萬丈高樓平地起，基礎最重要。樁基工程施工作為工程建設的一個重要組成部分，其施工質量關系到整個建筑物或整個公路鐵路路基的工程質量。現今，除了基本的施工工藝之外，我們還應該更多地關注高新技術在其中的應用。

信息化技術加持

樁基信息化施工管理系統

樁基系統包含Web端和移動端。運用樁基系統可編排施工計劃，項目工程師依據“計劃”和預設的參考指標進行有序施工，并在現場配置的智能傳感設備配合下詳細記錄施工過程，最終采集到的大量工程數據可作為接下來的決策依據，幫助管理者全面把握工程進展，高效決策，從而踏上智慧建造之路。

樁基施工管理系統

樁基施工管理系統是針對現有軟基處理施工過程監管的困難而開發的智能化樁基施工管理系統，能提高過程管理的持續性、準確性和實時性。

樁基施工管理系統采集施工過程中的各項原始數據，綜合處理后得到“高精度樁位信息”“垂直度偏差值”“鉆進深度值”“提鉆速率”“鉆進電流值” 等關鍵數據，實時顯示在工業級車載終端上，輔助機手精準施工，提高成樁合格率。

免共振液壓振動錘

荷蘭ICE液壓振動錘除了具備安全、高效、低成本、應用范圍廣等優點之外之外，在軟件和控制系統上也力求人性化設計：設備電氣部分采用Can總線實現智能化控制、人機界面顯示、故障代碼顯示、自動報警系統、多語言選擇等。在傳統的基礎施工中，設備的選型一直是個令人頭痛的事情，設備生產商或租賃商一般提供設備的參數由客戶自己選擇，但是土質的不同影響客戶的感覺，所以經常存在設備選型或大或小等問題。針對這一問題，工程師們把復雜的計算融入到軟件中，客戶只需輸入地質報告中的參數和樁的規格，軟件能自動為客戶計算出沉樁過程中各個階段的具體情況（阻力和振幅），并為客戶推薦選型。

BIM+云平臺

（1）Web端

建立了樁基BIM輕量化模型后，將樁基質量控制“七步驟”同樁基BIM模型結合，從而生成相應的數據表單。樁基全過程的質量管理利用“BIM模型+大數據”的形式進行全程跟蹤，利用數據化手段提升樁基質量管理水平，并以此作為樁基標準化管理的第一步。通過互聯網的大數據分析功能，當完成樁基“七步驟”最后一步時，即“初灌”完成后，此樁即自動標識為綠色，表示此樁已完成。

（2）手機App端

手機App做為Web端的補充，其功能內容與Web端都基本保持一致，但操作起來更加方便、快捷，主要作用是便于現場管理人員及時查找所需數據以及實時發起質量（安全）整改任務等。

（3）云平臺測試與優化

項目管理信息化是一項系統工程，需要各方相互配合才能完成。在杭師大云平臺整個項目的開發過程中，院信息中心張成濤、陳敏等人在每個功能上線前都進行了大量的測試工作，以確保每個功能在上線前都具有良好的使用性能。當然，前期的開發、測試只是開始，真正的考驗還是后續使用中的優化過程。在云平臺樁基質量控制“七步驟”的使用過程中，EPC總包項目部和施工單位都提出了非常好的需求和建議，信息中心也非常配合地對產品進行了優化，從而推動樁基“七步驟”標準化管理工作繼續向前邁進。

施工要點

01、鉆孔灌注樁-護筒埋設

成孔

1、潛水鉆機成孔

工作方式。潛水鉆機是一種旋轉式鉆孔機，其防水電機變速機構和鉆頭密封在一起，由樁架及鉆桿定位后可潛入水、泥漿中鉆孔。注入泥漿后通過正循環或反循環排渣法將孔內切削土粒、石渣排至孔外。

排渣方式。潛水鉆機成孔排渣有正循環排渣和反循環排渣2種方式。（1）正循環排渣法：在鉆孔過程中，旋轉的鉆頭將碎泥渣切削成漿狀后，利用泥漿泵壓送高壓泥漿，經鉆機中心管、分叉管送入到鉆頭底部強力噴出，與切削成漿狀的碎泥渣混合，攜帶泥土沿孔壁向上運動，從護筒的溢流孔排出。（2）反循環排渣法：砂石泵隨主機一起潛入孔內，直接將切削碎泥渣隨泥漿抽排出孔外。

2、沖擊鉆成孔

（1）沖擊鉆機通過機架、卷揚機把帶刃的重鉆頭(沖擊錘)提高到一定高度，靠自由下落的沖擊力切削破碎巖層或沖擊土層成孔。

（2）沖擊鉆頭形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形沖擊鉆頭。

（3）沖孔前應埋設鋼護筒，并準備好護壁材料。

（4）沖擊鉆機就位后，校正沖錘中心對準護筒中心，在沖程0.4~0.8m范圍內應低提密沖，并及時加入石塊與泥漿護壁，直至護筒下沉3~4m以后，沖程可以提高到1.5~2.0m，轉入正常沖擊，隨時測定并控制泥漿相對密度。

（5）施工中，應經常檢查鋼絲繩損壞情況，卡機松緊程度和轉向裝置是否靈活，以免掉鉆。

清孔

（1）驗孔是用探測器檢查樁位、直徑、深度和孔道情況；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以減少樁基的沉降量，提高承載能BIM培訓力。

（2）泥漿護壁成孔清孔時，對于土質較好不易坍塌的樁孔，可用空氣吸泥機清孔，氣壓為0.5MPa，使管內形成強大高壓氣流向上涌，同時不斷地補足清水，被攪動的泥渣隨氣流上涌從噴口排出，直至噴出清水為止。

（3）對于穩定性較差的孔壁應采用泥漿循環法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥漿相對密度應控制在1.15～1.25。

澆筑

（1）泥漿護壁成孔灌注混凝土的澆筑是在水中或泥漿中進行的，故稱為澆筑水下混凝土。

（2）水下混凝土宜比設計強度提高一個強度等級，必須具備良好的和易性，配合比應通過試驗確定。

（3）水下混凝土澆筑常用導管法。

（4）澆筑時，先將導管內及漏斗灌滿混凝土，其量保證導管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪斷懸吊隔水栓的鋼絲，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞進入水中。

02、沉管成孔灌注樁

一、打樁方法

沉管灌注樁是利用錘擊打樁設備或振動沉樁設備，將帶有鋼筋混凝土的樁尖（或鋼板靴）或帶有活瓣式樁靴的鋼管沉入土中（鋼管直徑應與樁的設計尺寸一致），造成樁孔，然后放入鋼筋骨架并澆筑混凝土，隨之拔出套管，利用拔管時的振動將混凝土搗實，便形成所需要的灌注樁。

二、樁的分類

利用錘擊沉樁設備沉管、拔管成樁，稱為錘擊沉管灌注樁；利用振動器振動沉管、拔管成樁，稱為振動沉管灌注樁。

三、成孔順序

在沉管灌注樁施工過程中，對土體有擠密作用和振動影響， 施工中應結合現場施工條件，考慮成孔的順序。

間隔一個或兩個樁位成孔；建筑工業化在鄰樁混凝土初凝前或終凝后成孔；一個承臺下樁數在5根以上者，中間的樁先成孔，外圍的樁后成孔。

四、施工工藝

為了提高樁的質量和承載能力，沉管灌注樁常采用單打法、復打法、翻插法等施工工藝。

單打法（又稱一次拔管法）：拔管時，每提升0.5~1.0m，振動5~10s，然后再拔管0.5~1.0m，這樣反復進行，直至全部拔出。

復打法：在同一樁孔內連續進行兩次單打，或根據需要進行局部復打。施工時，應保證前后兩次沉管軸線重合，并在混凝土初凝之前進行。

翻插法：鋼管每提升0.5m，再下插0.3m，這樣反復進行，直至拔出。

1、錘擊沉管灌注樁

（1）樁尖與樁管接口處應墊麻(或草繩)墊圈，以防地下水滲入管內和作緩沖層。沉管時先用低錘錘擊，觀察無偏移后，才正常施打。

（2）拔管前，應先錘擊或振動套管，在測得混凝土確已流出套管時方可拔管。

（3）樁管內混凝土盡量填滿，拔管時要均勻，保持連續密錘輕擊，并控制拔管速度，一般土層以不大于1m/min為宜，軟弱土層與軟硬交界處，應控制在0.8m/min以內為宜。

（4）在管底未拔到樁頂設計標高前，倒打或輕擊不得中斷，注意使管內的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出為止。

（5）樁的中心距在5倍樁管外徑以內或小于2m時，均應跳打施工；中間空出的樁須待鄰樁混凝土達到設計強度的50%以后，方可施打。

2、振動沉管灌注樁

（1）振動沉管灌注樁采用激振器或振動沖擊沉管。

（2）其施工過程為： 樁機就位、沉管、上料、拔管。

（3）沉管灌注樁容易出現的質量問題及處理方法如下。

頸縮

①頸縮：指樁身的局部直徑小于設計要求的現象。

②當在淤泥和軟土層沉管時，由于受擠壓的土壁產生空隙水壓，拔管后便擠向新灌注的混凝土，樁局部范圍受擠壓形成頸縮。

③當拔管過快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差時，周圍淤泥質土趁機填充過來，也會形成頸縮。

④處理方法：拔管時應保持管內混凝土面高于地面，使之具有足夠的擴散壓力，混凝土坍落度應控制在50～70mm。拔管時應采用復打法，并嚴格控制拔管的速度。

縮頸樁：樁身局部直徑小于設計直徑的樁。

斷樁

①斷樁：指樁身局部分離或斷裂，更為嚴重的是一段樁沒有混凝土。

②原因：樁距離太近，相鄰樁施工時混凝土還未具備足夠的強度，已形成的樁受擠壓而斷裂。

③處理方法：施工時，控制中心距離不小于4倍樁徑；確定打樁順序和行車路線，減少對新灌注混凝土樁的影響。采用跳打法或等已成型的樁混凝土達到60%設計強度后，再進行下根樁的施工。

吊腳樁

①吊腳樁是指樁底部混凝土隔空或松軟，沒有落實到孔底地基土層上的現象。

②原因：當地下水壓力大時，或預制樁尖被打壞，或樁靴活瓣縫隙大時，水及泥漿進入套筒鋼管內，或由于樁尖活瓣受土壓力，拔管至一定高度才張開，使得混凝土下落，造成樁腳不密實，形成松軟層。

③處理方法：為防止活瓣不張開，開始拔管時，可采用密張慢拔的方法，對樁腳底部進行局部翻插幾次，然后再正常拔管。樁靴與套管接口處使用性能較好的墊襯材料，防止地下水及泥漿的滲入。

吊腳樁：樁底部的砼隔空或混入泥沙在樁底部形成松軟層的樁。

混凝土灌注過量

如果灌樁時混凝土用量比正常情況下大1倍以上，這可能是由于孔底有洞穴，或者在飽和淤泥中施工時，土體受到擾動，強度大大降低，在混凝土側壓力作用下，樁身擴大而混凝土用量增大所造成的。因此，施工前應詳細了解現場地質情況，對于在飽和淤泥軟土中采用沉管灌注樁時，應先打試樁。若發現混凝土用量過大時，應與設計單位聯系，改用其他樁型。

質量檢測

1. 靜載試驗法

靜載試驗法是目前公認的檢測基樁豎向抗壓承載力最直接、最可靠的試驗法。在目前樁基檢測技術還尚未伍德突破性進展之前，靜載實驗法被認為是尚不可被替代的。其優點在于直接簡單，且可靠安全。但在工程實踐中發現，基準樁的問題有時會被檢測人員所忽視，容易出現基準樁打入深度不足，試驗過程產生位移的問題。

2. 鉆芯法

鉆芯法又叫做鉆樁取芯試驗法。這種方法具有科學、直觀、實用等特點，在檢測混凝土灌注樁方面應用較廣。檢測灌注樁樁長、樁身混凝土強度以及樁底沉渣厚度是鉆芯法的宏觀目的。通過這種方法能夠很好地判定和鑒別樁端巖土的性狀，并準確判斷樁身完整性的類別。

一次完整、成功的鉆芯檢測，可以得到樁長、樁身混凝土強度、樁底沉渣厚度和樁身完整性的情況，并判定或鑒別樁端持力層的巖土性狀。抽芯技術對檢測判斷的影響很大。

3.低應變法

低應變動測法又叫低應變反射波法(應力波法)，是以手錘或力棒敲擊樁頂，給樁一定的能量，產生一縱向應力波，該應力波沿著樁身向下傳播，由傳感器(速度或加速度型) 拾取樁身缺陷及不同界面的反射信號, 通過檢測和分析應力波在樁身中的傳播歷程, 便可分析出樁基的完整性, 并根據樁身突然變化界面時所產生的反射和透射波, 來確定樁身缺陷性質, 估算樁長或缺陷位置，且根據應力波在樁身中的傳播速度來推斷混凝土的強度。測試過程是獲取好信號的關鍵，測試中應注意以下幾點。

1·測試點的選擇。測試點數依樁徑不同、測試信號情況不同而有所不同，一般要求樁徑在120cm以上，測試3～4 點。

2.錘擊點的選擇。錘擊點宜選擇距傳感器 20~30 cm 處不必考慮樁徑大小。

3.傳感器安裝。傳感器根據所選測試點位置安裝，注意選擇好粘貼方式，一般有石蠟、黃油、橡皮泥在保證樁頭干燥，沒積水的情況下。

4.盡量多采集信號。一根樁不少于10 錘，在不同點，不同激振情況下，觀測波形的一致性，以保證波形真實且不漏測。

4.高應變法

高應變法又叫做試樁法, 是一種利用高能量的動力荷載確定單樁承載力的方法。在國內，動力打樁方式的發展已有將近百年的歷史。動力試樁技術的發展最早始于動力打樁公式。目前，國內外高應變法依舊主要采用一維桿波動理論作為測試和結果分析的基礎。

高應變法的主要功能是判定樁豎向抗壓承載力是否滿足設計要求。高應變法在判定樁身水平整合型縫隙、預制樁接頭等缺陷時，能夠在查明這些“缺陷“是否影響豎向抗壓承載力的基礎上，合理判定缺陷程度，可作為低應變法的補充驗證手段。目前在某些地區，利用高應變法增加承載力和完整性的抽查頻率，已成為一種普遍做法。

5.聲波投射法

聲波透射法是在灌注樁中預埋兩根或兩根以上聲測管供聲波從發射到接收。目前，聲波投射法以其鮮明的技術特點成為目前混凝土灌注樁完整性檢測技術的一種重要手段，在民用建筑設施以及水利電力和工業、鐵路等建設方面皆得到了廣泛的應用。與其他完整性檢測方法相比，聲波透射法能夠進行全面、細致的檢測，且基本上無其他限制條件。但由于存在漫射、透射、反射，對檢測結果會造成影響。

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