浅谈抗浮桩施工工法

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【摘要】目前桩基施工的工法较多，施工中选择的余地较大，因此要根据工程特点，地质条件、施工工期等条件选择适合的施工工法。对于施工场地狭窄且工期十分紧张，不适宜选择施工速度较慢泥浆护壁正螺旋工法施工，宜选择长螺旋钻机干作业成孔，后植入钢筋笼灌注桩施工方法进行施工。

【关键词】后植入钢筋笼；钻孔；灌注桩

1 地质概况

根据某工程地质勘察报告，本场区地层情况主要为人工填土层，新近沉积层，一般第四纪沉积层组成：

（1）表层为人工堆积之素填土①层，杂填土①1层，本层综合厚度为0.5-3.6m；

（2）人工堆积层以下为新近沉积的粉质粘土、粘质粉土②层，重粉质粘土、粘土②l层，砂质粉土②2层，细砂②3层；本层综合厚度4.9-8.7m，为基础持力层，其地基承载力综合考虑为120kPa。再以下为一般第四纪沉积层：

（3）细砂③层，圆砾③1层，砂质粉土③2层，粉质粘土、粘质粉土③3层；

（4）粉质粘土、粘质粉土④层，重粉质粘土、粘土④1层，砂质粉土④2层，细砂④3层，本层综合厚度为1.8-10.2m；

（5）细砂⑤层，粉质粘土、粘质粉土⑤1层，砂质粉土⑤2层，圆砾⑤3层，重粉质粘土、粘土⑤4层，本层综合厚度0.3-6.4m；

（6）粉质粘土⑥层，勘察未揭穿。

2 施工方法的选择

本工程设计最初选用的是泥浆护壁正螺旋施工工艺；由于本工程施工场地狭窄且工期十分紧张，不适宜选择施工速度较慢泥浆护壁正螺旋工法施工，结合本工程实际情况和分包施工单位建议，经同建设单位、设计单位协商改为选择长螺旋钻机干作业成孔，后植入钢筋笼灌注桩施工方法进行施工。采取该方法施工具有以下优势：

（1）速度快、效率高，能够有效的缩短工期。

（2）植笼过程通过振冲器的低频振动，使桩身砼得到充分振捣，混凝土灌注质量能够得到保证。

（3）钢筋笼植入振动时采用不完全卸荷和设置导正筋的方法，有效的保证了钢筋笼植入过程中的垂直度。

3 施工工艺

进场后先进行场地适应性试桩，以确定施工参数及施工顺序，正常情况下，可逐排连续施工，并根据基槽坡道位置确定施工桩位走向，以保证施工完成桩不被设备碾压；

制作钢筋笼钢筋笼验收合格向钢筋笼中穿振动锤管汽车吊吊装钢筋笼就位下钢筋笼；

同时：长螺旋钻机就位钻孔至设计孔深提钻同时泵压混凝土振动植入钢筋笼至设计深度缓慢提出振动装置成桩准备下一循环作业。

（1）桩机就位，调整钻杆与地面的垂直度，垂直度偏差不大于1%；钻头对准桩位，启动钻机入钻，钻到预定深度。

（2）钻进到设计深度并超钻深约500mm，略提钻杆20-50cm，以便混凝土料将活门冲开。一边泵送混凝土一边提钻，直至桩顶并超灌至钻进地面标高。

（3）钻杆拔出孔口前，先将孔口浮土清理，然后利用吊车吊起振动装置与钢筋笼，对中孔口，振动植入钢筋笼。

（4）钢筋笼到位后，缓振提出振动装置，特别是接近地面2.0m左右，严禁提管过快。

4 施工技术要求

（1）混凝土强度应满足设计要求C25，采用碎石混凝土，细骨料采用中粗砂，另掺加一定比例的1级粉煤灰，坍落度控制在20～22cm。

（2）为保证钢筋笼顺利插入，混凝土必须灌注到成桩工作面地面标高。

（3）插笼时用吊车先静力下放保持垂直，使钢筋笼自然下沉。待下沉停止时，开动振动装置，将钢筋笼沉放到预定位置。注意陈放钢筋笼采取吊车吊钩不完全松钩的操作方式，即不完全卸荷法。

（4）振冲导管应全程振动，不允许频繁停启电机，必须把管内的混凝土振动脱离。振冲管未完全安全拔出时不得停振。

（5）钢筋笼底部将8根主筋加长，内弯连接形成“井字”碗状，作为振动钢管与钢筋笼的连接点。同时底部架立筋与主筋焊点加强。

（6）检测方法过程描述

a、静载试验

1）、试验加载装置、荷载与沉降量测

试验采用堆载提供加载反力。各级荷载由位于桩顶的千斤顶和油压泵提供，各级荷载用精密压力表测读。该加荷系统进场前已在室内试验机上进行加卸荷的反复率定，以确保各级荷载的精度。试桩在各级荷载下的沉降量由装于基准梁上的最大量程为50mm的4个精密百分表量测。

2）、加卸荷方式及稳定标准

单桩复合地基静载试验按《建筑地基处理技术规范》规定采用慢速维持荷载法进行加载。单桩静载试验按《建筑桩基技术规范》的规定采用慢速维持荷载法进行加载。单桩静载试验加荷分级进行施加，每级荷载达到相对稳定的标准后再加下一级荷载，直到最大荷载。

桩顶的沉降观测，每级荷载加载后间隔5min 、10min 、15min测读一次，累计半小时后再每隔30min测读一次，并将沉降量计入试验记录表。

桩顶沉降相对稳定标准，当在该级荷载下每小时沉降量不大于0.1mm并连续出现两次（由1.5小时内连续三次观测值计算），即认为在该级下沉降已相对稳定，可加下一级荷载。

当出现在某级荷载下桩顶沉降量为前级荷载下沉降量的5倍或某级荷载下桩顶沉降量为前一级荷载的2倍且24小时未达到相对稳定，则加荷终止。

b、低应变动力试验

低应变试验是由安装在桩顶的的传感器以不同的的延时依次接收由桩顶至桩底的桩身质量反馈信息。该方法是将传感器用胶结剂固定在桩顶上，然后用带力传感器的小手锤敲击桩顶，激发低应变冲击波。当下行的应力波遇到桩身横截面或砼质量发生变化时，就会响应发出上行的反射波，在桩顶被敲击后稍晚时刻由安装在桩顶的传感器接收。通过对桩的动态特性的计算与分析，即可判断桩身缺陷的性质及位置。

试验设备分两个系统：一为激振系统与激振力锤，其作用是对桩施加冲击，使桩产生振动。力锤上装有力传感器，当锤对桩冲击时，力传感器产生力信号；二为测量系统，其作用是测量桩顶的振动响应，主要由拾振器、电荷放大器、数据采集及处理部分组成。

试验前，桩顶砼完全清理出新鲜的砼面，基本保证了表面的平整无浮渣。

确定桩身缺陷 （断裂、缩径、离析等） 的位置时，可用公式：L = 0.5×C× t，式中：L 为由桩顶到缺陷的位置 （米） ； C 为纵波在混凝土中传播的速度 （米/秒） ；t为时域曲线图上触发时间与反射时间之差。

5 质量保证措施

（1）钻机就位时，必须平整稳固，经专人用经纬仪检查钻杆的垂直偏差，钻杆垂直度采用双向90度控制，同时检查桩位偏差情况，确保施工过程中不发生任何倾斜移动，符合要求后方可开钻。

（2）钻进过程中应根据地层变化及时调整钻进速度，一次达到设计深度，确保桩长和桩径。

（3）确保混凝土及时供应，以保证灌注混凝土的质量。混凝土供应站要保证混凝土的和易性适当延长混凝土的初凝时间。

（4）成桩后注意保护桩头，保证24小时内不得挠动，严禁车辆碾压桩头。

（5）钢筋笼制作时，钢筋笼主筋外侧必须加专用保护层滑靴，以保证桩钢筋保护层的厚度及钢筋笼植入顺利，架立筋与主筋焊接牢固，在钢筋笼吊装处与钢筋笼底部振冲管击打部位应加强，避免出现受力时开焊。

（6）每施工一根桩，振插钢筋笼前要检查振动管上的排气孔，保证畅通。

6 施工体会

（1）该工法施工速度快，每天每台钻机成桩保持在17根左右，很好的解决了工程前期工期滞后的矛盾。

（2）通过土方开挖，未出现钢筋笼植入偏位造成露筋的现象，且桩径均匀，外观光滑。

（3）通过小应变、静载拉拔试验，抗拔桩施工的质量能满足设计和国家相关规范要求。

参考文献：

[1]GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》

[2]GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》