萬丈高樓平地起，基礎(chǔ)最重要。樁基工程施工作為工程建設(shè)的一個重要組成部分，其施工質(zhì)量關(guān)系到整個建筑物或整個公路鐵路路基的工程質(zhì)量?，F(xiàn)今，除了基本的施工工藝之外，我們還應(yīng)該更多地關(guān)注高新技術(shù)在其中的應(yīng)用。

信息化技術(shù)加持

樁基信息化施工管理系統(tǒng)

樁基系統(tǒng)包含Web端和移動端。運用樁基系統(tǒng)可編排施工計劃，項目工程師依據(jù)“計劃”和預(yù)設(shè)的參考指標(biāo)進行有序施工，并在現(xiàn)場配置的智能傳感設(shè)備配合下詳細記錄施工過程，最終采集到的大量工程數(shù)據(jù)可作為接下來的決策依據(jù)，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(tǒng)

樁基施工管理系統(tǒng)是針對現(xiàn)有軟基處理施工過程監(jiān)管的困難而開發(fā)的智能化樁基施工管理系統(tǒng)，能提高過程管理的持續(xù)性、準(zhǔn)確性和實時性。

樁基施工管理系統(tǒng)采集施工過程中的各項原始數(shù)據(jù)，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(guān)鍵數(shù)據(jù)，實時顯示在工業(yè)級車載終端上，輔助機手精準(zhǔn)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(yīng)用范圍廣等優(yōu)點之外之外，在軟件和控制系統(tǒng)上也力求人性化設(shè)計：設(shè)備電氣部分采用Can總線實現(xiàn)智能化控制、人機界面顯示、故障代碼顯示、自動報警系統(tǒng)、多語言選擇等。在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)施工中，設(shè)備的選型一直是個令人頭痛的事情，設(shè)備生產(chǎn)商或租賃商一般提供設(shè)備的參數(shù)由客戶自己選擇，但是土質(zhì)的不同影響客戶的感覺，所以經(jīng)常存在設(shè)備選型或大或小等問題。針對這一問題，工程師們把復(fù)雜的計算融入到軟件中，客戶只需輸入地質(zhì)報告中的參數(shù)和樁的規(guī)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(zhì)量控制“七步驟”同樁基BIM模型結(jié)合，從而生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)表單。樁基全過程的質(zhì)量管理利用“BIM模型+大數(shù)據(jù)”的形式進行全程跟蹤，利用數(shù)據(jù)化手段提升樁基質(zhì)量管理水平，并以此作為樁基標(biāo)準(zhǔn)化管理的第一步。通過互聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)分析功能，當(dāng)完成樁基“七步驟”最后一步時，即“初灌”完成后，此樁即自動標(biāo)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(nèi)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(xiàn)場管理人員及時查找所需數(shù)據(jù)以及實時發(fā)起質(zhì)量（安全）整改任務(wù)等。

（3）云平臺測試與優(yōu)化

項目管理信息化是一項系統(tǒng)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(fā)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(dāng)然，前期的開發(fā)、測試只是開始，真正的考驗還是后續(xù)使用中的優(yōu)化過程。在云平臺樁基質(zhì)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(chǎn)品進行了優(yōu)化，從而推動樁基“七步驟”標(biāo)準(zhǔn)化管理工作繼續(xù)向前邁進。

施工要點

01、鉆孔灌注樁-護筒埋設(shè)

成孔

1、潛水鉆機成孔

工作方式。潛水鉆機是一種旋轉(zhuǎn)式鉆孔機，其防水電機變速機構(gòu)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(huán)或反循環(huán)排渣法將孔內(nèi)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(huán)排渣和反循環(huán)排渣2種方式。（1）正循環(huán)排渣法：在鉆孔過程中，旋轉(zhuǎn)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(jīng)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(huán)排渣法：砂石泵隨主機一起潛入孔內(nèi)，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(yīng)埋設(shè)鋼護筒，并準(zhǔn)備好護壁材料。

（4）沖擊鉆機就位后，校正沖錘中心對準(zhǔn)護筒中心，在沖程0.4~0.8m范圍內(nèi)應(yīng)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(zhuǎn)入正常沖擊，隨時測定并控制泥漿相對密度。

（5）施工中，應(yīng)經(jīng)常檢查鋼絲繩損壞情況，卡機松緊程度和轉(zhuǎn)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(xùn)力。

（2）泥漿護壁成孔清孔時，對于土質(zhì)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(nèi)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(wěn)定性較差的孔壁應(yīng)采用泥漿循環(huán)法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥漿相對密度應(yīng)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(shè)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(yīng)通過試驗確定。

（3）水下混凝土澆筑常用導(dǎo)管法。

（4）澆筑時，先將導(dǎo)管內(nèi)及漏斗灌滿混凝土，其量保證導(dǎo)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(shè)備或振動沉樁設(shè)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(yīng)與樁的設(shè)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(shè)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(yīng)結(jié)合現(xiàn)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(yè)化在鄰樁混凝土初凝前或終凝后成孔；一個承臺下樁數(shù)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(zhì)量和承載能力，沉管灌注樁常采用單打法、復(fù)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(fù)進行，直至全部拔出。

復(fù)打法：在同一樁孔內(nèi)連續(xù)進行兩次單打，或根據(jù)需要進行局部復(fù)打。施工時，應(yīng)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(fù)進行，直至拔出。

1、錘擊沉管灌注樁

（1）樁尖與樁管接口處應(yīng)墊麻(或草繩)墊圈，以防地下水滲入管內(nèi)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(yīng)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(nèi)混凝土盡量填滿，拔管時要均勻，保持連續(xù)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(yīng)控制在0.8m/min以內(nèi)為宜。

（4）在管底未拔到樁頂設(shè)計標(biāo)高前，倒打或輕擊不得中斷，注意使管內(nèi)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(nèi)或小于2m時，均應(yīng)跳打施工；中間空出的樁須待鄰樁混凝土達到設(shè)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(xiàn)的質(zhì)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(shè)計要求的現(xiàn)象。

②當(dāng)在淤泥和軟土層沉管時，由于受擠壓的土壁產(chǎn)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(dāng)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(zhì)土趁機填充過來，也會形成頸縮。

④處理方法：拔管時應(yīng)保持管內(nèi)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(yīng)控制在50～70mm。拔管時應(yīng)采用復(fù)打法，并嚴格控制拔管的速度。

縮頸樁：樁身局部直徑小于設(shè)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(shè)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(xiàn)象。

②原因：當(dāng)?shù)叵滤畨毫Υ髸r，或預(yù)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(nèi)，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(cè)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(yīng)詳細了解現(xiàn)場地質(zhì)情況，對于在飽和淤泥軟土中采用沉管灌注樁時，應(yīng)先打試樁。若發(fā)現(xiàn)混凝土用量過大時，應(yīng)與設(shè)計單位聯(lián)系，改用其他樁型。

質(zhì)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(shù)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(yōu)點在于直接簡單，且可靠安全。但在工程實踐中發(fā)現(xiàn)，基準(zhǔn)樁的問題有時會被檢測人員所忽視，容易出現(xiàn)基準(zhǔn)樁打入深度不足，試驗過程產(chǎn)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(xué)、直觀、實用等特點，在檢測混凝土灌注樁方面應(yīng)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(zhǔn)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(shù)對檢測判斷的影響很大。

3.低應(yīng)變法

低應(yīng)變動測法又叫低應(yīng)變反射波法(應(yīng)力波法)，是以手錘或力棒敲擊樁頂，給樁一定的能量，產(chǎn)生一縱向應(yīng)力波，該應(yīng)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(yīng)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(jù)樁身突然變化界面時所產(chǎn)生的反射和透射波, 來確定樁身缺陷性質(zhì), 估算樁長或缺陷位置，且根據(jù)應(yīng)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(guān)鍵，測試中應(yīng)注意以下幾點。

1·測試點的選擇。測試點數(shù)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(jù)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(yīng)變法

高應(yīng)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(nèi)，動力打樁方式的發(fā)展已有將近百年的歷史。動力試樁技術(shù)的發(fā)展最早始于動力打樁公式。目前，國內(nèi)外高應(yīng)變法依舊主要采用一維桿波動理論作為測試和結(jié)果分析的基礎(chǔ)。

高應(yīng)變法的主要功能是判定樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計要求。高應(yīng)變法在判定樁身水平整合型縫隙、預(yù)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(chǔ)上，合理判定缺陷程度，可作為低應(yīng)變法的補充驗證手段。目前在某些地區(qū)，利用高應(yīng)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(yù)埋兩根或兩根以上聲測管供聲波從發(fā)射到接收。目前，聲波投射法以其鮮明的技術(shù)特點成為目前混凝土灌注樁完整性檢測技術(shù)的一種重要手段，在民用建筑設(shè)施以及水利電力和工業(yè)、鐵路等建設(shè)方面皆得到了廣泛的應(yīng)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(jié)果會造成影響。

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