大直径钻孔灌注桩在商业建筑地基工程中的应用

大直径钻孔灌注桩在商业建筑地基工程中的应用

林晓东

身份证：330225197609134030

摘要：本文以一个建设项目地下车库桩基础的设计和施工为背景，对在桩底持力层为角砾的情况下，采用桩底后注浆技术进行大直径钻孔灌注桩的试验承载力相对计算值的提高的可观性和对项目经济效益的提高进行了研究。

关键词：建筑地基；大直径钻孔灌注桩；施工技术

一、工程概况

某建设项目的占地面积为216000平方米。空侧走廊由1至8个区域组成，占地93,000平方米；陆侧指廊包括二层、三层、四层，共23,000平方米；陆侧间有两条走廊，占地约4,200平方米；指廊区子项的三个单元间，屋檐高度为13.9米，占地10300平方米；航空材料库房分两层，檐高12.8米，占地14000平方米。设计区域为粉砂质粘土，粉砂质粘土为软粘土，其承载能力为60 kPa。因此，在基础建设中使用了一种长度为15-18米，等级为C35的钻孔灌注桩。当全风化岩层厚度在20米以上时，桩体在全风化区的桩长应大于6米。由于该工程施工工艺差异大，成桩情况复杂，许多设计桩基不能满足规范要求，不能针对该工程采取相应的措施。

二、地质条件

(1)杂填土（Qml)：是一种浅灰色至灰褐色的土层，为一种微湿松散的粘土，是一种由建筑废弃物和生活废弃物组成的粘土，质地参差不齐，占40-80%的硬物质，堆积期一般不超过10年，是一种新的回填体。这一层主要分布在陆地上的一些建筑拆除区域。

(2)素填土（Qml)：呈微湿、松散、微密性，由粘性土壤、植物根茎及风化石等构成，其中硬物质占20~5%，部分浅表土层0.30~0.50 m为耕植土这一层位是最近才回填体，沉积时间不超过10年。该钻井工程是在湖塘区进行的一次简单的置换和填筑。这一层位主要分布于原湖塘地区的回填区和陆域区段的浅表地带。

(3)粉砂（Q4l)：灰褐色至黑灰色，为饱和流塑状态，粉砂与粉砂混杂，部分为泥炭土，质地松软，流变学，有腐烂气味层状结构分布于基地内湖塘区域。(4)粉质粉土（Q4l)：灰白至灰褐色，呈饱和流塑状态，夹杂着松散的粉砂和粉土颗粒，富含有机质，气味难闻。层状结构分布于基地内湖塘区域。

三、大直径钻孔灌注桩施工技术

（一）施工准备

在大直径钻孔灌注桩的施工过程中，主要从机械设备的准备、技术的准备和现场的准备三个方面来进行。在准备钻机和设备时，要根据设计要求，对钻机和其他设备和工具进行选择，本项目主要使用两种类型的钻孔打桩机，钻孔直径为1500-2500mm，泥浆泵，翻斗车，电动翻斗车，水泵，钢筋处理系统等设备，还有冲击钻头，钢护筒，钢吊绳，混凝土浇灌平台，下料斗，卸料槽等设备。为了确保施工技术在施工过程中的运用效果，在施工前期，需要及时获得与超前钻报告、桩基施工图等有关的资料，并制定出一套详尽的施工技术计划，为具体的施工操作提供明确的指引。最后，在现场的准备工作中，还需要完成现场平整、排水设施建设、松软土层处理、废浆处理池、桩位确定和复核、标高测定、桩基就位等一系列工作。

（二）埋设护筒

护筒埋设是钻孔灌注桩施工中必不可少的一个过程，一般分为挖坑、安放护筒、回填这几个过程，其施工过程相对来说较为简便，但是对于护筒埋设深度等一些参数的需求，还是要视项目的具体施工情况来确定。如果在这个工程中，要以现场的地质情况为依据，要把坑的深度控制在2到3 m，并且要把护筒口与地面的距离控制在30到50cm，这样就不会因为孔内水位过高、水压过大等问题而造成孔壁的坍塌。在挖出的坑洞工程完成之后，根据设计图纸将定位桩安装好，经过核对后，将护筒放到桩的中央，然后进行护筒的安装，然后进行回填。因为回填时孔也有崩塌的风险，所以，必须使用C30级别以上的混凝土对其进行保护，并且保证回填的高度不会超过护筒的底部，回填完毕后，必须按照要求，等待护筒和护筒的凝固。

（三）冲孔

在冲孔施工过程中，因为大直径钻孔灌注桩工程的地质环境十分复杂，经常会贯穿多个层位或者是复杂的岩层，所以在进行冲孔之前，还需要按照现场的地质状况和有关的成孔工艺参数来调节冲程和泥浆密度。因为在冲孔时孔壁上会受到水平力的压力而逐渐变得致密，所以在开孔的过程中，一定要减速，减小钻孔的冲击力，避免塌孔，当钻到护筒底面3-4米时，也要减速，加固孔壁，确保其牢固，然后才能进入到正常的冲孔状态。在常规钻孔条件下，应该把钻孔设备的起锤高度提升到1.5-2米，并适当减少泥浆含量，对有起伏或坡度大的钻孔压力面上，要用低垂快速敲击的方法，把倾斜的突出部分弄平，避免出现偏孔、卡锤等现象，如果有需要，也可以把20-30厘米的石块扔到孔底，把岩层的倾斜部分和凹凸部分进行嵌补和填充，直到岩层的倾斜、突出部分被冲平或者填充后，才能重新抬锤，加速钻孔。如果在钻孔过程中发现了一些特殊的底面，比如溶槽、溶沟、小裂缝等，应及时投下片石、粘土或整袋水泥，来控制泥沙的损失。除此之外，在冲孔的时候，一定要定期对钻渣采样进行鉴定，还要与有关的地质资料以及埋深、桩长、钻机速度等数据相结合，才能作出正确的入岩判断。在确认了入岩之后，还需要对钻渣采样，以对岩性和风化程度进行判断，并对进入基岩时的钻进速度进行协商，在采样确定下钻到设计入岩深度之后，地勘单位和设计单位才能确认最终的孔径。

四、施工问题及对策

（一）塌孔、溶洞裂缝

在对粉土进行钻井时，若发现泥浆中有大量的气泡，则说明孔壁发生了坍塌，或有了溶洞、裂缝的迹象。造成孔壁坍塌的主要原因，是由于该地区的土壤非常疏松，其泥浆护壁作用较弱。护套周边都是施工用的粘土，没有及时封严，致使护套中的水不高。钻进速度过快，空钻时间过长，在成孔后过渡时间过长，当遇到小型溶洞或裂缝时，也有可能造成孔内泥浆均匀、缓慢下降的现象，需要在松散土层中应用合适的埋深护筒。

（二）成孔偏斜

在粉土工程中，由于地基的不平整和不实，造成了成孔偏斜。由于支座的承载力不够，在支座上钻削时，会出现一系列的漏损，从而造成支座的错位。而在接头上则存在各种松散情况，钻孔随意性较大，呈斜状或土石中有较大的空隙，其具体处理方法是加固场地，结合其轨道，在承载力上均匀地满足相应要求。在出现不均匀沉降的情况下，应及时进行调整。将转盘旋转到与护筒的中心在一条垂线上。在钻探时，应尽可能使用大吨位的设备。当进入到不均匀的地层中碰到孤立的石头时，可以另设对应的斜孔布，进行简单的处理。如果出现了偏心现象，可立即抬起钻头，在孔中重复钻数次，以消除偏心现象。当沉积物变得致密时，再钻一次。

（三）钢筋笼安放

由质检员、工长进行全程监控：①钢筋笼吊装，采用两点扁担吊钩，严禁采用一点式起吊骨架，在进入孔口后，严禁撞击孔壁；②加强对钢架竖向及连接处的控制；③加强钢筋笼防护层的控制，确保钢筋笼的精确定位。

在钢筋笼分段生产时，应对其接合处进行焊接。在同一截面内，钢筋接头不能超过主筋总数的50%，两个接头的间距不能小于500 mm，焊接单面焊为10 d，钢筋笼安装深度允许误差100 mm。环状绑筋和主筋之间用点焊相连，而螺旋状绑筋和主筋之间则用点焊紧固。

商用建筑地基处理技术是控制建筑使用质量的关键，地基基础的处理技术控制与工程质量、地质情况、工程结构都有着密切的联系，因此，一定要对这些不同的管理结构进行分析，确保地基基础加固的完整性，对桩基础的施工要有一个清晰的认识，从而使桩长和承载力都能满足相应的需求。

参考文献

[1]刘亦民,饶少华,万志辉,陈飞.超高层建筑大直径钻孔灌注桩后压浆技术的应用与研究[J].建筑结构,2022,52(S1):2793-2797

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[3]王俊霞.超长大直径嵌岩钻孔灌注桩施工技术研究[J].建筑机械化,2021,42(04):61-65