深基坑抗拔桩施工技术创新

梁亚华 戈祥林 杨永华 孙 涛

中国建筑第八工程局有限公司广西分公司 广西 南宁 530028

摘要：结合工程实际，针对深基坑中超深抗拔桩难以控制钢筋笼定位、上浮及混凝土浇筑标高等施工难点，采取创新、有效的应对措施，保证了抗拔桩施工质量，减少了后期开挖桩基质量处理问题，降低了施工成本，可为类似工程提供施工参考。

关键词：深基坑；抗拔桩；钢筋笼定位；施工技术

中图分类号：TU753.3 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2019)02-0186-03 DOI：10.14144/j.cnki.jzsg.2019.02.002

Technical Innovation of Uplift Pile Construction in Deep Foundation PitLIANG Yahua GE Xianglin YANG Yonghua SUN Tao

China Construction Eighth Engineering Division Corp., Ltd., Guangxi Branch, Nanning, Guangxi 530028, China

Abstract: Through the introduction of project examples, in view of difficulties in the construction of ultra-deep uplift pile in deep foundation pit including difficult control over the reinforcing steel cage positioning, floating, concrete pouring elevation and so on, the innovative and effective countermeasures are adopted to guarantee the construction quality of uplift pile, reduce the late quality treatment of pile foundation excavation and reduce the construction cost, which can provide construction references for similar projects.Keywords: deep foundation pit; uplift pile; reinforcing steel cage positioning; construction technology1 应用工程概况

应用工程实例为轨道交通两线换乘车站，该车站为地下3层3跨箱形结构，基坑深度30 m，采用地下连续墙＋5道内支撑基坑支护形式。为了有效起到抗浮效果，沿着车站横向3根、纵向9 m间距布设抗拔桩，抗拔桩锚入主体结构下底板翻梁或底板，桩基直径为φ1 200 mm/φ1 500 mm这2种形式，桩身长度20 m，主要地质层为素填土、圆砾层、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩，地层相对较好，采用旋挖钻进行施工。

不可行。因此，抗拔桩只能在基坑开挖前进行施工。

2.1.2 成孔深度深、空桩长

抗拔桩桩顶位于基坑结构底板，有效桩身长度20 m，成孔深度达50 m，空桩长度30 m。整个车站抗拔桩数量达155根，桩基施工成本高，施工质量难以控制。

2.1.3 桩位及垂直度要求高

抗拔桩基锚入底板下翻梁，受到底板结构下翻梁宽度限制的影响，部分下翻梁梁宽比桩径大20 cm（图1），桩基垂直度按照规范0.3%进行控制，仍存在桩顶偏出下翻梁的较大风险，因此对抗拔桩基桩位以及垂直度的控制要求较往常更高。

结构柱

2 抗拔桩施工特点、难点分析

2.1󰀡施工特点

2.1.1 抗拔桩先于基坑开挖施工

常规大型地下室基坑，抗拔桩一般均可在基坑开挖后进行桩基施工。而对于轨道交通地下车站狭长深基坑，其存在密集的内支撑，基坑开挖后受到支撑影响，无足够作业空间进行桩基施工；且地铁车站施工工序衔接要求紧凑，基坑开挖后再进行抗拔桩施工的方法从工期上分析亦

主体结构底板

梁下翻底板厚高度下翻梁宽度抗拔桩直径

抗拔桩

图1 抗拔桩与结构下翻梁连接示意

作者简介：梁亚华（1988—），男，本科，工程师。通信地址：广西南宁市金湖路57号文德大厦北楼5楼（530022）。

电子邮箱：407421355@qq.com收稿日期：2018-09-06

2.2󰀡施工难点2.2.1 垂直度控制

桩基钻孔深度达50 m，采用旋挖钻施工工艺垂直度较差，如何有效利用和校核旋挖机本身垂直度调控及人为进

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梁亚华、戈祥林、杨永华、孙 涛: 深基坑抗拔桩施工技术创新

行定期复核，提高桩基垂直度，减少偏差，确保与下翻梁连接准确，是施工难点。

2.2.2 钢筋笼定位及抗浮控制

抗拔桩空桩30 m，钢筋笼通过吊筋方式下放，钢筋笼顶距离钢护筒顶较远，在钢筋笼下放后以及混凝土浇筑过程中，对钢筋笼上浮情况无法进行掌握或难以采取措施进行预防和控制。

2.2.3 混凝土灌注标高控制

对于常规桩基灌注混凝土，一般是采用“测针法”或“标杆插入法”，通过人为感觉混凝土位置进行推算和控制标高。由于抗拔桩桩头埋深较深，施工采用泥浆护壁成孔工艺，受到泥浆影响，故采用常规检测方法无法准确感觉、探测混凝土灌注标高，这将会带来因混凝土欠灌产生的施工质量问题或混凝土超灌过大产生后期破除施工成本等较大的隐患和风险。

3 抗拔桩关键施工技术

3.1󰀡垂直度控制

垂直度控制主要通过旋挖机配置的电子控制系统以及人工采用全站仪动态观察校核垂直度的方式进行。由于在旋挖钻机使用过程中，自动校核系统会存在一定的偏差，所以在钻孔过程中安排测量人员每隔1 h采用全站仪进行钻

杆垂直度校核，发现偏位立即调整，直到孔位定型时，停止校核。在软硬地层交界处，如粉砂质泥岩进入泥岩层中减慢钻孔速率，避免钻速过快，因泥岩层较硬，且带膨胀性，遇水容易打滑，使钻头钻偏[1]。

3.2󰀡钢筋笼定位及抗浮技术

由于存在30 m空桩，故钢筋笼定位及钢筋笼抗浮存在较大难度。原计划采取将钢筋笼骨架加长至地面来进行控制，但桩基数量较多，且钢筋骨架无法重复使用，将会导致施工成本升高。经过方案比选，决定增加钢筋笼径向定位筋，同时在钢筋笼底部采取措施，增加钢筋笼与混凝土摩阻力，以减少钢筋笼上浮[2]。

3.2.1 钢筋笼定位措施

除了设计上面要求的钢筋笼保护层定位筋外，另间隔2 m在钢筋笼断面上焊接“井”字筋，并在钢筋笼顶设置4根吊筋引出地面，采用护桩十字交叉点与吊筋十字交叉点进行核对，控制钢筋笼定位（图2、图3）。

3.2.2 钢筋笼抗浮措施

在桩基混凝土灌注施工过程中，由于钢筋笼较小、质量轻、混凝土灌注速度快、导管埋深大等原因，均会造成钢筋笼上浮问题。常规桩基，桩头距离地面或钢护筒较近时，可采取将桩头钢筋焊接于钢护筒或其他反压措施进行固定，避免浇筑过程中钢筋笼上浮。此工程抗拔桩基的空桩部分长，桩头埋深大，无法对桩基钢筋笼进行直接固定

20#槽钢扁担梁

枕木

1 500吊筋 12

φ4根吊筋 12φ长度由桩头到地面钢筋笼

φ桩基钢筋笼 16@2 000井字定位钢筋井字定位筋

图2 井字筋定位示意 图3 钢筋笼吊装下放示意

来预防钢筋笼的上浮。为此，针对桩基钢筋笼抗浮措施提出一种新的施工方法，即通过在钢筋笼底部焊接一个水平兜网，通过兜网装置增加钢筋笼与混凝土的摩阻力，从而减小钢筋笼上浮力，起到良好的预防效果。兜网装置主要由钢筋焊接组成，主要分为外箍筋、内箍、抗浮网架筋3部分（图4、图5）。

导管

005A0A

桩底标高

01桩径

图4 钢筋笼抗浮装置立面

φ 18外箍φ（与主筋焊接）内箍直径350 18内箍8 18抗浮网架筋φ受力主筋导管下φ10@100抗浮环向箍筋料口桩径A-A图5 钢筋笼抗浮装置平面

1）外箍：主要起到与钢筋笼连接的作用，将兜网与混凝土产生的抗浮力传递至钢筋笼。

2）内箍：在兜网中间形成一个导管下放及混凝土料下灌通道，避免混凝土料打落在兜网上。

3）抗浮网架筋：主要用于扩大钢筋笼底部与混凝土接触面积，增加竖向摩阻力，起到抗浮作用。制作成钢筋网状，不做成钢板封闭式材料，主要考虑在灌注施工的首盘料下放时，混凝土能从网孔中将桩底泥浆冲出，提高桩底施工质量。

建筑施工·第41卷·第2期

187梁亚华、戈祥林、杨永华、孙 涛: 深基坑抗拔桩施工技术创新

3.3󰀡混凝土灌注面控制技术

由于抗拔桩桩头埋深约30 m，故混凝土灌注过程中如何确定超灌面标高的问题是一大难题。项目引进先进仪器，通过探测浮浆及混凝土混合料的密度及压力来确定混凝土面位置，可以通过手机APP实时监测桩头位置混凝土情况，既保证桩头质量又节约施工成本。主要操作为在钢筋笼下放时，将传感器绑扎固定在钢筋笼顶部，通过无线网络装置及数据发射采集装置形成一个平台自动采集数据的系统，可通过手机APP动态观测传感器周边压力情况，灌注过程中传感器压位数据趋向稳定，无明显变化。而当混凝土灌注至传感器位置时，压位线突变上升，并伴随声音报警提示，同时可以探测出混凝土与感应器的相对距离，达到设定的超灌高度后，即可停止泵送混凝土，从而准确有效地控制桩顶超灌标高（图6、图7）。

钢筋笼传感器

传感器线缆

胶带

超灌上限

混凝土到达超灌高度

超灌高度

混凝土到达传感器

灌注前灌注过程

图6 混凝土传感器安装 图7 手机APP实时监测灌注情况界面

局面和工期效益。目前，应用实例工程正处于主体结构施工阶段，开挖出来的桩顶施工质量良好，验证了施工技术研究的可行性，总结出的专利及工法可推广使用，为类似深基坑抗拔桩工程提供借鉴和参考。

4 结语

通过对深基坑抗拔桩施工技术研究，有效解决了抗拔桩施工工艺中的垂直度控制、钢筋笼定位及抗浮、混凝土灌注标高控制等三大难题，减少了抗拔桩施工中存在的质量问题，为后期基坑开挖后的主体结构施工创造了良好的

[1] 薛梅,李强.旋挖钻成孔灌注桩施工质量的控制[J].江苏建材,2011

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[2] 张广亮,陈益敏,黄勋.钻孔灌注桩钢筋笼浮笼的防治[J].中国新技

术新产品,2011(12):79.

（上接第185页）制孔壁质量及开挖方向。

2）对于一般土层，开挖时应使套管超前下沉30 cm左右，这是标准做法。

3）对于含卵砾石粉质黏土及含砾砂岩（强风化）层，应使落锤抓斗超前下挖20～30 cm，因为在这种土层中套管的下沉是非常困难的，尤其是对于地下水位以下的含砾砂岩（强风化）层，如不采取超前开挖措施，即使利用夹持压力勉强将套管压入土层中，在以后提升套管时也将是非常困难的。

4）若遇特硬土层或孤石等障碍，可先采用十字冲击锤将硬土层或孤石击碎，再利用落锤抓斗将土块、石块抓出。

孔底涌砂现象。

4.5󰀡旋挖钻机成孔

套管下放至设计位置后，换用旋挖钻机成孔，二次对中，泥浆护壁成孔至设计孔深。桩机定位要准确、水平、垂直、稳固。旋挖机利用自动控制系统调整其垂直度，钻机安放定位时，要使机座平整、机塔垂直，且转盘（钻头）中心对正，注入稳定泥浆后进行成孔作业。成孔过程中，随时根据旋挖机显示数据调整钻杆，同时利用全站仪检测钻杆垂直度，确保桩孔的垂直度[2]。

5 结语

采用既有地下室条件下逆作桩基的施工技术，不拆除既有地下室结构，较常规将老地下室拆除、回填及加固工艺，既节约了回填、加固及养护时间，又减少了资源投入，节约环保。该技术可为复杂环境下（地质环境差、既有老地下室等）的逆作桩基施工提供经验，从而节约工程成本，有效提高工程质量与经济效益。

4.4󰀡注意事项

1）无特殊情况，挖掘中途不允许间断，必须连续挖掘。但由于某些不可避免的原因必须中断挖掘时，也应该继续摇动套管，防止套管外侧土壤因重塑固结效应而将套管夹紧，给后续施工带来困难。

2）如若地下水位以下有厚超过5 m的砂层或流沙层，应慎重考虑是否采用搓管机下放套管，且至少选用大功率搓管机（1500型以上）。

3）如地下有承压水的存在，那么在承压水层挖掘时，尤其是承压水层处于砂层中的更应特别注意，否则会形成

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