最新2019年9武汉绿地中心高承载力长桩施工技术

中心高承载力长桩施工技术

1、技术背景介绍

随着国内城市化进程的加速，越来越多的摩天大厦出现在城市中，伴随着地上建筑的高度增加、荷载增大，对基础的承载力要求越高。

钻孔灌注桩施工技术的发展与为这些摩天大厦的兴起不无关系，上海中心工程桩基直径1m，深度达86m，试验极限承载力2800t；天津117大厦工程桩基直径1m，深度达120m，试验极限承载力4200t；中心工程桩基直径1.2m，深度达63m，垂直度要求1/250试验极限承载力4500t。

深度大，承载力高，对钻孔灌注桩的施工技术要求更高。

2、关键技术控制点

（1）成孔设备选择

目前主流的成孔设备有：冲击钻机、螺旋钻机、回转钻机、旋挖钻机等。

各成孔设备优缺点比较

中心工程地质情况：(1)杂填土；(2-1)粉质粘土夹粉土；(2-2)淤泥质粉质粘土；(3-1)粉质粘土夹粉土；(3-2)粉质粘土与粉土、粉砂互层；(4)细砂；(5)含砾中细砂；(6a-1)强风化砂质泥岩；(6a-2)中风化砂质泥岩；(6a-3)微风化砂质泥岩；(6b-1)强风化细砂岩；(6b-2)中风化细砂岩；(6b-3)微风化细砂岩。

根据中心项目的地质情况，上部为较厚的软弱土层（粘土和砂层），桩端持力层为硬质岩层，经过二次专家论证，最后确定成孔设备为旋挖钻机与冲击反循环钻机配合成孔，非入岩段采用旋挖钻机成孔，入岩段采用冲击反循环钻机成孔，恰好可以发挥二种机械的长处。

根据对试桩18根桩的钻孔时间进行统计，非岩层的钻孔施工是采用旋挖钻机成孔，平均速率6.87m/h。岩层的钻孔施工时采用冲击反循环钻机成孔，成孔平均速率0.15m/h。

非入岩成孔速率统计（m/h），均值6.87m/h

246810S1-1S1-2S2-1S3-1M1-1M1-2M1-3M1-4M1-5M1-6M2-1M2-2M2-3M2-4M3-1M3-2M3-3

M3-4入岩成孔速率统计（m/h）,均值0.15m/h

0.05

0.10.150.20.25S1-1S1-2S2-1S3-1M1-1M1-2M1-3M1-4M1-5M1-6M2-1M2-2M2-3M2-4M3-1M3-2M3-3M3-4

（2）孔壁稳定性控制（泥浆配置）

众所周知，以泥浆护壁的钻孔灌注桩施工中，泥浆的性能对孔壁的稳定性起了重要的作用。

在中心项目的做法是根据土层条件调整钻进泥浆性能指标。排出的泥浆通过净化、调节后循环使用。

不同地层泥浆性能控制指标

终孔后泥浆性能控制指标

围绕护壁效果好泥皮薄沉渣少等主要目标，经研究分析，选用PHP 低固相

)和水拌制而成，其配合比根据水质、膨润土泥浆，基浆由膨润土、纯碱( NaCO

3

膨润土性质试验确定，在此基础上加入一定量的由聚丙烯酰胺(PAM)在Na(OH)

2中水解形成的 PHP 胶体，泥浆通过循环系统重复利用并调节性能指标，可满足不同土层钻进及清孔需求。

（3）清孔工艺及沉渣控制

钻孔灌注桩中常用的清孔工艺：泥浆正循环清孔、泵吸反循环清孔、气举反循环清孔等。

清孔工艺对比

根据本工程的特点，钻孔深度大、群桩数量多，选择了气举反循环的清孔工艺。气举反循环的清孔工艺清孔效率高，不用另配备大型设备，经济、有利于大面施工。

本工程施工时，每台钻机配备泥浆净化器对泥浆进行净化处理，钻孔施工过程中，将孔内循环泥浆通过泵管将泥浆抽到预筛设施上，泥浆循环时首先过滤去大颗粒的钻渣颗粒，然后排入循环池处理。经过净化处理后的泥浆通过回浆管流回孔内，净化时排出的钻渣通过溜槽排放到指定地点。

通过成桩后对孔底沉渣钻芯取样结果来看，中心4组试桩沉渣厚度均小于5cm ，取得了很好的效果。

（4）后注浆技术

本工程设计为桩端、桩侧联合注浆。项目采用中国建筑科学研究院的专利产品，桩侧注浆管和桩端注浆阀，注浆效果好。

桩侧压浆软管和桩端压浆阀

桩侧采用注浆软管，绑扎成花瓣状，可保证桩侧四周均有注浆效果。

桩侧压浆软管安装

桩端压浆阀安装在最底部的钢筋笼的压浆导管上，与桩身钢筋底面标高平。

桩底压浆阀安装

3、有待技术创新的攻关课题

（1）沉渣检测技术

长桩沉渣检测在成孔一清后一般可采用测锤或者探针式沉渣检测仪进行测量。

由于孔深太深，测锤的测绳本身有一定误差，效果不是很好。探针式沉渣检测仪比较准确。

但是钢筋笼下方后，探针式沉渣检测仪无法下放，只能采用测锤或者混凝土导管测量，靠经验判断修正，测量数据不精确，常常让现场施工无法准确判断沉渣厚度，掌握最佳混凝土浇注时间。新型的检测手段亟待研究，解决这一难题。