摘要：截至2020年中国城镇化率超过60%，各大城市均相继推出地标性建筑作为自己城市的名片，在湖州市先后建造首个湖州超高层建筑双子塔，水上7星级酒店月亮酒店，复古超大型集群建筑龙之梦乐园，在2020年又新建主地标南太湖CBD项目，作为引领湖州未来发展的新引擎，由于本项目为超高层建筑群，最高318米，地处长三角冲积平原，地质条件主要以软弱淤泥质土及沙土，为确保超高层建筑百年工程质量，灌注桩基础施工显得尤为重要，很多项目灌注桩施工存在各种质量问题，质量控制不理想，施工工艺流程不标准。在此情况下，本文根据南太湖新区长东片区CBD东区开发建设项目情况，探讨如何保证超厚软土地质下灌注桩基础施工质量显得十分必要。

关键词：超高层；灌注桩基础；施工技术；灌注桩基础；施工质量控制

引言：

在建筑工程建设环节，建筑所在位置和建筑本身设计要求对于其施工方法的应用有不同要求。对于超高层建筑项目来讲，各项施工过程质量要求更为严格。因为此类项目建设环境特殊，在建设阶段，要考虑地质条件和建筑环境特点，探索保证超长灌注桩基础施工质量的方法。

1项目概况

本项目总建筑面积542757.55m2，分为7、8、9三个地块，12个单体建筑，其中超高层建筑在7号地块，7-1号楼有44层，建筑高度210.15m，7-2号楼42层，建筑高度199.3m。结构形式为框筒、框剪、型钢混凝土组合结构。

桩基础直径0.6-1.2m，有效桩长45-100m，总桩数共计4253根，桩径1100mm及1200mm均为100m超长灌注桩，总桩数分别为93根、274根，持力层为中风化砂岩，入岩深度1D，混凝土强度等级C45，桩基长度范围内有77m深淤泥、淤泥质土、粘土、含砾粉质粘土组成的软弱土层。因此如何保证在该种地质环境下，超长灌注桩钻孔质量、垂直度、孔壁稳定性、桩底沉渣厚度，灌注混凝土不离析，从而保证灌注桩施工质量，对于施工质量要求较高，以下结合本工程灌注桩施工方法进行运用详细说明，探讨关键施工技术应用。

2超长灌注桩施工质量控制关键点

2.1施工机械选择

根据设计单位图纸技术要求，桩基孔底沉渣厚度≤50mm，超灌长度可根据实际情况取1.5-2倍的桩径，充盈系数≥1.10，桩端进入1D中风化砂岩持力层，同时采用桩底后压浆技术。因此要求桩基机械具有功率高、精度高、稳定性高、钻杆、钻头强度高、韧性足、能够破碎中风化砂岩，对于泥浆泵要求功率高、流量大，工作稳定。

对于正循环钻机靠输送配置泥浆浮力将钻孔内岩石碎屑、渣土排出孔外，按图纸要求该项目试桩，1200桩孔深需要达到104米，如果采用该工艺施工成桩慢，设备损耗高、施工周期长，桩底沉渣不能满足要求。

参照以往同类型超高层建筑灌注桩施工经验，经过对比分析，本项目采用正吸反循环钻机进行施工。反循环钻机具有功率高、扭矩大对卵石、飘石、岩层穿透力强的优点，且钻杆直径大、设备的自重在成桩时能够有效的满足垂直度要求、成孔质量稳定可控。同时反循环钻机在清孔阶段，可以通过钻杆对直径250mm以下碎石卵石直接吸出桩外，甚至达到桩底无沉渣，相对成桩速度也更快。根据地质资料显示采用GPS-10型钻机正循环钻孔灌注桩施工工艺每台设备每1.5天能施工1根灌注桩，采用FXZ-350型反循环钻机施工工艺每台设备每3天能完成1根灌注桩。

通过分析上述施工条件并结合设计及工期要求，决定桩径φ1000且深度小于70m以下的选用GPS-10型钻机原土造浆，正循环成孔，φ1200、φ1100且深度大于70m以上的选用FXZ-350型钻机原土造浆。

2.2桩位放样

施工测量定位最好选用精度在厘米级的GPS，定位后用混凝土浇筑固定工程原始基准点，并安装具有明显警示防护标志，防止车辆辗压和重物碰撞，避免基准点破坏和移位。

在测定桩位前先复核规划提供的国家水准点，进行闭合测量。测量符合精度要求后，再测放桩位。在测设桩位后不采用传统的画十字线方式，采用桩位中心向外延申3m范围焊接定位框，将四角点固定于土中，再以桩中心点向桩径外扩300mm焊接定位环形钢筋，并将环形钢筋与定位钢筋框焊接固定，采用该定位方式有效的确保了桩基定位及施工误差不超过20mm，且定位框可以在桩基础施工完成重复利用。

2.3护筒埋设

受地质条件限制，根据地质条件进行护筒设计，可采用钢板卷制护筒或成品，内径比桩径大100～200mm，并高出地表200mm左右，护筒上端设溢浆口，为保证淤泥层及杂填土层不发生塌孔现象，本项目护筒深度采用10m长，四节拼装。护筒外围用粘土回填夯实以防止钻孔时护筒晃动时影响施工。

2.4泥浆配置使用

根据地质情况，泥浆尽可能选用孔内自造浆加膨润土造浆施工，通过配置不同的泥浆参数，有效平衡地层的水土压力，以起到护壁的作用。

钻孔过程中始终保持泥浆顶标高高于外部水位或地下水位1.5～2.0m，配置的泥浆各项性能指标进行测定能够满足平衡水土压力为宜。根据地勘资料了解到局部存在承压水，针对承压水问题，提前根据有代表性的超前钻孔了解该部位的水头压力，优先调整泥浆比重来平衡压力；当达不到要求时辅以土袋围堰填高法，提高桩孔孔口，从而平衡土层承压水压力。

设计参数中泥浆性能参数指标控为：漏斗粘度：18～25s，PH值为7～9，泥浆比重1.15～1.30，含砂率4～8％，根据该指标在实际施工时及时测量，并通过商品膨润土进行调配。

2.5钻孔

（1）本项目正吸反循环钻机就位后，在开始起动钻机时宜使钻头钻入土层200mm后停止压钻，待泥浆与土充分融合后继续压钻，并开动泥浆泵吸浆。在钻进初期适当控制进尺，当钻头进入护筒后底部后，再慢速钻进，使护筒底部处附近产生较好的护壁效果。在钻进过程中，时刻观察钻机及泥浆情况，并对排出的泥浆及时进行检查，若发现钻进过于轻松时、则停止钻进，说明底部可能出现了塌孔现象，要及时在泥浆中调配适量的制浆膨润土或粘土，待泥浆充分循环搅拌完成后。再进行钻头作倒转，使泥浆胶泥挤入孔壁，达到加固效果后再继续钻进，直至钻头进入护筒以下1米以上，而且无异常现象发生，这时即可进入正常的钻进。

（2）根据超前钻孔地质报告，可以预见在钻进至砂性土层区域时为防止塌孔，要慢速钻进，控制进尺，采用稠泥浆，大泵量的方式。在钻进较密实粉砂土层和粉砂层时，通常会出现钻进困难，钻头钻杆跳动现象，亦采用上述方式钻进，必要时应添加加重钻杆，加大钻头对孔底土层的法向压力的措施。当发现钻机卡钻、明显抖动时，易使钻头因超负荷而损坏，要及时查看排出泥浆中碎石、渣土情况，是否存在孤石，此时应当及时采用低档慢速钻进及反转措施，并加大泥浆循环压力，必要时可采用三叶刮刀或鱼尾钻头钻进。直至钻机恢复正常后再正常钻进。钻进过程中对每一根桩都应做好钻进纪录，标注出具体深度范围内出现的问题、处理的措施以及该区段钻进的时间，对后续施工起到辅助借鉴作用。

2.6终孔识别

钻进过程中根据钻杆长度，及时掌握钻进深度信息，当接近设计深度时，在溢浆口采集泥浆进行检测，同时测量外露剩余钻杆长度，双向计算成孔深度，如排浆中岩石碎屑及均计算孔深符合设计要求时，再以测锤复测孔深，核对无误后形成终孔纪录表，同时留存岩石碎屑样本。终孔识别的要求是使孔深和桩底持力层两者都符合设计要求，若钻进深度达到要求，但排出岩石碎屑不满足设计要求，或者钻进深度达不到要求，但排出岩石碎屑已经达到微风化岩石或无法继续钻进的情况，应及时向建设单位或监理工程师及时汇报钻孔情况，在征得设计单位指示后，进行继续钻进或终孔验收。最后施工人员等各单位按地方验收程序进行终孔验收。

2.7一次清孔

成孔验收后，将钻具提起20mm左右，慢速扫钻扰动孔底沉渣，利用护壁泥浆进行一次清孔，泥浆稠度由稠到稀，逐步循环换浆以清除悬浮的沉渣碎屑，待排出泥浆为均质泥浆液后则停止清孔，清孔后泥浆指标应达到相对密度1.03～1.10; 黏度17～20s; 含砂率<2%; 胶体率>98%。清孔后的泥浆指标应从桩孔上中下分别取样检验的平均值。

2.8钢筋笼及后注浆管下放

本项目采用Q355B的φ50x3.5圆钢管作为注浆管，注浆管同钢筋笼一同分段制作，分段焊接，并检测注浆管强度及严密性符合要求。起吊绑扎好的钢筋笼并调整，使钢筋笼的中心与桩孔中心基本准确，缓慢下入孔内，下放深度符合设计要求后采用吊筋固定，注浆管需长出钢筋笼0.2米并与单向阀式注浆器相连，顶端高出地面0.5米，注浆管下放完成后需在顶端用木塞封堵以免泥浆或杂物进入管内导致堵塞。

2.9下导管

把经水压试验、气密性试验合格的导管，用桩机起吊放入孔内，放入过程中应垂直不得与钢筋笼相互碰撞。

2.10二次清孔

导管吊放完成后，必须再次进行清孔，亦称为二次清孔。通过导管注入较稀的泥浆通过悬浮沉渣的方式进行清孔，直至符合设计要求≤50mm为止。二次清孔结束后，由施工员邀请监理共同检查认可，填好验收纪录后方可进行灌注作业。

2.11水下混凝土灌注

灌注水下混凝土严格按照规范要求进行，做好塌落度测量纪录，灌注速度，导管拔出速度及高度，采用Φ250无缝钢管丝连导管，底部距离孔底200mm-300mm左右为宜（利用导管清孔），悬挂固定牵靠。根据桩径计算该桩满足导管底端埋入混凝土中1.0m以上的初灌量。随着灌注高度及时测量，逐步提升和拆除上节导管，并保持灌注过程中导管底部始终埋入混凝土中2～6m，灌注结束后超灌0.5-1m。

2.12后压浆

待灌注桩浇筑完成3天后进行开塞，开塞采用清水，以开通注浆管路、清底扩底及调整注浆工艺参数为目的，本项目采用PO42.5级水泥浆，水灰比0.55-0.65，注浆压力大于8MPa、采用低压慢注及间歇注浆方式进行注浆。注浆采用先稀后浓的方式，通过劈裂、挤压、渗透、充填的方式将桩底及桩侧空隙、裂隙填满，通过水泥胶结来达到提高桩体承载力，减少沉降量的目的。

桩端后压浆应采用注浆量和注浆压力双控原则，以注浆量为主，压力为辅，要求注浆压力为8MPa（φ＞1000mm桩型）。当注浆量达到要求时，可终止注浆；或当注浆量达到要求量的80%，注浆压力≥8MPa，保压5min仅能注入少量水泥浆，也可终止注浆。

2.1检测

混凝土浇筑完成28天后方可进行桩基检测，对于超长灌注桩的检测除按规范要求的检测数量外，还应当在绑扎钢筋笼的同时预埋一定数量的声测管和双倍应力应变计，通过5600吨堆载法及应力应变计检测桩基的承载力，小应变和声测管检测桩身完整性。

3结论与建议

综上所述，本工程按照上述施工关键点进行施工后，所有桩基均达到要求，其中桩基定位误差为20mm，检测质量100%合格，对后续软土地区超长灌注桩施工提供了宝贵的经验，根据不同的项目类型，施工法的应用也需要相关人员从工程实际情况出发，注意分析施工技术关键点，选择应用符合本项目特征的工艺，规范施工流程，保证超长灌注桩施工质量，为项目高质量完成建设提供支持。

参考文献：

[1]鹿存亮.深厚砂层桩端后注浆灌注桩现场试验研究[J].工程勘察. 2023， 51 （03）： 7-11+39.