山谷淤泥质土桩基施工技术研究

山谷淤泥质土桩基施工技术研究

陈慧健 田承尧 张俊 杨浩

中建二局土木工程集团有限公司 北京 101199

摘要：在建筑工程中经常会遇到软土地基,由于高层建筑、高速公路、高速铁路的发展,对地基的承载能力要求越来越高,天然的软土地基远远不能满足这些高档次的构造物对地基承载力的要求。现研究一下山谷淤泥质土桩基施工。 

关键词：山谷淤泥质土桩基施工技术

一、工程概况

本工程为山谷公寓及洋房项目，占地面积小，建筑物间空间较小；同时地处热带雨林气候区，雨季时间长，降雨量大；室外道路狭长，室外管网复杂、密集，施工难度大，机械设备就位难，由于淤泥层地质性能较差，同时加上其埋藏浅、厚度大，极易形成沉降，机械设备就位相当困难。钻进过程控制难，淤泥地质条件下桩基施工过程中，机械自重及外部荷载作用后，淤泥层处于活动状态，孔壁受其影响极易坍塌；且钻进过程中因钻机晃动扰动淤泥层，引起淤泥层流动，钻机出现不均匀沉降，从而导致孔位偏差和桩位倾斜。清孔达到效果难，淤泥层受外界荷载很容易出现塌孔、颈缩等现象，粉砂和中砂又具有很强的流动性，这种地质条件护壁排渣难度较大。

二、施工现场及技术准备

2.1施工现场准备

桩基施工位置表面2～3m厚的软土层用好土进行换填，使桩基能顺利就位。淤泥地质条件下，因施工条件恶劣，对钻机的性能要求严格，应优先选择正循环钻机，正循环钻机的钻进稳定性好、与地基的接触面大、对土层的扰动性也小。同时选用长钢护筒，护筒须穿透淤泥层，减少淤泥对桩身质量的影响。桩基施工前，通过试验确定泥浆配合比，提高沉渣排出效率。

钢筋笼在钢筋加工场集中制作，主筋采用焊接连接形式进行接长，用平板车运至桩位，由汽车吊下钢筋笼。混凝土由搅拌站集中搅拌，罐车运输至现场后，导管灌注混凝土。桩基施工采用护筒与泥浆护壁结合的方式，淤泥层及以上采用钢护筒，淤泥层以下则采用泥浆护壁，设备主要使用金泰25A和徐工280两种旋挖机。

2.2技术准备

（1）技术交底：钻孔灌注桩施工前，项目部应向现场技术人员进行书面技术交底，现场技术员应向工段和班组长进行书面技术交底。

（2）施工放样：测量队根据施工图纸用GPS精确放出桩位点，在桩位点四周用钢筋头引出四个点位，使此四点钢筋位置挂十字线后，交叉点与桩位点重合，并对各点加以保护。

三、主要施工操作要点

3.1 钻孔施工操作方法

（1）钻机就位

先进行旋挖钻机的钻杆起立及调垂，旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，所在位置必须平整、稳固，确保在成孔过程中不发生倾斜和偏移。在调垂过程中，操作人员可通过显示器的钻杆工作界面实时监测桅杆的位置状态，使钻杆最终达到作业成孔的设定位置。

（2）钻孔

开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度。当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置，用挖掘机将钻渣装入土方车，清运至适当地点进行弃方处理。

施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量。钻渣要及时运出工地，弃运到合适的地点以达到环境保护的要求。

（3）终孔检查

当钻孔达到设计标高后，根据桩底设计标高和实测地面标高确定桩成孔深度，现场检查钻孔记录检查是否满足设计深度，然后用测绳量测实际孔深，用检孔器检查钻孔的直径和垂直度是否合格。通过钻渣，与地质柱状图对照，以验证地质情况是否满足设计要求。

（4）埋设护筒

护筒采用10mm以上厚钢板制作，护筒直径应大于孔径200mm左右，护筒的长度应视地层情况合理选择。护筒顶部应高出地面200mm左右，周围用粘土填埋并夯实，护筒底应座落在稳定的土层上，中心偏差不得大于50mm。测量孔深的水准点，用水准仪将高程引至护筒顶部，并做好记录。

（5）泥浆护壁

穿透淤泥层后，继续成孔过程中需要泥浆或稳定液护壁，泥浆试验和调制进行质量控制。钻孔过程中检查所用泥浆能否及时调整适应穿过各种地层的需要。要求试验人员做好泥浆试验，并作好记录，根据施工情况及时调整泥浆性能。

（6）清孔

钻孔达到深度后，进行第一次清孔。在孔内下入钢筋笼，安装好灌浆导管后应施行二次清孔作业，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保证砼成桩质量。清孔的目的是抽、换孔内泥浆，清除钻渣沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀层而降低桩的承载力。其次，清孔还为浇注水下混凝土创造良好条件，使孔位准确，浇注顺利，清孔方法采用抽渣筒清孔法。清孔符合规定半小时内必须浇筑混凝土。

3.2 钢筋笼的制作安装

（1）钢筋笼制作前，钢筋要除锈整直，采用整体制作，钢筋下料要准确。钢筋笼制作采用钢筋加工场集中制作，桩基主钢筋笼各段之间主筋采用焊接连接。

（2）钢筋笼用平板拖车托运至孔位处，吊装入孔。钢筋笼加工时在钢筋笼内部间隔一定距离设置三角撑，以提高钢筋笼的整体刚度，防止钢筋笼在加工和运输过程中的变形。

（3）钢筋骨架与孔壁净间距的控制采用垫块或耳筋，垫块的布置沿桩长的间距2m，横向圆周4处焊接于钢筋骨架上。

（4）钢筋笼的堆放和运输采取可靠的措施，防止变形，在堆放、搬运、起吊过程中发生变形的钢筋笼，必须修整好后才能使用，变形严重的禁止使用。

（5）钢筋笼安装入孔时要对准孔位，垂直缓慢地放入孔内直到孔底，避免碰撞孔壁，放入孔内后，采取措施固定好位置。

3.3 导管的安装

当钢筋笼安装完成检查合格，经监理工程师确认后，方可安装导管。导管直径按桩长、孔径和每小时需要通过的砼数量决定，选择直径为30cm的导管。导管使用前做水密承压及接头抗拉试验，然后用汽车吊逐段吊装接长、下放和拔取。导管居中稳步沉放，不能接触到钢筋笼，以免导管在提升中将钢筋笼提起。导管安放完后，若孔底沉碴厚度不满足设计要求，进行二次清孔，使沉碴厚度满足设计及规范要求。经监理工程师现场检验合格后，开始浇筑混凝土。

3.4 灌注砼

（1）首批混凝土埋管深度不小于1.0m，灌注过程中导管埋深控制在2~6m，首批砼入孔后应连续灌注，不得中断。

（2）灌注时应采取有效措施防止钢筋笼上浮。当灌注的砼顶面距钢筋笼底部1米左右时，宜降低灌注速度；砼顶面上升到钢筋笼4米以上时，宜提升导管，使其底口高于钢筋笼底部2米以上后再恢复正常灌注速度。

（3）砼灌注必须连续，不得中断，桩顶浇注标高比设计标高高出桩长3%，且不小于1.5m，以保证桩顶砼强度达到设计要求。

（4）灌注完成后拔出导管，清洗后整理堆放。

（5）钻孔灌注桩混凝土强度必须达到设计要求，确保混凝土密实。

四、结束语

建筑工程施工之中,桩基施工是非常重要而关键的组成部分和环节,它必须与复杂的地质环境相适应,综合考虑复杂的施工条件,科学合理地设计和施工,并采用正确的桩基施工工艺和方法,确保桩基的牢固性和稳定性,并对建筑的沉降和变形进行监测和控制,减少和规避桩基施工中的不规范施工现象和问题,最大程度上提升桩基施工的质量。 

参考文献

浅谈桩基施工技术设计与施工控制[J]. 姚尊娜.  科学中国人. 2017(18)

桩基施工工艺在建筑施工中的分析[J]. 李媛.  门窗. 2015(11)

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建筑施工中桩基施工工艺探析[J]. 王雪峰,江德鑫.  江西建材. 2015(04)