高承台灌注桩一次成桩工法

高承台灌注桩一次成桩工法
引言
高承台桩基础由露出地面的基桩和连接于桩顶的承台共同组成，目前国主要应用于桥梁工程与液化天然气（LNG）项目储罐工程中。

通常的做法是先施工基桩的地面以下部分，然后再开挖基础进行破桩头，接桩桩至承台底部，最后进行承台的施工。

其主要缺点如下：1在接桩位置留有施工缝，整个桩被分成两部分，接桩位置桩身的水平承载力降低，在抗震高烈度地区，对整个桩基础造成不利影响。

2施工过程工序较多，分为土方开挖、破桩头、桩头清理、绑钢筋、支模板、灌注混凝土、土方回填及夯实。

3工程造价高，由于工序很多，势必造成工程造价的增加。

4工期长。

5造成桩顶部分的混凝土浪费。

高承台桩一次成桩工法就是在总结二次接桩诸多缺点的基础上而开发的一种新工法。

其主要施工工序为：钻孔、下钢筋笼（钢筋笼通长露出地面至设计桩顶位置）、灌桩平台就位、下导管、灌注混凝土、拔护桶、清理地面混凝土、支定型钢模板、灌注混凝土成桩。

其与二次接桩工艺相比，省去了土方开挖、破桩头、桩头修理、接钢筋、支模板、灌注混凝土、土方回填及夯实7道工序，也因此节省了此7道工序的人工、机械费及部分混凝土材料费；其次，由于工序的减少，可以大幅度缩短施工工期；第三，桩身完整，无薄弱位置，对抗震有利；第四，混凝土浪费少，有利于节约资源。

其与二次接桩法相比的缺点为施工机械增加混凝土泵车、灌桩工效略有降低，施工顺序只能由向外、桩身造价会有一定程度的提高，但总体造价降低。

下面就本人在广西液化天然气（LNG）项目桩基工程的施工经验简要介绍高承台桩一次成桩工法施工工艺及主要工序施工要点。

工程实录
1、工程概况
广西液化天然气（LNG）项目一期工程共包含4个16万立方米低温液态储罐，EPC 单位为中石化工程。

储罐直径86米，每个罐体下布置367根直径1200mm的灌注桩，外侧2圈共均匀布置120根，桩长45米；部按正三角形布置247根桩，桩长40米，设计地坪以上桩长1.6米；单桩承载力特征值分别为6500KN和5000KN；桩端持力层为第8层粉质粘土。

根据设计计算，基础最大弯矩位于地面位置，因此设计要求桩体地下部分与地上部分一次浇注完成，不留施工缝。

本工程于2013年1月17日开工，4月9日竣工，工期83个日历日。

场地地层情况：
碎石土垫层，300mm—500mm 。

第1层，吹填砂，层厚8.90～12.50m。

第2层，粉质粘土及粘土（Q1）：层厚0.50～10.10m。

第3层，泥炭（Q1）：层厚0.50～1.80m。

第4层，粉质粘土及粘土（Q1）：层厚2.00～17.00m。

第5层、泥炭（Q1）：层厚0.50～0.80m。

第6层粉质粘土及粘土（Q1）：层厚0.50～3.20m。

第7层粉土（Q1）：层厚0.80～11.10m。

第8层粉质粘土及粘土（N）：层厚1.00～11.80m。

2、主要工序施工方法
2.1 工艺流程
高承台桩一次成桩法施工工艺比普通灌注桩的工艺只增加1道支模板及灌注混凝土工序，桩的地下部分灌注时要在高平台下灌注，其他工序相同，工艺流程图如下：
2.2 施工顺序
因每根高承台桩施工完成后，地面以上有1.6米桩及桩顶锚固钢筋的存在，因此，每施工完一根桩，再施工其周围的桩时，工作面就受到了制约，考虑到旋挖钻机的工作面、灌桩需要，必需事前安排一个合理的施工顺序。

根据本次桩位布置及桩间距，本桩基工程施工的4个单位基本上采取了3种施工顺序。

第一种，打桩区四周场地工作面允许，采用了先在罐体中心区域施工，后由2台旋挖钻机沿圆周由向外逐圈施工。

第二种，
由2台旋挖钻机由罐的中轴线分别向相反的两个方向同时施工。

第三种，由于受到场地的限制，由2台旋挖钻机由罐体的一侧向另一侧顺序依次施工。

从效果上看，前2种施工顺序有利于工作面的展开。

我公司所施工的场地由于受到东侧试桩及西侧场地的限制，采用了由南向北依次施工的顺序，见下图。

总体施工顺序确定后，到具体的桩的施工顺序时，一定要注意旋挖钻机的旋转工作
面所需要的最小尺寸，如果施工顺不当，就会造成很大的麻烦，旋挖机在卸土时，受到两面已成桩的影响，无法将土卸到指定区域，此时就只能每卸一次土，旋挖机就要退后，然后再前进到相应位置挖土，如此往复直到挖完一个孔，挖孔时间要增加2~3倍。

在现场施工过程，有一家施工单位出现过1起该类事件。

排施工顺序时需避免要施工的桩处于两边相邻的桩（已施工完毕）的直线侧。

2.3 桩身混凝土灌注
因桩钢筋笼高出地面2.9米，因此灌注桩身混凝土时，需要用高度为3米的钢平台进行灌注，钢平台为正方形，约3米见方。

灌桩时，要连续进行，一般正常情况下灌桩时间不宜超过3小时。

当混凝土灌注到地面时，要反复插拔导管，将混有泥浆的混凝土全部转换到孔外，以确保桩孔的混凝土的质量。

因钢筋笼的主筋排列较密，因此钢筋笼的混凝土不易排出，此时可用插入式振捣棒进行振捣将笼的混有泥浆的混凝土排出钢筋笼。

2.4 钢模板
钢模板采用2个半圆形，高度为2.3米的钢模板，模板之间用螺栓连接。

根据场地土的条件、及地面处桩直径大（1400mm—1500mm）等特点，将钢模板的底部沿水平方向向外沿伸250mm—300mm,然后将模板圆周再向下做100mm—150mm的裙边。

裙边的作用是将模板底部插入到砂中，防止浇筑地面上桩身混凝土时，因竖向压力过大混凝土沿模板底部留到模板外，无法成桩；另一个作用就是固定模板的平面位置。

将模板底部沿水平方向向外加大的作用是使模板能够固定在砂层中，因上部桩头直径大于设计桩径，如果模板在底部不加大，则模板底部就只能座于新鲜混凝土的上面，很显然，模板是无法固定的。

2.5 桩位定位
开孔前，要先以桩位点为中心打好十字定位线，用以控制护桶的埋设位置，护桶的中心偏差不得大于20mm，垂直度小于0.5%。

钢筋笼定位:钢筋笼定位时要根据护桶周边与钢筋笼的外侧距离进行定位与校正，钢筋笼位置偏差不得大于10mm；钢筋笼的标高要用水准仪进行控制。

拔完孔口的护桶后，要重新检查钢筋笼的位置，检查方法为用全站仪在孔的直径方向上确定2个点，用这两个点来校正钢筋的位置及垂直度，校正后，钢筋的位置偏差不得大于50mm、垂直度偏差不大于0.5%。

2.6 支模板
罐区设计室外地坪的标高为7.8米，为保证美观要求，接桩的位置不高于7.8米。

因地表存在一层300mm--500mm厚的碎石土垫层，为利于模板固定，将接桩位置定于7.8米以下的砂层中。

拔护桶前，先用挖掘机将护桶四周800mm围的碎石土清除，将护桶四周500mm围进行平整平找平。

模板平面清理干净后，刷好隔离剂，待表面干燥后，先将两半模板进行拼装并固定牢固。

安装模板时，用吊车吊着模板套到钢筋笼的外侧；模板的固定采用4根细钢丝绳斜拉固定在地面的地锚上；模板的位置以钢筋笼为参照物进行确定，垂直度采用水平尺或线坠进行找正。

2.7 地面以下桩身混凝土浇筑
模板固定完成并检验合格后，可立即浇筑地面以上部分的桩身混凝土。

混凝土要3~4层进行浇筑，每浇筑完一层，要进行充分振捣，排除混凝土的气泡，尤其是要消除模板边的混凝土气泡，以保证混凝土表面的美观。

2.8 模板拆除及桩体养护
混凝土浇筑完成养护48小时后，方能拆除模板。

过早拆除模板，可能会出现粘模的现象，影响到桩的外表美观。

拆除模板后，要用塑料薄膜将桩身包裹并用透明胶带固定，向桩顶定时浇水进行养护，养护时间为14天
结束语
目前，在国的桥梁工程及液化天然气储罐工程中，高承台桩大多采用了二次接桩法施工工艺。

我公司在广西LNG项目储罐高承台桩施工时采用了一次成桩法施工工艺，取得了圆满成功，缩短了总体工期、降低了工程造价，得到了中石化工程公司及业主单位的高度评价。

高承台桩一次成桩工法与传统二次接桩法相比具有桩身完整性好、工程造价低、工期短、节约资源等点，在条件允许的情况下，应优先选择本工法进行高承台桩的施工。