超高层建筑预制钢筋混凝土桩施工技术研究

超高层建筑预制钢筋混凝土桩施工技术研究

唐超

 身份证号511023198904039672

摘要：在超高层建筑工程中，预制桩基施工是整个工程质量的关键。文中以实际超高层建筑为研究对象，重点介绍了预制钢筋混凝土带肋抗拔桩的设计与施工方 法，该超高层建筑项目地基加固设计采用的抗拔桩承载力较大，设计采用锤击法沉桩并结合“分节下沉，分节注浆”[1]的方法进行预制钢筋混凝土带肋抗拔桩的施工，有效解决了较高抗拔承载力设计难等问题，施工过程中成桩质量好，地基承载力高。通过实践表明，该钢筋混凝土预制桩施工技术具有可行性，能够保证工程质量。

关键词：超高层建筑；钢筋混凝土；预制桩基；施工技术

髙层住宅的快速发展，有效提髙了土地利用率，解决了城市发展过程中的土地短缺问题。预制桩基础工程的质量在很大程度上决定着超高层建筑的质量。因此，有必要在建设项目施工阶段严格控制预制粧基础的质量，从源头上消除桩基施工的质量问题。钢筋混凝土预制桩的荷载能力较强，沉降变形小，能够有效提高房屋建筑地基稳定性，已经成为现代住宅建筑施工中最为常用的施工技术。因此，本文对钢筋混凝土预制桩基础的施工技术进行了研究，并结合工程实例，探讨了该施工技术的可行性，为后续工程施工奠定基础。

１工程概况

四川某超高层楼的总高度为108m，地上33层，地下2层。整个建筑采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构。整个项目占地面积6125.7m2，原地基土层承载力不高，单桩竖向抗拔承载力设计值为 490kN，桩孔间距2500mm，整个项目设计抗拔桩981根。本项目地基加固设计采用带肋抗拔桩，设计抗拔桩有2种类型:桩径为1200、1500mm，设计在预制桩桩身设置了桩肋(加强节点)，利用桩肋实现抗拔作用、增强与地基承载力，其中桩径1200mm为355根，桩长17000mm； 桩径1500mm为526根，长9000mm; 采用锤击法沉桩并结合“分节下沉，分节注浆”的施工方法进行预制钢筋混凝土带肋抗拔桩的施工。针对以上所面临的技术难点，经过专家论证，采用预制钢筋混凝土带肋抗拔桩解决项目对于地基有较高抗拔设计要求的施工方案可行有效。

2 预制钢筋混凝土带肋抗拔桩

经济发展推动城市建设地下空间的合理化开发，对于抗拔桩的应用已被提到了专业技术前沿，尤其是在沿海地区以及经济比较发达的城市，公共建筑的建设、地下空间的应用开发速度太快，以便于能够更好 地满足建筑使用功能与人防需求。建筑结构的基础不仅要承受竖向的抗压荷载，同时也要承受竖向抗拔作用力，当上拔作用力占了主要荷载分布时，结构底板下的桩群将会承受较大的拉力，直接影响结构。

2.1预制钢筋混凝土带肋抗拔桩设计

对于结构抗拔桩设计，规范明确了抗拔桩设计的要求，即竖向抗拔承载力既要满足桩土相互作用的抗拔承载力要求，也要满足抗拔桩桩体结构承载的要求。单桩极限抗拔承载力计算公式如下：

式中: Tuk为桩基抗拔极限承载力标准值; ui为桩身的周长;qik为桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值;λi为抗拔系数; li为桩身范围土墙厚度; G为抗拔桩自重。

根据JGJ94—2008《建筑桩基技术规范》规定，对长期或经常性出现水平力或上拔力的建筑桩基，抗拔桩的最大裂缝有≤0.2mm的规定。但本项目对抗拔桩的设计有更高的要求，设计明确了抗拔桩的最大裂缝≤0.1mm。 针对以上项目桩体抗拔要求，设计了一种预制钢筋混凝土带肋抗拔桩，主要在预制桩桩身设置了桩肋(加强节点)，利用桩肋实现抗拔作用。本项目设计的抗拔桩为预应力钢筋混凝土管桩，桩肋采用箍筋或合金套管加强，通过增大桩肋强度与刚度，承受静力压桩过程中的桩体承载力，抗拔桩设计管桩已满足地基抗拔承载力要求，管桩内的芯孔设计采用将垃圾焚烧灰作为辅助材料，充分利用垃圾焚烧灰的半胶凝活性，根据具体工程情况，选择级配良好的建筑垃圾颗粒、水泥、垃圾焚烧灰、石灰粉、建筑垃圾颗粒经过固化处理、拌合工艺作为管桩内的芯孔填筑混合料。

2.2设计要点

1)桩肋沿桩身一周设置，分为上肋边和下肋边，其中上肋边尺寸宜为桩径的 10%～15% ，下肋边尺寸≤30mm，桩肋斜边与桩身中心线的夹角宜为15°～30°，桩肋间的距离沿桩身分布，且≤1500mm，并可根据实际抗拔力要求适当调整。

2)桩肋处的桩身箍筋应适当加密，箍筋间距宜为 50～100mm，加密区为桩肋上下各 500mm 范围内。同时，应按照设计要求在桩肋处增设一定量的加强筋确保桩肋的强度与刚度。

3)管桩内的芯孔填筑混合料设计配合比：水∶水泥∶垃圾焚烧灰∶石灰粉∶建筑垃圾颗粒=1：2.55：3.36：0.75：8为宜。

4)桩肋加强节点采用箍筋加强或采用合金套管加强，当采用箍筋加强时，箍筋 采用≥8的HＲB335级钢筋，当采用合金套管加强时，设计成与桩肋形状相同的合金套管，套管的壁厚≥6mm，与预应力管桩的内部钢筋进行焊接或预埋件连接。

3 施工技术

该项目在沉桩过程中，采用锤击法沉桩 并结合“分节下沉，分节注浆”的方法进行施工作业。经过专家论证，采用沉井振冲法进行钢筋混凝土复合桩地基的施工可行有效。

3.1施工工艺

   预制钢筋混凝土带肋抗拔桩施工工艺流程如下: 测量放线定桩位→桩机就位→桩身对中调直→分节沉桩，分节注浆→接桩→继续分节沉桩，分节注浆→桩芯灌注混合料→移位→切割桩头。

1)测量放线定桩位

平整清理好施工场地后，设置桩基轴线定位点和水准点，根据桩位平面布置 施工图定出每根桩的位置，并做好标志，施工前桩 位要检查复核，以防被外界因素影响而造成偏移。

2)桩机就位

起重机运行到指定的桩位处，先将桩和桩锤吊起，其锤底标高应高于桩顶，并固定于桩架上，以便进行吊装，并应保证桩架稳定、垂直、位置 正确，当地面起伏不平时，应调整基座保持水平。

3)桩身对中调直

预应力管桩沉设之前，由于设计桩长较大，应确保桩身的垂直度，有效控制桩 身垂直度偏差，否则会影响桩体沉设的质量，严重时会出现桩体实际承载力不足等现象。

4)分节沉桩，分节注浆

第1节桩体施工时，应先采用小距离0. 6～1.0m进行轻打，使桩正常沉入土中0. 8～1.0m后，经检查桩尖不发生偏移后，再逐渐增大落距至规定的高度，继续锤击，当桩肋达到地面标高处时，在桩肋与桩肋间已形成的空隙处进行压力注浆。

5)接桩接桩应采用焊接法连接，接桩应在距 离地面约1m处进行操作，将上节桩用桩架吊起，对准下节桩头，用仪器校正垂直度，并将误差控制在允许范围内。

6)继续分节沉桩，分节注浆 当完成接桩操作后，重复步骤 3) 中的沉桩与注浆工艺，直至将桩体打设到设计标高，完成沉桩操作。

7)桩芯灌注混合料 芯孔填筑混合料的配合比要符合要求，在灌注前应进行相应的配合比试验分析，确保芯孔填筑的质量。同时，灌注芯孔混合 料应分层灌注、压实，每层灌注的厚度≤500mm。

8)移位重复上述 2) ～ 7) 步骤，再进行下一根桩的施工。

9)切割桩头 桩基移位后在桩位处将高出设 计标高的桩体切割至设计标高，完成单根桩体全部 工作。

3.2技术要点

1) 测量放线定桩位时，桩位的平面偏差应≤8mm。 2)预应力管桩沉设过程中，桩身垂直度偏差控制在1% 以内。 3)预应力管桩下沉的速度控制在1～ 2m /min 为宜，沉设过程中应对桩体进行不间断监测，有效 控制桩体的下沉状况。 4)对于接桩的误差控制，应确保上下节桩的中心线偏差≤4mm，节点弯曲矢高不得大于桩长的 0.15% ，且≤15mm。 5) 压力注浆采用的细石混凝土的坍落度宜为 160～200mm，水灰比≥0. 55，石子粒径≤12mm，在分节注浆过程中，应在细石混凝土中适当加入缓凝剂，以保证沉桩质量，压力注浆≥30MPa，使得注入 的浆体可以渗透到桩周土层中。

5结语

    通过此预制钢筋混凝土桩施工，有助于加快地基与基础的现场施工进度，缩短施工工期，其次有效的保证桩的施工质量，增加了桩基的承载力和抗拔力，给超高层建筑提供了安全、稳定的地基基础。通过本工程对预制钢筋混凝土桩研究，采用锤击法沉桩并结合“分节下沉，分节注浆”的方法进行预制钢筋混凝土带肋抗拔桩的施工，有效解决了地基基础存在不良地质，不满足设计承载力、容易出现不均匀沉降等技术难题，最后希望通过本论文对预制钢筋混凝土桩研究应用，能为今后相关学者提供施工经验。

参考文献：

[1]刘兴文,杜忠孝.水中大直径超深钻孔灌注桩施工技术[J].铁道建筑, 2018 (08):28-31.

[2]王甲山.超高层建筑桩基础施工技术分析[J].智能城市,2019,5(07):113-114.

[3]王宇.超高层建筑桩基础施工技术探讨[J].住宅与房地产,2017(03):227.

[1]这个请进行核实，看看有没得此工艺，主要是这个分节注浆的。