北京城建华夏基础建设工程有限公司 北京市 101111
摘要：近年来，随着经济发展需求，大型高层公共建筑逐渐增多。高层建筑多采用基础桩、筏式基础、箱形基础或桩与箱形基础的复合基础形式，其中基础桩是应用最广的一种基础形式。本文通过介绍施工技术要点、质量控制关键点等基础桩施工中的各个技术环节，就基础桩施工最为广泛的就地灌注桩施工技术进行系统的归纳。
关键词：灌注桩；后压浆施工；实施效果
一、工程概况
北京城市副中心行政办公区一期工程，基础采用泥浆护壁钻孔灌注桩，并采用后压浆技术。共两种桩型号：分别为抗拔桩、抗压桩，桩径有0.8m，桩长为15.5m、19m、20m、23m、26m、27m、32m不等。工程桩共计6226根，经桩身完整性及承载力检测，Ⅰ类桩6182根，约占检测总数的99.3％。
注浆量：800mm抗拔桩，第一道桩侧注浆量约为600kg，第二道桩侧压浆1500kg；800mm抗压桩，桩侧注浆量约为600kg/道，桩端注浆量约为1500kg。
二、灌注桩施工
（一）灌注桩旋挖施工流程
1.成孔施工工艺流程
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图2-1 成孔施工工艺流程
2.旋挖施工工艺
旋挖成孔施工法是利用钻杆和钻斗的旋转及重力使土屑进入钻斗，土屑装满钻斗后，提升钻斗出土，这样通过钻斗的旋转、削土、提升和出土，多次反复而成孔。此法适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层以及含有部分卵石、碎石的地层。
（二）主要施工方法
1.桩位测量放线
（1）从甲方处获取施工场地的桩位控制点坐标资料及高程点资料，办理书面交接手续。根据现场情况排布桩位，再引测桩位坐标。
（2）根据已获审批的施组设计方案的桩位平面图，使用全站仪测定桩位。在桩位点打30cm深的木桩，桩上钉小钉定桩位中心，并采用“十字拴桩法”作好栓桩标记，并加以保护。
（3）测量结果经自检、复检后，报请监理复核，复核无误并签字认证后，方可施工。
2.埋设护筒
（1）孔口护筒起导正钻具、控制桩位、保护孔口、隔离地表水渗漏、防止地表杂填土坍塌、保持孔内水头高度及固定钢筋笼等作用。
（2）钻孔前应在测定的桩位，准确埋设护筒，护筒长度为2m，并确保护筒底端坐在原状土层。准确固定钻孔位置，隔离地面水，稳定孔口土壤和保护孔壁不塌，以利钻孔工作进行。
（3）采用钢板护筒，护筒顶标高应高于施工面20～30cm，并确保筒壁与水平面垂直。
（4）护筒定位时应先对桩位进行复核，然后以桩位为中心，定出相互垂直的十字控制桩线，并作十字栓点控制，挖护筒孔位，吊放入护筒，护筒周围孔隙填入粘土并分层夯实，同时用十字线校正护筒中心及桩位中心，使之重合一致，并保证其护筒中心位置与桩中心偏差小于20mm。
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图2-2 护筒复核
3.旋挖钻机护壁泥浆
为保证护壁质量，采用现场配置泥浆并用泥浆池储备，储备的泥浆量能够保证每天成孔施工的需求量。旋挖作业时，应保持泥浆液面高度，以形成足够的泥浆柱压力，并随时向孔内补充泥浆；而灌注混凝土时，宜适时做好泥浆回收，以再利用并防止造成环境污染。
4.钢筋笼加工及吊装
（1）吊点选择适当位置，确保吊装稳固。吊放时，吊直、扶稳，保证不弯曲、扭转。对准孔位后，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。
（2）钢筋笼长度超过30.0m采用8点起吊，钢筋笼长度小于30.0m采用6点起吊。吊点位置根据现场实际情况进行调整。
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图2-3 起吊8点图
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图2-4 起吊6点图
（4）用水平仪测量护筒顶高程，确保钢筋笼顶端到达设计标高，随后立即固定。
（5）安装钢筋笼完毕到灌注混凝土时间间隔不应大于4h。
（6）严格控制桩顶标高，根据施工操作面距离桩顶标高长度设置吊筋，下放钢筋笼之前，复测孔口标高调整吊筋长度。
5.水下混凝土灌注施工
（1）现场做导管的水密试验，将导管连接好（导管的连接长度与灌注时需要的导管长度一致或稍长）将导管底部封堵，向导管内注满水，导管用吊车吊起，保持竖直，观察导管的漏水情况，如无或极轻微漏水现象则导管的水密性满足要求。
（2）导管下放安装，导管采用丝扣连接，下放时保持竖直，避免刮蹭钢筋笼。导管底口与孔底距离控制在0.3～0.5m左右。
（3）开始灌注前要测量沉渣厚度，沉渣厚度不得大于200mm，若沉渣过厚须进行二次清孔。
（4）首灌在水下灌注混凝土中是最重要的一步，这一步直接关系到整根桩的质量。在导管内事先放置一个直径略小于导管的球胆，保证首灌混凝土能够顺利封底。混凝土运到现场以后，将足够量的混凝土盛放到漏斗中，开始灌注时，漏斗阀门迅速全开，让混凝土以很大的冲力落下，以保证压力足以把套筒内的水完全压出并中和水的压力使混凝土顺利封底，达到埋管1m以上的要求。
（5）为保证混凝土桩身质量，在混凝土灌注时，导管下口埋入混凝土面下深度宜为2~6m，严禁将导管下口拔出混凝土面，现场导管采用4m、3m、1m长导管，连接长度在15-16m之间，首次浇注采用1m³漏斗，浇筑1斗，高度为2m，继续浇筑，浇筑至混凝土灌注速度减慢时，进行第一次拔管，拔管前用测绳进行测量保证导管下口埋入混凝土面下深度为2-6m，之后换0.3m³漏斗进行浇注，浇注至混凝土灌注速度减慢时，进行拔管，拔管前用测绳进行测量保证导管下口埋入混凝土面下深度为2-6m。随混凝土灌注高度的上升，尽量连续不间断，并保证单桩灌入量。如有特殊情况受限，灌注时间间断不得超过30min。最好是将混凝土从混凝土罐车中直接均匀投入到导管的料斗中。
（6）灌注混凝土至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高50cm，以保证在凿除浮浆后，桩顶标高和质量能符合设计要求。
（7）整个灌注过程中应认真做好各项记录，包括灌注起止时间、停待料时间、天气及灌注中的非正常因素等，记录要完整、准确、及时。混凝土灌注的整个过程中要高度重视，人人负责，紧密配合，对灌注中的有关问题绝对不能隐瞒不报，而贻误处理时间。
（8）混凝土的检测试验，每车商品混凝土进入施工现场后，除搅拌站按规范出具混凝土试件报告、施工现场复验外，必须对每车混凝土塌落度进行检测，检测方法采用目测配合塌落度筒测试法。在混凝土灌注时，每根桩制备混凝土试件2组，一组标准养护7d，一组标准养护28d，以供检验需要，并提交试验报告，原件存档。
（9）混凝土时间控制：混凝土出站2.5h内必须开始灌注使用，出站3h内必须灌注完成。
5.后注浆施工
（1）后压浆施工工艺流程
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图2-5 基础桩后压浆施工工艺
（2）压浆导管的安装
①本工程压浆导管φ25无缝钢管，压浆导管与钢筋笼绑扎固定采用14号铁丝十字绑扎固定方法，绑扎应牢固，绑扎点应均匀。桩端压浆管绑扎于加劲箍内侧，与钢筋笼主筋靠紧绑扎固定绑扎点为每一道加筋箍处；桩侧压浆导管绑扎于螺旋箍筋内侧。
②压浆导管上端均设管螺纹、管箍及丝堵，并高出基桩施工作业面标高500mm，空孔部分压浆导管与钢筋笼上压浆导管接口部设定于钢筋笼最上一道加筋箍下20cm处。
③压浆管的下端设有管螺纹、管箍并缩入钢筋笼底部40cm，以便旋接压浆阀。
④桩侧压浆导管下端设有管螺纹、三通，以便插接桩侧压浆阀—花瓣形加筋PC注浆管阀。
⑤压浆导管的连接均采用套管焊接，焊接必需连续密闭，焊缝饱满均匀，不得有孔隙、砂眼（每个焊点应敲掉焊渣检查焊接质量，符合要求后才能进行下一到工序）。
（3）压浆施工
①注浆施工时间及顺序
后压浆施工遵从“从上到下、先桩侧后桩端”的原则，注浆阀开塞时间宜为混凝土浇筑后7h〜8h，开塞采用清水进行，开塞压力0.8~1.2MPa。注浆先桩侧后桩端，间歇时间不小于2h。同一桩的不同桩侧注浆自上而下连续进行。注浆起始时间于成桩2d后开始；不宜迟于成桩30d后。
②注浆水泥采用P.O42.5，浆液水灰比宜控制在0.5〜0.6，应根据土的饱和度、渗透性，配置可注的浆液浓度，且先注稀浆 后注浓浆。低水灰比浆液掺入减水剂。
③注浆作业与成孔作业点的距离不小于8〜10m。
④桩端注浆对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆。
⑤注浆控制条件
桩侧：注浆总量和注浆压力均达到设计要求；
注浆总量已达到设计值的75%，且注浆压力超过设计值；
桩端：桩端注浆终止标准采用注浆量和注浆压力双控法，并以注浆量（水泥量）控制为主，压力控制为辅；终止注浆条件为：
第1次注完额定浆量的75%后，2h后再注剩余25%时，若注浆压力大于4MPa，并持续3min以上时，即可停止注浆；
若二次注浆注完所有水泥，即可停止注浆。
后注浆施工完成后应提供水泥材质检验报告、压力表检定证书、试注浆记录、设计工艺参数、后注浆作业记录、特殊情况处理记录等资料。
（4）注浆施工中技术措施
①注浆起始时间于成桩2d后开始；不宜迟于成桩30d后。注浆的顺序基本按照基础桩的施工顺序，注浆距施工基础桩孔的距离不小于8m。
②同一根桩注浆顺序为从上到下、先桩侧再桩端，桩侧与桩端间歇时间不小于2小时，桩侧和桩端桩端注浆应对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆。
③注浆时质量控制采用注浆量和注浆压力双控法，并以水泥压入量控制为主，压力控制为辅。
④控制原材料的质量，由于后压浆水泥需求量比较大，故后压浆使用散装水泥，水泥不超过500t一批。水泥进行进场试验验证其参数符合设计要求后方可使用。
⑤现场制作水泥浆采用2台全自动水泥浆搅拌器进行拌制，水和水泥的控制由电子定量控制，2台采用电子计量称进行计量，定量控制，确保水灰比符合设计要求。
⑥后压浆设备的压力和泵送管的密封情况严格控制，确保注浆压力达到设计要求，后压浆施工整个过程应专人如实记录，在监理的见证下实施，之后及时汇总记录，对比记录寻找规律，用于指导以后注浆施工。当发现注浆情况有异常时，及时联系设计，共同研究措施确保注浆质量。
（5）注浆管堵塞防止措施
注浆管的制作、安装必须焊接牢固、密封，不得漏浆，下放前对注浆管作全面检查，下放时在注浆管内注入清水检测气密性，注浆管底部绑扎的胶皮需绑扎密封牢固，防止灌注混凝土时浆液渗漏堵塞注浆管。
三、实施效果
（一）经济效益
由于成桩工艺的缺陷，桩底沉渣和桩侧泥皮会影响其承载力的发挥和质量的稳定.后压浆技术作为一种提高桩基承载力的辅助措施，由于其工程应用可靠性高，技术经济效益显著，采用后压浆技术，不但能大幅度提高单桩承载力，也能显著减小沉降和不均匀沉降。
1.经过试桩施工对比，采用后压浆技术后，单桩承载力可提高约60%，在相应减少桩长、桩数的条件下，建筑物总沉降量可减少30%～50%，并可显著减少差异沉降。
2.有效减少单桩长度，很大提高钻机的施工功效。
3.桩侧注浆后，有效地减缓了因泥浆护壁的泥皮对桩侧阻力的影响，同时桩土结合更紧密，桩侧与桩周土间的粘结力增大，能大幅度提高桩侧阻力。
4.后压浆施工技术操作比较简单，容易掌握，投入的材料相对较少。
（二）绿色节能效益分析
1.后压浆技术有效减少的基础桩的总工程量，减少泥浆的外运、有效地保护了环境。
2.后压浆技术有效减少的基础桩的总工程量，减少混凝土的使用量，节约了材料。
四、结语
在大型公共建筑中，出于对基础沉降要求严格、基础工程量大的要求，如何一次性施工质量合格是施工中的重点。随着基础桩施工技术的不断发展、各种新型专利的出现，使得基础桩施工质量、进度、环保各方面有了很大提高。通过本项目基础桩后压浆的施工，归纳、总结了工程中后压浆的施工方法，为大型公共建筑的工程提供一定的借鉴。