载能力，钻头使用会磨损严重要经常复核钻头直径是否符合设计要求，允许偏差不得小于等于桩径15mm；

2.3一清的控制

一清通过泥浆循环把孔底的沉渣带出到循环池，达到清孔的目的，根据场地地质情况并结合试桩情况，本工程一清泥浆比重控制要求小于等于1.3，摩擦桩成孔后，再钻头空钻1小时后根据设计图纸计算的孔深长度复核孔深小于等于10cm.

2.4钢筋笼控制

钢筋笼的控制三方面：A、钢筋笼制作完成对照设计图纸要复核钢筋的长度、钢筋的规格型号、根数和间距是否符合设计要求，制作允许偏差对照地基基础工施工规范要求复核B、钢筋焊接质量，单面焊大于等于10d，双面焊大于等于5d，焊缝宽度，必须两遍焊以上，焊渣必须敲掉；C、根据设计图纸计算出来的吊筋长度，控制笼顶所处位置，严格控制钢筋笼安装深度±100

2.5二清控制

桩孔放置时间过长或钢筋笼在下放过程中，可能导致部分孔壁土剥落，孔底出现过厚的沉渣，一清清孔结束要尽快下放钢筋笼，钢筋笼达到安装标高后，立即进行二次清孔，清空时严禁清水清孔。桩端沉渣会影响桩端承载性能，根据试桩要求二清沉渣厚度控制为1.15—1.25，二清结束要尽快进行地下混凝土的浇筑，不得放置时间过长，如果客观原因断电啥导致放置时间大于于等于30分钟，对该桩孔要重新进行清空，重新验收合格后才允许浇筑混凝土。

2.6水下混凝土浇筑控制

本工程桩采用C35水下混凝土浇筑。A、初灌量的控制，根据图纸计算出来的初灌量，对每台桩机的料斗的体积进行复核是否大于计算出来的初灌量，一次性将导管埋入混凝土面达到规范要求后，后续混凝土必须连续浇筑。B、导管的埋深，导管安装时，要保证导管底部至孔底的距离不能太低，保持300～500mm之间。连续浇筑过程中，严格控制导管拔管速度，要始终保证导管埋在混凝土中，保持2-6m之间；C、超灌高都控制：浇筑完毕，现场测绳复核超灌高度是否达到设计要求超管高度。

结语

通过“四个计算，六道阶段”，涵盖了对灌注桩的施工全过程施工的技术要点，通过对技术要点的过程控制，天津大学新校区图书馆项目达到预期的质量效果，桩基检测没有出现Ⅲ类桩，Ⅰ类桩达到93%，该项目获得了2016-2017年度鲁班奖工程。

参考文献：

[1]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

[2]GB50202-2018建筑地基基础工程施工质量验收标准

[3]温茂彩.桥梁钻孔灌注桩施工质量控制[J].建筑技术开发.2016（05）