桩基础施工技术研究5.0.docx

北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业论文北京理工大学珠海学院本科生毕业论文桩基础施工技术研究学 院： 商学院 专 业： 工程管理 姓 名： 李航景 学 号： 160806101554 指导教师： 朱姣兰 职 称： 讲师 中国·珠海二二年四月二十八日33诚信承诺书本人郑重承诺：我所呈交的毕业论文桩基础施工技术研究是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，论文使用的数据真实可靠。承诺人签名： 日 期： 年 月 日摘 要随着我国城市化进程的加快，土地的利用率也逐渐上升，土地资源变得更加稀缺，高层建筑日益增多。桩基础作为高层建筑的根基，科学的施工是保障建筑稳固的根本。已有的研究发现，不同的项目不同的地质状况，其基础施工技术不同。本研究就基于桩基础施工技术的相关理论知识，以不同的案例出现的问题去分析如何优化桩基础施工技术，从而减少施工的安全隐患，保障施工质量。本文首先阐述桩基础和桩基础施工技术相关理论，其次阐述了桩基础施工前的准备工作以及施工技术难点，以现阶段最普遍使用的旋挖灌注桩施工技术为例，通过在不同地质下施工中出现的普遍问题并如何解决进行研究分析，最后从工程项目生命周期角度去提出合理的优化措施，为后续桩基础的施工提供参考与借鉴。关键词：高层建筑 桩基础 施工技术 旋挖灌注桩 生命周期AbstractWith the acceleration of urbanization in China, the utilization rate of land is also increasing, land resources become more scarce, and high-rise buildings are increasing. As the foundation of high-rise building, scientific construction is the fundamental to ensure the stability of the building. It has been found that different projects have different geological conditions and different foundation construction technologies. Based on the relevant theoretical knowledge of pile foundation construction technology, this study analyzes how to optimize the pile foundation construction technology with the problems in different cases, so as to reduce the construction safety risks and ensure the construction quality. In this paper, the relevant theories of pile foundation and pile foundation construction technology are described firstly, and then the preparation work and construction technical difficulties before pile foundation construction are described. Taking the most commonly used rotary excavation and pouring pile construction technology at present as an example, the common problems in construction under different geological conditions and how to solve them are studied and analyzed. Finally, the combination is put forward from the perspective of project life cycle The optimization measures can provide reference for the construction of pile foundation.Keywords: High rise building Pile foundation construction technique Rotary digging cast-in-place pile life cycle目 录第一章 绪论11.1 研究背景和意义11.2 研究现状11.3 研究的主要内容21.4 研究的方法和技术路线3第二章 桩基础施工技术概论52.1 桩基础施工技术概述52.2 桩基础施工前准备工作62.3 桩基础施工技术难点7本章小结8第三章 旋挖灌注桩施工技术实例分析93.1 旋挖灌注桩施工技术要点93.2 佛山禅城区祖庙北TD2019（CC）XG0003地块商住项目旋挖灌注桩施工技术分析143.3 广州万达文化旅游城万达茂项目旋挖灌注桩施工技术分析18本章小结21第四章 基于全生命周期的桩基础施工技术优化方案224.1 决策阶段234.2 准备阶段234.3 施工阶段244.4 竣工阶段26本章小结26第五章 结论与展望275.1 结论275.2 展望27参考文献28致 谢29第一章 绪论1.1 研究背景和意义城市快速的发展变化，昔日的平地变为高楼大厦，而这些高楼大厦的背后都必须以桩基础为支撑拔地而起。任何建筑都离不开地基基础，它是每一个建筑的生命防线，随着城市不断地发展，土地资源变得越来越稀缺、珍贵，人们必须在仅有的土地范围内，建设高楼大厦或是综合商圈，所以，这对地基基础的施工要求是越是严苛，而且施工难度也渐渐变大，毕竟在繁华的城市之中施工，周围的环境、施工作业的噪音、运输器械都带来一定程度的困难，而且城市发展的需要，这些建筑不得不以更高的设计标准去投入使用。桩基础的施工也是每一个项目刚开始的施工工序，可见桩基础在工程项目施工中扮演着非常重要且关键的角色。对于任何项目来说，生命安全高于天，一栋房子建的牢固与否，要看它的地基是否做好，在国内，也发生过许多由于地基施工存在问题没及时处理而导致的事故，例如湖北武汉市桥苑新村住宅楼桩基整体失稳爆破拆除案例，这次事故可以说是非常严重的，桩基的整体失稳往往都是桩孔偏离了原有的位置，这不但是危及人命，同样也是经济的损失。我们必须在桩基础施工技术上得以改善、不断优化，为施工工期节省不必要的时间，减少不必要的资源浪费，为后期主体结构的施工打下良好、安全的基础，保护好周边的施工环境，也为竣工后防止安全事故的出现。1.2 研究现状国内不少学者及建筑行业人士纷纷对桩基础施工技术进行研究，对不同桩型、不同地理条件该用什么桩型以及桩基础施工过程中遇到的困难该如何解决都达到了一个高水准、先进化的水平。关于桩基础的施工开展计划，万锐提出科学选择桩基础施工技术，随着建筑行业的成熟发展，目前桩基础根据不同分类标准，其类型有多种，不同类型桩基础的适用情况、施工特点均存在一定差异，需要现场施工人员结合勘察结果，从中选出一种最优的施工方法，并制定相应的施工规划，为接下来的桩基础施工提供必要的指导和参考1。关于桩基础的施工质量控制，程福君提出构建桩基础施工质量管理体系，项目经理作为质控负责人，成立桩基础施工质检小组，组成人员可以由各部门派出一名人员组成，在桩基础施工过程中的每一道工序完毕后，质检小组成员都必须参与质量验收，待无任何质量问题且所有人意见都能达成一致时，方可进行下一道工序，以此类推，倘若发现了质量问题，要及时汇报给各级部门上报项目经理反馈情况，施工人员和管理人员相互商讨协作，及时进行补救措施，特别是对于部分分包单位规避工程检查验收的情况，需要采用相关惩罚措施解决，不得二次出现此类问题2。关于桩基础施工过程中遇到的问题，于海洋总结出建筑桩基础施工技术现存的问题主要体现在以下几个方面：表1.1 桩基现存问题3桩基偏移问题在建筑桩基础施工时，如若桩位存在误差或者打桩顺序错误，会引起桩基偏移问题，影响整个建筑结构施工效果。塌孔问题在建筑桩基础施工阶段，孔内水压不足、孔内泥浆比重不合格等问题均会引起塌孔问题。颈缩问题在整个建筑工程建设中，如若桩基础本身的设计不过关，会引发桩径缩小现象，危及桩基础施工质量。关于桩基础施工对建筑周边环境的影响，王磊指出对于建筑施工技术对环境产生的影响，如果在近期内实施工程，特别是对短时间内挤压或者影响周边环境，破坏地势的平衡，对甚至有可能会污染大气。在实际工程中，桩基础因为受到外界的压力而出现定向的位移和形变，影响了地基的稳定性。地基如果发生变形，然后在施工过程中出现的晃动，对建筑物的质量产生英系那个，甚至还有可能会是的墙体开裂、土层出现脱落，对城市的正常生活产生影响。在建筑物施工的过程中，会产出各种垃圾，如果不能很好的处理这些垃圾，就会使得建筑物施工现场产出的垃圾成为城市环境污染中的重要来源。从长远来说，桩基础影响环境指的是对土地资源进行的二次开发和利用，施工的难度、施工的期限以及成本的造价都产生影响。主要有以下几个方面：首先，城市管理建设的加快使得一些建筑物的使用年限得到有效缩短，所以对二次建筑的开发的土地就显得更加的特殊。除此之外，如果对实地没有进行充分的考察，草率完成的桩基础施工对整个建筑物周围经济的发展都会产生影响4。1.3 研究的主要内容本文在桩基础施工技术的基础理论体系上，以旋挖灌注桩施工技术为例，分析旋挖灌注桩施工中的技术难点，并作出优化方案，主要从以下几点进行研究：1、 对桩基础施工技术的类型分门别类，分析桩基础施工开展之前需要完善的措施以及施工技术难点。2、 选择一种现阶段普遍使用的桩基础施工技术进行研究。3、 以旋挖灌注桩施工技术为例，分析旋挖灌注桩施工技术难点进行研究并结合实例。4、 分析旋挖灌注桩在不同的地质下施工出现的普遍问题并如何解，最后从工程项目的全生命周期角度去制定出合理的施工方案。1.4 研究的方法和技术路线1.4.1 研究方法1、文献研究法精读细品专著、杂志、硕士论文和其他文学作品，收集桩基础施工技术难点的相关知识，收集一定的知识作为储备，用于编写论文。2、实例分析法结合具体的案例，对桩基础施工技术中涉及的问题更形象化、具体化地进行分析。3、 比较研究法针对不同的地质情况出现的普遍问题进行分析，总结出桩基础施工工艺中存在的问题以及对应的解决方案。4、分析归纳法研究分析查阅的文献资料，归纳总结桩基础施工技术的相关理论知识，总结归纳出关于桩基础施工技术难点中合理的优化措施和解决方案，并能提出一些自己新的看法与建议。5、访谈法通过访谈项目现场的管理、施工、技术人员等的方式，凭借他们的经验之谈，可以更加直观、快捷地分析桩基础施工中的问题。1.4.2 研究技术路线图1.1 研究技术路线图第二章 桩基础施工技术概论2.1 桩基础施工技术概述2.1.1 桩基础定义桩基础是一种常用的深基础形式，它由桩和桩顶的承台组成5。表2.1 桩基础的种类桩基础的分类材料木桩、钢筋混凝土桩、钢桩、组合材料桩受力情况摩擦桩、端承桩施工方法预制桩、灌注桩使用功能竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩、复合受荷桩成桩方法非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩2.1.2 桩基础施工技术类型1、 预制桩施工技术预制桩，是指在工厂或施工现场，由不同材料、不同类型的桩组成，其预制桩施工技术的原理也是如此，对提早制作好的桩结构开展施工作业，用沉桩设备将桩打入、压入、旋入或振入土中5。如果是深基坑，那桩的长度会较长，一般会选择施工现场完成制作，则会选择工厂完成制作，在入桩的过程中，施工单位还需严格把控入桩时的速度，从而有效的提高入桩的合理性和可靠性6。表2.2 预制桩施工技术类型锤击沉桩施工技术利用桩锤落到桩顶上的冲击力来克服土对桩的阻力，使桩沉到预定的深度或达到持力层的一种混凝土预制桩施工方法。静力压桩施工技术利用桩架的自重和压重，通过滑轮组或液压将桩压入土中，用于软弱土层和严防振动的情况下。振动沉桩施工技术利用振动桩锤，将桩与振动桩锤刚接在一起。振动桩锤产生的振动力通过桩身使土体振动，土体的内摩擦角减小，强度降低而将桩沉入土中。水冲法沉桩（射水沉桩）施工技术射水沉桩是锤击沉桩的一种辅助方法，利用高压水流经过桩侧面或空心桩内部的射水管冲击桩尖附近土层，便于锤击。一般是边冲水边打桩，当沉桩至最后12m时停止冲水，用锤击至规定标高。2、 灌注桩施工技术灌注桩是在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，成孔完成后在孔内灌注混凝土或者钢筋混凝土而成，灌注桩施工技术也是建筑工程中桩基础施工较为常见的方法，根据成孔方法的不同分为钻、挖、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和爆扩桩5。表2.3 灌注桩施工技术类型干作业钻孔灌注桩施工技术干作业成孔灌注桩适用于地下水位较低、在成孔深度内无地下水的土质，勿需护壁可直接取土成孔。钻机对准桩位钻至规定深度后，应立即清孔然后钢筋笼就位后马上灌注混凝土防止塌孔。泥浆护壁成孔灌注桩施工技术泥浆护壁成孔是利用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方法。它通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层。成孔机械有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。沉管灌注桩（套管成孔灌注桩）施工技术沉管灌注桩施工也叫套管成孔灌注桩施工，分别包括用锤击设备锤击套管，在沉管、拔管过程成桩的锤击打桩法和使用各种激振仪器，用物理振动的方式使套管达到沉管、套管效果成桩的振动灌注桩。人工挖孔灌注桩施工技术桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇注混凝土而成。人工挖孔桩一般直径较粗，最细的也在800毫米以上，能够承载楼层较少且压力较大的结构主体，应用比较普遍。桩的上面设置承台，再用承台梁拉结、连系起来，使各个桩的受力均匀分布，用以支承整个建筑物。2.2 桩基础施工前准备工作1、技术准备每一个项目准备开展时，务必要地质勘测整个项目现场，比如自然的地理环境、水文环境和地下的地质情况，从地形、地下水情况、土壤情况去做分析，根据这些分析出来的数据，编制一个相对应的、符合现场条件的桩基础施工方案。绘制好桩位编号图，平整好施工场地，定位放线，选定合理的施工顺序。熟悉图纸设计要求、技术措施和注意事项，并对项目部各人员进行技术、安全交底。2、现场准备平整好现场后，对现场进行布置测量控制网、水准基点，按平面图放线定位。铺设现场临时堆放道路和材料堆放场地，铺设现场临水临电线路，清除现场的一切妨碍施工的障碍物，布置好排水系统。3、 作业队伍准备组织现场施工班组人员进场并进行岗前教育、安全培训。4、 物资设备准备做好施工所需材料的采购计划，确定厂家，签订采购合同，做好物资进出库管理，安排并提醒施工需要作业的机械设备准备进场。5、 施工作业设备安全检测施工前对已进场的机械设备进行设备安全检测，检查是否存在安全隐患，是否能正常操作。6、 应急事故的处理准备桩基础施工的安全隐患是非常巨大而且隐蔽的，每台钻机都高达数米，桩基础的孔深有时又是深不可测，在钻孔灌注桩施工过程中还需要泥浆护壁，此时土层混合这泥浆是非常危险的，所以项目部上一定要做好医疗、机械设备等应急处理，同时，应布置安全横幅警示大家安全施工。2.3 桩基础施工技术难点表2.4 桩基础施工技术难点塌孔当钻机钻孔作业时，当护筒内的水或泥浆快速上涨甚至水位高于护筒，又快速下降回到原来的水位并时不时有水泡时，导致排出的土屑逐渐变多，机械设备也操作不够灵活，可能还会损坏设备，技术人员应停止施工检验是否为塌孔现象。施工现场通常使用测探锤，如果在原地下的混凝土施工过程中，不能将其拉起或插入测探锤中，测得的钻孔深度与原始钻孔深度相差甚远，可说明是塌孔。颈缩桩身的局部直径小于设计要求的现象。当管道浸入淤泥和软土层时，空隙中的水压由受压的底板壁产生，管道拔出后压入新浇混凝土，并将桩的局部区域压在一起形成颈缩，如果拔管过快或混凝土量少或混凝土拌合物的和易性差，则周围的淤泥将填塞形成颈缩。桩孔偏移由于桩位放样、钻机就位不准，场地不平或场地松软，钻机钻进过程中遇到地下障碍物或孤石而导致桩身位置发生偏移的现象。本章小结本章建立在桩基础、桩基础施工技术的理论体系上，分析总结出桩基础开展施工作业时的注意事项细则，桩基础施工技术的难点主要在成孔时易发生的质量问题，导致整根桩无法顺利完成。第三章 旋挖灌注桩施工技术实例分析3.1 旋挖灌注桩施工技术要点旋挖灌注桩相比于传统的桩基础施工技术，算得上是比较先进、前卫的桩基础施工技术，因为不用花费过多的施工人员参与，从而节省很多费用，因此被广泛使用。旋挖钻机施工作业依靠钻斗、钻杆的旋转，在钻斗自重的作用力下同时加液压，产生较大的钻进压力，在钻孔过程中，钻斗可以装满孔内的土然后提出孔内，方便清除孔底的土渣，在施工工艺上与其他水下钻孔灌注桩大致一样，正因为旋挖灌注桩不用额外更多的人力去参与施工，钻头可以快速通过不同的复杂层，大大地提高了施工效率，在桩基础施工中有着不错的远景7。3.1.1 工艺流程图3.1 旋挖灌注桩施工工艺流程图表3.1 旋挖桩施工方案1、测量放线根据甲方单位提供的控制点，进行灌注桩放样，放样完后应立即采取保护措施，避免对其形成的扰动或破坏。2、埋设护筒护筒周围应用粘土回填并夯实，护筒一般选用4-10mm厚的钢板加工制作，高度1.3-3m，护筒内直径应大于钻头直径100mm，并高出地面300mm。埋设完护筒后应进行二次测定孔位是否准确。3、泥浆制备在旋挖桩施工过程中，最重要的一个环节是泥浆护壁，在这里泥浆充当了保护孔壁的作用，使得孔壁不会松软、松散，泥浆的配比也会和平时的泥浆不一样，必须要满足下表3.2的规范要求，使用前要有专业的实验人员进行检测泥浆指标。4、钻孔施工在旋挖机钻孔时，必须在护筒下一定的范围内缓慢地钻入孔内，只有当所有导向部位都进入土层时，才能加速钻孔。在钻孔、排渣或因故障停止钻孔时，孔内泥浆含量不低于护筒出浆口。钻进过程到达岩石表面后，应及时做好记录，采集岩样，确定最终钻进深度。5、清孔终孔后应立即清孔，清孔时应不断置换泥浆并用旋挖机自带的清渣器清渣。泵送和处理孔内泥浆的目的是清除孔内钻渣，孔底沉淀的厚度有所减少，灌注混凝土的质量也有所保障。置放钢筋笼后，孔内泥浆杂质会有沉淀需作二次清孔。6、钢筋笼制作及吊放钢筋笼的制作在施工现场完成，所需的钢筋、钢材必须符合设计要求且检验合格。钢筋笼下放时，要缓慢进行，不得左右旋转和摇摆，严禁高提猛落、硬碰和强行下放。安装过程中，监理单位需对钢筋笼的位置、垂直度进行检查验收，合格后才能下导管进行灌注混凝土。7、混凝土灌注灌注混凝土之前先安放好导管，导管安放时应保证导管在孔中的位置居中，防止碰撞钢筋笼，导管之间的接口应采用丝扣连接，连接时需加垫密封圈或橡胶圈并上紧丝扣。第一批混凝土正常灌注后，必须连续灌注，不得间断，同时由技术人员测量孔内混凝土表面高度，严禁将混凝土表面的导管拔出。在灌注过程中，应注意让导管在一定区域上下浮动，防止混凝土沉积凝固，并将观测孔内的泥浆返出。每根桩必须随机抽样留取试块进行养护，到达零期及时送去检测站检测。表3.2 泥浆指标8泥浆指标比重（黏土或砂性土中）1.10-1.25含砂率8%黏度18-28s3.1.2 旋挖灌注桩的施工特点特点1、可在水位较高、卵石较大等用正、反循环及长螺旋钻无法施工的地层中施工2、自动化程度高、成孔速度快、质量高。旋挖钻机能精确定位钻孔、自动校正钻孔垂直度和自动量测钻孔深度，最大限度地保证钻孔质量使工程的质量和进度得到了充分的保证3、施工过程对环境影响较小，施工现场干净。旋挖钻机通过钻头旋挖取土，再通过伸缩钻杆将钻头提出孔内再卸土，旋挖钻机使用泥浆仅仅用来护壁，而不用于排渣，成孔所用泥浆基本上等于孔的体积，且泥浆经过沉淀和除砂还可以多次反复使用目前很多城市都基本上走向发达城市，没有过多的植被山体，甚至变得要在楼群周围开始施工，这也带来了更多的施工挑战。首先最困扰的便是噪音问题，有更多的人在城市之中生活、工作，笔者也观摩过旋挖钻机作业时的状况，在现有的桩基础施工技术上噪音是算比较小的了，因此越来越多的大型建筑桩基础施工中也应用的比较广泛9-10。3.1.3 施工安全事项开展旋挖桩施工需要注意以下几点11：1、在开展施工作业之前，需要严格阅读熟悉施工现场的勘测报告、地质情况，如发现不明地质情况或不明障碍物应暂停开展施工作业。旋挖钻机要有专业技术人员指挥操作并且有施工员在旁监督协作，避免钻机设备出现机械故障引发安全事故。2、使用钻机作业人员必须持证、身体健康上岗操作，钻机作业施工班组不得少于三人，严格按照作业流程施工，平稳缓慢操作使用机械设备，施工前施工后都要检查机械设备的性能和部位，发现问题时应及时上报维修和停止使用。3、钻机危险部位和工作场所应设醒目的安全标志或警示带。桩基础施工之前，所有施工人员必须做好岗前安全教育。4、在旋挖钻机、挖掘机、吊车等设备施工作业时，要注意它的施工旋转半径，不允许在旋转半径内活动。旋挖灌注桩施工过程中会有泥浆池等遇水作业，电缆要有安全绝缘套包裹并且尽量不触碰到有水的地方，在电箱电缆位置处设立安全警示牌，清除周边的障碍物。3.2 佛山禅城区祖庙北TD2019（CC）XG0003地块商住项目旋挖灌注桩施工技术分析工程概况：项目位于佛山市祖庙街道朝安路和兆祥东路交汇处，交通便利。项目规划总占地面积9549.48，总建筑面积83427.0。基坑南北向宽130m，东西向宽90m，基坑面积约9000，场地平整标高为+3.600m，基底埋深8.5512.35m；项目北侧及西侧红线外为现状市政道路，东侧为居民房，南侧为祖庙街道办事处；项目西北侧为广佛地铁朝安站（运营中），基坑北侧为于轨道交通控制保护区范围，基坑距离地铁站最小净距为11.9m，距离区间隧道最小净距17.0m12。图3.2 项目平面图3.2.1 工程地质风化基岩埋藏深度变化较大，根据勘察钻孔的揭露情况，经综合整理，现将各土、岩层自上而下进行综合描述如下12：表3.3 各层岩土体工程地质特征表地层岩土体性质填土层褐灰色，主要由粘性土组成，稍湿、稍压实。属人工回填土，回填年限约34年，局部顶部0.2m为砼。第四系冲积层深黄色、灰黄色，主要由粉砂和细砂组成。饱和、松散。根据勘测报告显示，细砂平均厚度14.72m，粉砂平均厚度7.43m，砂层属比较厚，钻机钻进作业时存在塌孔现象。古近系（E2by）风化基岩棕紫色、青灰色。原岩风化强烈，结构依稀可辨，岩芯呈块状及半岩半土状。岩质软，遇水易软化。3.2.2 施工技术难点1、根据现有地质勘察资料显示，本项目地层为易透水层，同时砂层比较厚，占据了一大半部分，容易引起塌孔，孔底清不干净，地质情况对于成孔质量有一定的不利影响。2、项目周边为住宅区、办公区，人流和车流密集，施工过程中产生的噪音、粉尘、泥浆等对周边环境有一定的不良影响，同时，施工区域邻近广佛地铁朝安站，在保证施工质量的同时，需避免对地铁造成不良影响。3、在施工组织管理上，项目部经过多次人员岗位调整，以及管理人员的外派，导致施工管理人员缺失，对项目的进行有一定影响。3.2.3 解决措施笔者于2019年12月至2020年1月在此项目实习了两个月，有幸参与了项目中工程桩的施工，实地观摩了旋挖灌注桩施工工艺流程，也亲自下到现场和测量员、施工员进行技术上的交流。针对本项目的桩基础施工技术问题，笔者通过与项目部上管理、技术、施工人员进行访谈研究，并总结出以下解决措施：1、 针对施工环境影响：本项目采用旋挖灌注桩施工技术，旋挖灌注桩震动较小，相比其他施工技术噪音也没那么大，而且旋挖灌注桩施工技术效率高。2、 针对易出现塌孔现象：将采用增强砂浆黏度法，通过黏度的增大，也让泥浆护壁的效果变好，防止孔壁坍塌，维持孔内的形状。3、 针对施工管理问题：制定出合理的施工管理体系，确定分配好每个人的职位，同时增加每周例会或是午饭后进行短暂例会，遇到问题需及时上报，及时处理。通知施工班组不能因为管理人员不足而忽略施工质量，每一道工序必须等质检员检验合格才可进行下一道工序。3.2.4 实施效果桩基检测13：通过一些物理方法去检测桩基础的各项指标性能，本项目使用的是桩基低应变法，就是在桩顶上通过敲击小锤，在桩顶粘结着一个传感器负责接收来自桩中的应力波信号，采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应，在实测速度信号、频率信号上进行分析，从而获得桩的完整性。图3.3 桩基低应变法试验图根据检测报告分析，大部分桩符合设计要求，从而验证了增强泥浆黏度可以达到增强泥浆护壁的效果，防止塌孔现象的发生。图3.4 桩基低应变法报告图3.5 桩基低应变法报告3.3 广州万达文化旅游城万达茂项目旋挖灌注桩施工技术分析工程概况：广州万达文化旅游城万达茂项目占地18.1公顷，总建筑面积34.47万，位于广东省广州市花都区平步大道以北、凤凰北路以西14。图3.6 项目平面图3.3.1 工程地质本项目场地地面整体较平坦，所处区域地层为石炭系（C1）灰岩、炭质灰岩、炭质泥岩，局部为泥质粉砂岩等，场地发现的不良地质作用为岩溶，溶洞以单层溶洞为主，局部为多层溶洞14。表3.4 各层岩土体工程地质特征表地层岩土体性质杂填土、耕植土结构松散、强度低冲洪积层承载力一般，砂层内透水性、富水性好，砂层自稳能力差残积层除局部存在的流塑状粉质粘土，其它为中等压缩性土，可塑且硬塑，具有一定的承载力全风化岩层风化强烈，呈坚硬土状，具有一定的承载力强风化岩层风化强烈，呈半岩半土状或呈碎块状中风化软质岩层风化较弱，岩芯节理裂隙较发育，岩芯多为柱状、块状，完整程度属较破碎，其坚硬程度为软岩微风化软质岩层风化较弱，岩芯为柱状、短柱状，局部机械破碎成块状，岩芯较完整，属较软岩中风化灰岩岩层风化较弱，岩芯节理裂隙较发育，岩芯多为柱状、块状，完整程度属较破碎，其坚硬程度为较硬岩微风化灰岩岩层风化较弱，岩芯为柱状、短柱状，局部机械破碎成块状，岩芯较完整，属坚硬岩岩洞以单层溶洞为主，局部为多层溶洞，溶洞多全填充，局部无填充3.3.2 施工技术难点在旋挖灌注桩施工过程中，有两根旋挖桩施工位置（SZ5、SZ13）有溶洞的现象，在岩溶地区进行桩基础施工，由于含有丰富的地下水且具有腐蚀性，对桩基础的施工质量有以下影响15：表3.5 岩溶地区施工技术难点漏浆和塌孔钻孔过程中施工至土洞溶洞时，若土洞溶洞内未填充密实，则孔内泥浆会迅速流失，形成漏浆，严重时孔内液面会快速降低或持续时间过长，从而孔内、外压力差过大造成塌孔现象。偏孔岩溶地区基岩面起伏变化较大，岩层中常有溶沟、溶槽、溶洞、裂隙等形态，岩质软硬不均，钻机钻孔时容易造成斜孔或者偏孔。卡钻卡钻多出现在偏孔、孔壁内凹凸孤石、击穿溶洞顶部处以及抛填片石处理溶洞不当等不良行为情况。3.3.3 解决措施采用袖阀管注浆及灌砂浆两种施工工艺进行溶洞处理，其原理都是注入泥浆，使得土体与泥浆产生化学反应，从而达到高强度的土体，更加便于桩基础的施工，防止出现漏浆、塌孔、偏孔和卡钻等问题。1、袖阀管注浆施工袖阀管注浆加固原理是通过钻机钻孔，然后插入袖阀管，封闭袖阀管外与孔壁间隙或浇注套壳料，水泥浆液在泵压的作用下注入土体中，这样可以达到置换原地层空隙中的水和空气等效果，在水泥浆与土体发生的化学反应下，形成了具有一定强度的水泥土体混合物，从而做到防止溶洞下钻孔产生的形变和防止漏水的预防措施16。图3.7 袖阀管注浆施工工艺流程2、 泵灌砂浆施工14图3.8 泵灌砂浆施工工艺流程3.3.4 实施效果桩基检测17：本项目采取钻芯法来检测桩身的完整性，就是运用专用钻机，从结构混凝土中钻取芯样以检测混凝土强度或观察混凝土内部质量的方法。检测结果：表3.6 旋挖灌注桩SZ5、SZ13桩身完整性检测结果桩号直径(mm)桩长(m)桩身完整性桩底沉渣桩身混凝土强度综合评判结论钻孔深度施工桩长实际桩长偏差完整性描述结论厚度结论设计要求强度代表值(Mpa)结论满足SZ5100024.1020.5020.680.13设计桩顶标高以下胶结较好0满足C5033.2满足满足SZ13100027.5019.0019.490.68设计桩顶标高以下胶结较好0满足C5034.1满足满足根据检测报告显示，在溶洞下的旋挖灌注桩得到了有效的预防，两根桩身均符合设计要求，袖阀管注浆施工和泵灌砂浆施工技术成功地解决了溶洞难以成孔的问题。本章小结本章以旋挖灌注桩施工技术为例，阐述了旋挖桩施工技术的工艺流程、技术要点，通过两个具体的旋挖桩施工案例进行研究，从两个不同的案例中发现出桩基础施工中有共性、普遍存在的问题并且是如何解决的，为后续提出优化措施。第四章 基于全生命周期的桩基础施工技术优化方案任何成功的项目必须至少具有以下特点：满足预定的功能要求，比如住宅建筑就必须要能生活，商业建筑就必须要能办公、商业活动等；安全、经济、高效地运行，在预算成本和能耗范围内完成，保证项目的经济需要，在规定的时间内及时完成项目建设，每个房地产开发公司都不希望自己是亏本的，要实现投资目标，以满足项目的各个方面要求，而桩基础工程项目作为整个建设项目的一部分，它必须要满足主体建筑的承载要求，同样也是不可轻易忽视的部分18。桩基础工程作为任何工程项目的首要工程，扮演着十分重要的角色，它不仅是每个建筑的基地，承载着越来越高的建筑，也是决定一个建筑是否能稳固、安全地使用下去。为了更好的完成桩基础工程项目，让业主、政府部门、勘测、设计、监理等单位满意，就务必管理好桩基础工程项目的生命周期，其各个阶段包括项目的决策、准备、施工、竣工阶段。在上一章的案例中可以看出，桩基础工程施工存在的问题，不仅仅只是技术层面上，都是基于技术而涉及到多个层面上，而且作为工程管理专业的学生，项目管理是我们所学的核心内容。不仅我们要从技术上改进优化，还要对桩基础工程项目的各个阶段做好计划、组织、协调和控制工作，让桩基础施工质量得以保障。图4.1 项目生命周期图4.1 决策阶段在决策阶段中，业主方的主要任务是对项目立项之前进行一个可行性分析并向政府部门提交立项申请，通过项目的经济、时间、人力、物资、技术、环境等方面去分析可行性研究，从而达到业主对这个项目投资的目的。在桩基础工程项目开展之前，业主方必须着重对环境以及技术去做可行性分析，毕竟桩基础工程施工的风险是隐蔽的，我们无法预知地底下的情况，只能通过机械设备去探测，所以始终会有很多不确定的风险，必须要拟定一些解决方案，业主方还要通过技术上的可行性分析，拟定一些招标方案。政府部门即负责对业主提交的立项申请报告进行审核查阅。政府部门在决策时，必须遵循国家体制、政策，并且要考虑到该项目对周边环境以及各行各业的影响，联合环保部门制定好环境影响指标、环境整改方案，桩基础工程的施工会涉及到大量泥沙土、泥浆等，必定会污染到项目周边道路，所以在环境上必须严格把控。桩基础工程项目在决策阶段最关键的便是对这个项目的可行性分析，以及做好未来施工中的一些应急补救方案和对周边环境的把控。4.2 准备阶段得到政府的项目申报批准后，业主方应编制招标文件进行招标工作，根据施工难易程度和预算情况选择合理的施工方、监理方。勘测单位通过钻探等设备对项目现场地质进行勘测，但不能排除一些地质存在岩溶的情况。在我国，岩溶分布广泛，岩石的影响差异很大，地质条件复杂多变，要采用超前钻摸清桩基的地质条件、确定桩底标高，所以建议最好使用超前钻技术进行勘测，为楼房桩基础的设计、为施工建立精确的岩土地质基础，避免桩基施工的盲目性。图4.2 超前钻施工流程设计单位根据项目选址、周边环境、项目地质的勘测情况、各质量规范要求以及业主方的要求进行设计。在桩基础工程中，桩基础的承受荷载必须满足设计要求，不同的荷载就意味着桩型、桩长、桩径不同。施工单位中标后，需进行施工现场的准备，详见第二章2.2节。根据笔者在项目部实习过的经历，我总结了以下几点改进措施：1、 熟悉图纸无论是项目的管理人员还是现场的施工班组，都必须熟悉图纸和各项施工规范，任何项目开始之前，熟悉图纸都是第一步，它是施工的根本依据。2、 选择合理施工方案根据勘测报告结果，以及桩基础设计要求，编制合理、适合项目地质情况的桩基础施工方案，在我实习的那个项目上，地理位置都处于市中心，周围都是居民楼为主，相比传统的冲孔灌注桩施工，选择旋挖灌注桩可以让施工效率更高，震动频率小，对周边建筑以及地铁扰动较小，所以选择一个合理的桩基础施工技术方案是十分有必要的。3、 健全施工管理制度作为项目的管理人员，肩负着整个项目的运转重任，在施工前就必须把人员管理制度制定好，每个职位所对应的工作告示牌必须张贴在项目部办公室上，施工劳动力上应合理配置，严格按照施工组织计划进行分配劳力数目，也不可出现岗位人员的缺失就开始进行施工任务。完善项目例会制度，每周必须进行一次项目部全体管理人员的例会，各岗位都要汇报当下的工作进度以及施工中存在的问题，如有重大施工难题必须立刻