陕西国铁地产置业有限公司 陕西西安 710054
摘要：结合某高层职工住宅楼工程实例，介绍了高层建筑桩基工程采用长螺旋成孔、管内泵压混凝土后插钢筋笼工艺进行施工，为其他项目施工提供参考。
关键词：建筑桩基工程；长螺旋施工；后插筋
一、前言
钢筋混凝土灌注桩在高层建筑地基基础设计中使用非常多，施工工艺应根据建筑结构类型、地质条件、荷载性质、桩的使用功能，穿越土层、桩端持力层、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等，按安全适用、经济合理的原则选择最合适的施工工艺。
二、工程实例
1 项目概况
此住宅楼位于西安市浐灞生态区灞河左岸，距离灞河河堤300米左右，建筑地上33层、地下1层，建筑高度99.2米，总建筑面积30178平方米，263户。建筑桩基设计采用钢筋砼灌注桩（摩擦型），按照《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）进行划分，建筑桩基设计等级为甲级，桩长24米，桩总共164根。桩基施工原设计采用冲击成孔施工工艺，后变更为长螺旋成孔、管内泵压混凝土后插钢筋笼施工工艺。
2 项目特点
⑴ 项目位置
住宅楼北侧距离陇海铁路正线30米、基坑底距离铁路路基边坡底20米左右、南侧距离农民4层砖混结构民房15米、东侧距离既有4层砖混结构职工住宅楼13米。场地狭窄，施工干扰比较大。
⑵ 地勘土质情况
根据本项目的地质勘察报告显示，场地土质情况自上而下为：①素填土厚度1.2～5.5米、②黄土状土厚度2.2～5米、③中砂厚度0.6～4.4米、④卵石厚度5.2～6.8米（地勘报告最大粒径100毫米，后施工中最大卵石粒径达到350毫米）、⑤粉质粘土10.7～11.4米、⑥中砂厚度1.7～4.9米、⑦卵石厚度7.1～10.6米（地勘报告最大粒径150毫米，后施工中最大卵石粒径达到380毫米），地勘报告建议住宅楼基础采用冲击成孔灌注桩方案、桩端设在第6层土质中、桩径600毫米、桩长18～25米，如果桩长25米，单桩竖向极限承载力标准值估算5600KN，配合后注浆工艺施工时、单桩竖向极限承载力标准值提高20%。
三、设计及变更
1 桩基设计
建筑主体结构设计人员参照本项目的《地质勘察报告》来进行桩基设计，桩基设计为冲击成孔灌注桩、桩径600毫米、桩有效长度24米、桩的混凝土标号为C40，配合后注浆工艺施工，单桩竖向极限承载力不小于6500KN，桩总共164根。
2 变更的原因
一是：由于项目所处位置比较特殊，北侧紧邻铁路，南侧离民房只有15米，东侧离既有职工住宅楼13米，民房和既有职工住宅楼建的时间比较早，当时的建造标准都比较低，基坑边坡有0.6～4.4米厚的中砂，虽然做了边坡支护工程，采用冲击成孔灌注桩施工，受冲击钻的震动，容易引起铁路路基边坡垮塌、基坑周边附件房屋裂纹或不均匀沉降、倾斜。
二是：冲击成孔灌注桩施工工期长，一台打桩机一天只能完成一根桩的施工，本项目桩基施工范围最多只能同时三台打桩机作业，164根桩需要55天才能完成，如果算上试桩施工、养护、检测、后压浆等工序，施工工期需要4个多月。
三是：工程造价高，采用泥浆护壁、冲击成孔灌注桩施工过程中产生大量泥浆，泥浆外运费用高，工期长、工费高。
四、桩基施工
1 施工准备
本项目桩基工程按照原设计图纸进行公开招标，桩基工程施工为泥浆护壁、冲击成孔灌注桩、后注浆工艺施工，由陕西建工第三建设集团有限公司中标。
根据现场实际情况，设计院在2016年按照2015版消防设计规范对原施工图进行修改时，按照建设、地勘、监理、施工等单位意见，对桩基施工工艺进行了变更设计，改为长螺旋成孔、管内泵压混凝土后插钢筋笼工艺，取消后压浆。
施工单位在施工前对基坑进行勘察，发现基坑内最大卵石尺寸达到200×350毫米左右，与地勘报告不符，桩基直径只有600毫米，和施工单位讨论后，确定钻孔机械采用三一重工的SF808I型长螺旋钻机，此钻机最大可以钻孔直径800毫米、深度40米，螺旋钻杆的规格选取要保证能将200×400毫米左右的卵石带出地面。
2 施工过程
2016年7月5日，施工机械进场组装，7月9日设备组装完成，7月10日开始进行三组试锚桩施工（每组1根试桩、4根锚桩），7月11日完成三组试锚桩施工。
3 施工质量控制
此施工工艺与其他工艺有不同特点，在施工中须从以下几方面进行施工质量控制：
⑴ 钢筋笼焊接
后插筋工艺施工，钢筋焊接质量尤为主要，其他施工工艺的钢筋吊装可以分成多节吊装，放入桩孔内再分次焊接，连成一体。后插筋的钢筋笼必须焊接成一个整体、一次吊装就位，及时插入已灌入混凝土的桩孔内，因此钢筋的焊接质量必须有保证，在吊装、插入的过程中就不会发生散架、弯曲变形严重的后果。在焊接过程中，必须对加劲箍筋与纵向主筋、纵向主筋与螺旋箍筋的焊接的焊接质量、主筋搭接焊接长度等进行重点检查，确保钢筋笼吊装不散架，如果发生钢筋笼散架，就要重新吊装其他已焊好的钢筋笼，不能及时将钢筋笼插入，混凝土在孔内时间过长，钢筋笼插入就很困难。
⑵ 桩身垂直度
桩的施工中，桩的垂直度必须满足规范要求，本项目的施工为了保证此项控制指标，采取了施工区域场地硬化、加装钻杆倾斜监测仪（见图一）等措施。
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图一
场地硬化是为了保证场地平整度和稳定性，不会发生施工过程中由于场地变形引起钻机的倾斜、桩钻斜的情况。
钻杆倾斜监测仪能随时监测钻杆前、后、左、右倾斜方向，及时调整钻杆左右斜支撑，从而保证桩的垂直度。
⑶ 混凝土灌注
在混凝土灌注过程中，必须要把握好提杆速度与泵送混凝土的速度配合、泵与钻机的距离不易大于60米、混凝土塌落度控制在180～220之间，防止发生断桩、缩径的情况，混凝土充盈系数控制在1.0～1.2，桩顶混凝土超灌高度不小于0.5米，及时对钻出的土清理到其他位置，防止在混凝土灌注完成时有卵石、泥块滑落到混凝土内。
⑷ 钢筋笼插入
混凝土灌注完成后，应立即将钢筋笼插入到设计标高，时间控制在3分钟内，减少时间差就减小插筋难度。插筋采用专用插筋器，先靠钢筋笼和插筋器自重压入，无法压入时再启动插筋器的振动锤压入，到设计标高后，插筋器提起，提起速度不能过快，每提升3米左右开一次振动器，以保证混凝土的密实度。
五、技术经济分析
长螺旋成孔、管内泵压混凝土后插钢筋笼施工工艺与冲击成孔施工比较，它具有施工速度快、不受地下水位限制、无噪音、无震动、无泥浆运输、工程造价底、承载力高、适应土质范围广等诸多优点。
以本项目为例，原招标时采用冲击成孔施工工艺，施工单位中标价为299万元，后改为长螺旋成孔、管内泵压混凝土后插钢筋笼施工工艺，因无泥浆运输、无后压浆工艺、成孔费用低等因素，最终结算价降到245万元。
采用冲击成孔施工工艺，原计划桩基施工工期120天，采用长螺旋成孔施工工艺后，一根24米长的桩从钻孔、灌注混凝土、插筋完成一般只用55分钟左右。本项目只用了59天就完成了164根桩的施工（含28天试桩养护期）。如果采用冲击成孔施工，一台设备一天只能完成1根。
六、结语
近几年长螺旋成孔、管内泵压混凝土后插钢筋笼施工工艺在实践中的运用越来越广泛，在实践中不断总结经验，解决了断桩、缩径、堵管、钢筋笼无法插入到设计深度等问题，但是对于土质中含卵石粒径太大、桩超过一定长度的项目不适应。此项施工工艺在技术、经济、环境等都有明显优势，在今后的项目中，如果条件允许，应该优先推广使用。
参考文献：
[1]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；
[2]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；
[3]《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2014）；
[4]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）.