工程桩施工10米超长空桩施工工法

1前言

旋挖灌注桩是现代机械和传统工艺结合的典范,旋挖灌注桩因其成孔速度快、噪声低、污染小、适用范围广等特点,被广泛用于基础桩基施工中.随着我国城市化建设的推进,城市土地资源日益稀缺,为充分利用土地资源,建筑物逐渐向地上更高、地下更深的方向发展,工程桩的埋深也随着增加,因此旋挖灌注桩超长空桩施工也会日益普遍.。

一般旋挖桩成孔深度小于40m，成孔直径小于1.5m，施工工艺比较常见，施工中对环境及

资源的要求较低。目前国内的建筑深基坑与超高层，开始成为一个常态化，桩基施工也在向桩身更长、桩径更大、配筋更密的方向发展。由于地形或周边环境的，面临较深空桩时钢筋笼的上浮很难控制。

本工法主要是考虑成孔深度50～70m的旋挖灌注桩，当空桩长度超过10m时，对钢筋笼上浮进行控制。保证工程桩施工质量，同时减少后期主体结构施工的施工质量问题。

2工法特点

2.0.1解决了超长工程桩面临10m空桩的条件下，施工过程中钢筋笼上浮的问题，为主体结构施工奠定基础；

2.0.2解决工程桩在地质不均的情况下，孔洞坍塌的问题。

3适用范围

本工法适应于桩长50～70m、空桩长度6～12m、桩径1.2m～1.8m的工程桩施工。

4工艺原理

本工法从泥浆护壁式旋挖桩施工出发，控制施工中的每一道程序，1、泥浆的制备与比重：由于桩身较长，地质条件复杂，根据现场情况适当增加钻进过程的泥浆比重。2、清孔方式：采取正循环清孔与反循环清孔相结合的形式，有效防止下钢筋笼、等混凝土过程中的护壁问题。3、混凝土、钢筋笼质量控制：混凝土和易性不满足要求，钢筋笼焊接质量差，下笼位置偏差都会引起钢筋笼上浮。4、浇筑工艺：初灌混凝土如果速度过快，混凝土的冲击力容易引起钢筋笼的上浮，而后期混凝土又得适当加快浇筑速度，注意控制浇筑工艺对钢筋笼的上浮影响很大。

5施工工艺流程及操作要点

5.1工艺流程

5.2操作要点

5.2.1泥浆制备

现场使用地下室水和雨水，与膨润土按厂家给出的比例，制造护壁泥浆。根据现场实际情况，进行3根工程桩试验，寻找最佳配合比。

膨润土具有粘结力强、可塑性高、脱膜好、透气性好、高温湿态条件下物理化学型能稳定等特点，膨润土与水的结结合性好，在静止条件下，不会分层，膨润土泥浆在钻孔全长范围内泥浆比重变化小，是泥浆护壁的理想材料。现场建立3个容量各为100m3的大型泥浆池，循环利用。

5.2.2钻进过程中泥浆比重适当增加

本工程工程桩平均深度为50m，桩径较大，地质条件为回填土层、淤泥层、砂石层、碎石层、强风化岩层、中风化岩层、微风化岩层，在砂石层极易塌孔。根据现场试桩情况，联系现场实际情况，选择现场泥浆比重为1.25～1.30之间，经过现场施工实践，控制泥浆比重为1.28时，塌孔现象明显减少。同时，在清孔时使用正循环清孔与导管下完后反循环清孔相结合的方式，可以提高孔底质量、加快清孔速度。

5.2.3焊接钢管固定钢筋笼

施工超深工程桩时，如果空桩过长，钢筋笼上浮不易发现，也很难控制，严重影响工程桩质量，后期处理也耽误工期。现经商讨，采用焊接钢管的方法将钢筋笼和护筒固定，防止钢筋笼上浮。示意图如下：

6材料与设备

本工法所用钢管为Φ48钢筋，工程桩钢筋笼吊筋直径不应小于20mm，护筒壁厚不小于1cm。

名称钢管护筒水准仪

要求直径48mm长8m，壁厚10mm千米往返误差≤1mm 使用徐工XRS1050作为施工机械（可根据实际情况选型）

最大钻孔直径最大钻孔深度最大输扭矩转速最大加压力行程2500mm105m390KNm7～18r/min240KN6000mm

7质量控制

7.1施工标准

施工质量应满足《建筑桩基技术规范》（JGJ94～2008）的要求和地方现行质量评定标准。

7.2施工全过程控制

7.2.1钻进过程中需要稍微增加泥浆比重，在清孔过程中将泥浆比重调整至规范允许的范围内，防止桩芯夹泥；

7.3.2钢管顶部与护筒顶部焊接牢固，当混凝土浇筑过程钢管有异动时，停止浇筑，查清楚原因再进行浇筑。

7.3.3混凝土浇筑过程中，控制混凝土初灌速度，第一斗料下放时适当放缓；同时注意控制导管的埋深在2m～6m之间，当第一车混凝土浇筑完成时，可适当增加混凝土的浇灌速度；

8安全措施

8.0.1设置专职安全员和现场责任工程师，实时监督操作人员严格执行操作过程和安全技术交底，严禁违章操作。

8.0.2钻也时如遇卡钻，应即时切断电源，停止下钻，未查明原因前，不得强行启动。

8.0.3钻机操作人员必须穿戴绝缘胶鞋，佩戴安全帽。

8.0.4钻孔时，如遇到机器摇晃、移动、偏斜或钻斗内发生有节奏的响声时，应立即停钻，经处理后方可继续施钻。

8.0.5钻机作业中，电缆应有专人负责收放，如遇停电，应将各控制器放置零位，切断电源，将钻头接触地面。

8.0.6钻机回转半径内禁站人。

8.0.7成孔后，未浇筑混凝土前，必须将孔口加盖板保护。

9环保措施9.0.1泥浆调配过程中需要防止起尘。

9.0.2产生的弃碴将分段集中堆放。

9.0.3作业尽量安排在白天进行，以减少噪音对周围居民的干扰。

9.0.4泥浆晾晒合格后方进行外运。

10效益分析

分类本工法（使用钢管与护筒焊接）普通工艺（不处理）对比优点

工期效益无钢筋笼上浮，后期处理时间减少后期处理时间长可减少后期处理时间

如发生上浮现象，浪费约

降低成本

经济效益质量处理费为0

20～70m3混凝土

质量效益桩顶标高控制好、超灌高度控制到位存在桩顶标高不到位风险施工质量显著提高

11应用实例

11.1工程概况

前海合作区前湾十单元学校项目位于前海合作区，由兴海大道以东，前湾四路以北，科创六街以西，诚信二街以南合围，占地面积约4.6万m2。地下基础为桩基础，一期工程桩数量为494根，桩径为1.0m～1.5m，为旋挖灌注桩。桩长为33m～65m之前，都要求入中风化或微风化岩，采用本方法施工后，钢筋笼基本无上浮现象。

11.2现场实例

图11.2-1现场泥浆制备

图11.2-2气举反循环清孔

图11.2-3现场泥砂分离

图11.2-3钢筋笼验收

图11.2-4下放钢筋笼

图11.2-5下放导管

图11.2-6混凝土浇筑