2018湿陷性黄土地区桩基础施工技术
摘要：针对湿陷性黄土特殊成因、结构和工程性质，结合具体工程，研究、总结湿陷性黄土地区基础工程施工技术，对钻孔灌注桩成孔、钢筋笼的制作、灌注混凝土等主要工序的重点技术措施和质量保证措施进行研究、总结，达到掌握湿陷性黄土地区钻孔灌注桩基础施工技术要点的目的。http://
关键词：湿陷性黄土 钻孔灌注桩成桩钢筋笼灌注混凝土
Abstract: Aiming at the collapsible loess special causes, structure and engineering properties, with an actual project, research, summarize and collapsible loess area base project construction technology of bored piles into holes, reinforcing cage production, such as pouring concrete key technical measures of the main process and quality guarantee measures for the research, the summary, to master the collapsible loess area cast-in-place pile foundation construction techniques of purpose.
Keywords: collapsible loess, cast-in-place pile, pile, concrete reinforcing, cage perfusion
中图分类号：U415.6 文献标识码：A文章编号：
1.概述
我国黄河中、上游和西北地区湿陷性黄土分布面积约38万Km2，陕西、山西、河北、河南、湖北、山东等省份都有大面积的湿陷性黄土地区分布。随着我国西北部地区的经济建设的高速发展，中、高层和超高层建筑也伴随着西部经济发展不断涌现。但是，由于黄土的特殊成因、结构和工程性质，使黄土分布区出现了许多特殊的环境和工程问题，包括水土流失、地基湿陷、边坡变形失稳、滑坡和泥石流等灾害，主要是因为黄土孔隙大、密度低、垂直节理发育、易溶盐等结构特征及遇水湿陷的不良工程性质，使地表水极易下渗聚集于相对隔水层顶面附近形成含水层，浸软黄土层底部或下伏软岩的风化层。黄土浸水后易受易溶盐的溶蚀，胶结强度大幅度降低，从而降低其抗剪强度，造成地基下沉、建筑物不均匀沉降等。作为工程技术人员研究、推广湿陷性黄土地区基础工程施工技术具有广泛技术、经济和社会意义。
2.工程概况
由北京建工集团承建的西安交大教学主楼工程是一座108m高、框架-剪力墙结构高层建筑，地处湿陷性黄土地区，基础设计与施工是本工程的重点和难点。为了保证结构安全，勘察、设计单位根据岩土工程地质的各种数据，经过反复分析论证，对主楼和南北侧裙楼采用了钻孔灌注桩基础形式。通过工程实践证明：该基础形式既解决了湿陷性黄土地区深基础的结构安全问题，又加快了施工进度、降低了投资。
3.钻孔灌注桩主要设计参数及工程量
序号 主要设计参数及
工程量 主楼 北裙楼 南裙楼 备注
1 工程桩数量（根） 219 354 324
2 桩径 Φ700 Φ600 Φ600
3 桩长（m） 35.0 25.0 27.0
4 主筋 10Φ16长12.7m 8Φ16长8.5m 8Φ16长10.5m
5 加劲筋 Φ14@2000 Φ12@2000 Φ14@2000
6 螺旋筋 Φ8@100（2.5m） Φ8@100（2.0m）和Φ8@200（6.0m） Φ8@100（2.0m）和Φ8@200（8.0m）
7 桩身混凝土强度等级 C25 C25 C25
8 混凝土保护层厚度（mm） 50 50 50
9 土方量（m3） 15000 5000 19000
10 混凝土灌注量（m3） 3013 2577 2542
11 钢筋笼制作量（t） 61 54 62
4.钻孔灌注桩施工技术措施
土方开挖、边坡支护等工程内容完成后，进行钻孔灌注桩施工。
4.1施工工艺
灌注桩锅锥钻机（裙楼）、旋挖钻机（主楼）成孔→清除泥渣及外运→钢筋笼制作及吊装→混凝土灌注成桩→桩头凿清及清理
4.2成桩施工技术措施
4.2.1施工放线
根据建设方提供的水准点和坐标，专职测量人员按设计图纸进行轴线及桩位测放。施工放线的精度为：轴线偏差为±10mm；桩位偏差±20mm；每个桩位测量绝对标高，其精度±10mm。施工技术人员对照桩位平面图对每个桩位纵横间距进行复查。
4.2.2成孔
根据场地岩土工程条件结合西安地区钻孔灌注桩施工成孔经验，裙楼采用锅锥钻成孔，主楼采用旋挖钻机成孔。
（1）钻机进入施工现场按顺序进行编号，并在指定位置安装；钻机安装后,经设备管理员和质检员进行核验；钻机对正桩位后调平,使主动杆垂直并保持钻机天轮、动力盘中心、桩位中心三点成一线；开钻前检查桩位编号、孔位偏差后方可开钻。
（2）在钻进过程中，如出现钻杆跳动、机架晃动、钻不进等异常情况，应立即停机检查原因，对成孔设备要经常检查其机械性能是否正常，对设备及电器装置要定期检修维护，防止发生机械和人身伤亡事故。
（3）有缩孔迹象的桩孔在钻至设计深度后，采取通孔措施以保证桩孔不缩径。在安装钢筋笼前用井径仪测量井径，钻进到距设计孔底标高200～300mm时停钻，待具备灌注条件后一次钻到孔底，保证沉渣厚度满足规范要求。
（4）成孔质量标准及验收内容
1）成孔深度以标高确定，桩径允许偏差-20～+50mm；
2）孔底虚土厚度 4.2.4灌注混凝土
混凝土采用商品混凝土，坍落度为180―220mm，采用导管法灌注成桩：
（1）在下导管前必须重测一次孔深，了解沉淀厚度，下导管前应试连接、试压，检查隔水栓能否通过。两管间用法兰盘连接，法兰盘要水平以保证导管的垂直度。下导管应避免挂钢筋笼，导管底至孔底距离保持在0.5m。
（2）采用砂球作隔水栓，在导管中吊挂位置应临近水面，为保证水下灌注混凝土的质量，贮料斗内混凝土的初存量必须满足首次灌注时导管底端能埋入混凝土中0.8～1.2m。
（3）随着混凝土的上升，要适当提升和拆卸导管，导管埋入混凝土中最大深度不得超过6m，导管底端埋入混凝土面以下应保持2～3m，不得小于2.0m，严禁把导管底端提出混凝土面。
（4）水下灌注混凝土应连续进行，不得中断，如发生堵导管、导管漏水事故，应采取措施及时处理。为防止电网停电，混凝土灌注中断，造成断桩，施工期间，现场备用75千瓦柴油发电机1台。
（5）保证设计桩顶标高，应注意控制最后一次灌注量，超灌量不得低于500mm；
4.2.5泥渣外运
本工程钻孔形成的泥渣和灌注混凝土置换出来的泥浆必须全部及时运出场地，以保护施工现场的整洁。采用1.5m3轮胎式装载机在现场倒运泥渣，配合自卸汽车装运，上面覆盖蓬布运至垃圾场倾倒。混凝土灌注置换的泥浆用污水泵抽至现场西边沉淀池沉淀，然后由挖掘机装至自卸汽车运至垃圾场。
5.质量、安全保证措施
由于桩基工程具有绝对重要性、完全隐蔽性和不可返工性的特点，所以必须加强桩基础工程各关键工序的质量控制。
5.1成孔质量控制
5.1.1钻机就位后，主机用水准仪（或水平尺）调平。在钻机安装调试完毕后，应先进行试转，只有当钻头锥尖与桩位中心对准后，才能进行正式钻进，否则重新调试。钻进过程中随时检查成孔的垂直度，避免孔斜，钻孔垂直偏差小于1%。成孔后的孔底沉渣厚度≤30mm。
5.1.2针对成孔时常发生沉渣厚度超过规范允值的质量通病，为减少孔底沉渣厚度，采用“两步法验孔”：一是预验：成孔深度接近设计深度时，即令停钻。二是验收：当具备灌注混凝土条件时，令钻至设计深度，立即卸钻杆、下导管、灌注混凝土。这样可以避免验孔后长时间不能灌注而增大孔底沉渣厚度。
5.2钢筋笼制作及固定质量控制
5.2.1钢筋在使用前应先调直，制作钢筋笼须在水平搭架上进行，主筋连接采用搭接电弧焊；
5.2.2制作钢筋笼时，纵向钢筋接头应相互错开，从任一接头中心至1.3L的区段内，有接头的受力钢筋截面面积不得超过受力钢筋总面积的50%。
5.2.3钢筋笼制作误差应符合有关规定，主筋间距：±10mm，钢筋笼长度：±50mm，箍筋间距：±20mm，钢筋笼直径：±10mm。
5.2.4钢筋笼保护层偏差：水下灌注混凝土±20mm。为了保证钢筋笼居中，严格执行设计图纸规定，在各层加劲筋周围等距离加焊6个扶正筋，以满足保护层的要求。
5.2.5钢筋笼入孔前先应进行自检，然后协同甲方进行验收，验收合格后方可使用。对不合格者进行修补返工，无法修补者进行拆除报废。
5.2.6钢筋笼吊放时应对准孔位轻放、慢放，放置到要求标高后，用铁丝或“9”形钩在孔口固定好。严禁高起高落，强行下放，防止倾斜、弯折或碰撞孔壁。
5.3成桩质量控制
5.3.1水准仪测定桩孔口标高，严格控制孔口至桩顶的高度。钢筋笼垂直放入孔内，按标高用铁丝将其固定在孔口。
5.3.2在下导管之前必须重测一次孔深，了解孔底沉渣厚度，下导管前应试验隔水栓能否通过，两导管之间用法兰盘连接，法兰盘要水平以保证导管的垂直度，下导管避免挂钢筋笼，导管底至孔底距离保持在0.3～0.5m。
5.3.3水下灌注混凝土应连续进行，不得中断，如发生堵管、导管漏水等事故，应及时采取措施处理。
5.3.4防止钢筋笼上浮，导管应缓慢提升，以防止导管碰动钢筋笼。
5.3.5灌注过程中，勤测混凝土面，控制导管埋入混凝土中的深度，计算混凝土灌注量，作好灌注记录。
6.结论
6.1针对典型的湿陷性黄土地质条件，钻孔灌注桩基础无疑是一种比较适宜的基础形式，它能够有效解决中高层建筑地基承载力不足问题，将建筑物的不均匀沉降减少到最低限度，使得中、高层建筑施工在西部湿陷性黄土地区得以更好的实现。
6.2钻孔灌注桩基础设计、施工具有简便易行的特点；钢筋笼制作可以采用场外加工和场内加工方式，若采用场外加预制，可节约现场加工场地，提高加工效率，并杜绝在现场加工时所产生的噪音污染；在整个施工过程中从成孔、吊放钢筋笼到浇筑、振捣混凝土均采用机械施工，机械化程度高，大大减少人工劳动强度，缩短工期，经济效益显著。
6.3钻孔灌注桩基础适用于湿陷性黄土地区多层或高层建筑中，研究、总结这一基础施工技术，实现该技术的机械化、配套化将会在我国西北地区建筑市场有广阔的前景。
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