高填方区端承桩基础施工方法与流程

1.本发明涉及土建工程技术领域，尤其涉及一种高填方区端承桩基础施工方法，该方法适用于回填厚度20米以上的高填方区端承桩地基基础。

背景技术：

2.我国许多城市周边的山谷低洼地区，因以前发展需要，存在诸多城市建设渣土弃土区，而考虑到当时工程造价的影响，使得回填标准低，多数为简单堆积。现在由于发展的需要，为充分利用土地资源，越来越多地将以前的城市堆填区用于建筑用地，甚至是高层建筑用地。这样前期回填标准低，堆积年限达不到固结要求的土层，势必对建筑基础的施工带来很大困难，严重时会造成高层建筑桩基工程质量事故。

3.目前，解决上述高填方区端承桩基础施工方法通常都是直接将高填方区的表层压实，达到能够满足旋挖钻机施工的条件的表面层的压实回填区，然后利用旋挖钻机直接进行转孔，然后下置安放钢筋笼，浇筑形成端承桩，但由于高填方区的回填厚度高于20米，当回填土固结程度很低时，成孔难度极大，同时，欠固结回填土对桩基的反向负摩阻力，大大降低了桩基的单桩承载力，给建筑基础的施工带来很大困难，存在较大安全隐患。

技术实现要素：

4.本发明的目的为了解决目前高填方区端承桩基础施工中，采用表面压实后直接钻孔成孔难度大和负摩阻力较大的技术问题，采取了在桩基范围使用强夯的地基处理方法，最大限度的压密回填土，增加土体固结度，减少发生塌孔的缺陷。

5.为了解决上述技术问题，本发明高填方区端承桩基础施工方法，包括以下步骤：

6.第一步，施工准备，(1)检查水、电布置情况，场地机械设备运输道路和施工条件；(2)检查场地场平标高，保证留够设计标高以上原状土层厚度；(3)检查相关材料、设备；(4)初步确定试验参数；

7.第二步，表层回填土开挖，开挖表层较松散的土方和挖方回填土；

8.第三步，第一层强夯地基层施工，采用两遍点夯+两遍满夯的施工工艺；

9.第四步，铺土碾压，满夯结束后对场地进行整平碾压；

10.第五步，第二层强夯地基层施工，采用两遍点夯+两遍满夯的施工工艺；

11.第六步，压实回填地基处理，强夯法处理后，地基标高离设计标高小于600mm时，采用分层碾压法处理地基，以满足地基土的压实度要求；

12.第七步，承载力检测，采用浅层平板载荷试验方法检测经强夯处理后的地基承载力特征值及变形模量是否满足设计要求；

13.第八步，刚性桩放线定位，(1)放线定位，根据设计图纸通过放线定位标示出应成孔位置；

14.(2)放线采用全站仪进行桩位放线，同时需要对孔口高程进行测量，确保预留高度的原状土体；

15.第九步，钻孔，孔壁防塌孔工艺处理，(1)钻孔，根据土层情况及地下水位采用c15素混凝土回灌护壁工艺，施工过程保证入岩深度达到2000mm以上；(2)孔壁防塌孔：在成孔过程中对于上部夯击影响范围内的土层采用常规施工方案保证成孔；当进入夯击影响范围外时应降低钻进速度，密切关注钻机出土量，将低标号混凝土向孔壁挤压形成混凝土护壁，使低标号混凝土形成护壁；(3)同时掌控钢筋笼下笼焊接、清空质量以及浇筑时间，保证成桩，须保证成孔后6h内完成浇筑；

16.第十步，清理孔底、下钢筋笼、混凝土灌注，钢筋笼安放完成后及时进行砼灌注；

17.第十一步，检测桩身完整性，采用低应变法和超声波检测；

18.第十二步，清理土层、截桩头至设计标高，在桩身完整性检测合格后，清理桩头。进一步限定在所述的第三步中，所述点夯夯击能为10000kn.m，夯点间距为8

×

8m，梅花型布点，在点夯基础上进行满夯，第一遍满夯采用2000kn.m相切方式，第二遍满夯采用1000kn.m锤径1/3搭接方式。

19.进一步限定在所述的第四步中，所述的碾压采用20t振动压路机碾压2～3遍。

20.进一步限定在第五步中，点夯夯击能为4000kn.m，夯点间距为5

×

5m，梅花型布点，在点夯基础上进行满夯，第一遍满夯采用2000kn.m相切方式，第二遍满夯采用1000kn.m锤径1/3搭接方式；对于第二层强夯地基层区，在第一层强夯地基层的基础上进行分层强夯，虚铺土层厚度不大于5m。

21.进一步限定在所述的第六步中，分层碾压采用压实机具机械压实，每层的最大松铺厚度不超过300mm,保证原地基力承载力特征值为180kpa。

22.进一步限定在所述的第七步中，地基承载力特征值及变形模量设计要求为承载力特征值≥180kpa，变形模量≥15mpa。

23.进一步限定在所述的第七步和所述的第八步之间，增加第7-1)步，对强夯处理后的地基承载力特征值及变形模量检测不合格的处理，按照上述要求检测，检测未合格，返回到第三步，按照原工序重新施工，至到检测合格为止；如因夯坑周围有明显的隆起，击数达不到收锤标准，则可采用强夯置换，填入中风化石料继续夯击直到收锤标准为止。

24.进一步限定在所述的第九步中，钻孔采用非取芯钻头对桩端岩石进行钻进，钻孔前根据土质情况埋设孔口护筒，钻孔保证垂直度偏差小于1％。

25.进一步限定在所述的第十步中，所述灌注方法采用垂直导管灌注砼，依靠砼自身反压出导管形成的扰动从而起到振捣作用；浇筑桩顶以下5m范围内混凝土时，应随浇筑随振捣，每次浇筑高度不得大于1.5m。

26.进一步限定在所述的第十一步中，在检测前施工单位应将浮浆剔除，打磨好；第一次抽检比例在30％，磨平桩头一般为3个点，每个点直径10cm，在桩半径2/3位置均匀分布。

27.进一步限定在所述的第十一步和所述的第十二步之间，增加第11-1)步，对桩身质量检测不合格的处理，按照上述要求检测，检测未合格，返回到第八步，按照原工序重新施工，至到检测合格为止。

28.进一步限定在所述的第十二步中，清理桩头时，首先人工开挖桩间土体，露出桩头，将桩顶设计标高放线用油漆标记，桩头截除由人工采用专业切割机环向切割。

29.进一步限定所述的表层的厚度不不少于2米，所述第二层强夯底基层厚度不少于5米，所述第一层强夯底基层厚度不少于10米。

30.采用本技术方案的高填方区端承桩基础施工方法，采用开挖面层，夯实中表层形保证中表层的成孔条件和机具承载力，中下层采取成孔混凝土回灌工艺，达到混凝土桩嵌入高填方下部持力层，用端承桩刺入强夯处理后的地基来调整桩和桩间土变形以及复合土的回填，在一定程度上减小了桩侧回填土的负摩阻力，根据设计在桩顶浇筑承台及地梁来承担上部荷载，保证桩土共同受力；将原来不适宜修建高层建筑的地基处理后，可达到设计地基承载力要求，大大提高土地利用率，节约土地成本。相对目前常用的换填法压实处理地基相比，方法施工速度快，提高了经济性，加快了整个建筑地基基础施工进度，节约工期，社会经济效益显著；同时，采用孔壁保证措施后对孔壁成孔保值率高，避免了在回填区域钻孔常出现的塌孔、封孔、卡钻等现象。

附图说明

31.图1是本发明高填方区端承桩基础施工方法原理图；

32.图2是本发明高填方区端承桩基础施工方法流程图；

33.图3是第一层强夯地基层施工中第一遍和第二遍点夯间距要求示意图；

34.图4是第一层强夯地基层施工中第一遍满夯夯击要求示意图；

35.图5是第一层强夯地基层施工中第二遍满夯夯击要求示意图；

36.图6是第二层强夯地基层施工中第一遍和第二遍点夯间距要求示意图；

37.图7是第二层强夯地基层施工中第一遍点夯夯击要求示意图；

38.图8是第二层强夯地基层施工中第二遍点夯夯击要求示意图。

具体实施方式

39.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

40.如图1和图2所示，高填方区端承桩地基基础施工方法，包括以下步骤，第一步，施工准备

41.(1)、由项目技术负责人进行编制，报公司技术部门审核，审批，后报监理单位，建设单位进行最终的审批。对该施工方案实施的相关负责人、责任人、现场管理人员、现场操作人员等进行详细的技术交底，并进行考核通过后方可进行施工。

42.(2)、检查水、电布置情况，场地机械设备运输道路和施工条件。

43.(3)、检查场地场平标高，一定要保证留够设计标高以上原状土层厚度，不得超开挖。预留原状土层是保证施工过程中桩顶有浮浆需要截桩头，减少施工对桩周土体的扰动，应保留该部分土体至桩身质量检查合格后，统一清除设计标高以上多余土层。

44.(4)、检查所有相关材料，设备。检查主要工程夯机工、程钻机、泥浆泵的使用性能，使用期限等是否符合正常使用要求。泥浆用粘土是否合格，桩身采用商品混凝土，若现场搅拌应有严格的配合比和质量控制措施。

45.(5)、根据回填土的成分、回填方式、地下水条件、包括后期堆载情况等初步确定试验参数，通过试验段进行验证。通过施工夯机试验段确定上部回填土挖除深度、底部夯机参数、回填层厚和回填夯击参数。

46.第二步，表层回填土开挖

47.开挖表层较松散的土方和挖方回填土，表层的厚度为2米；

48.第三步，第一层强夯地基层施工，第一层强夯地基层的厚度为5米；

49.如图3、图4和图5所示，第一层强夯地基层施工，采用两遍点夯+两遍满夯的施工工艺，点夯夯击能为10000kn.m，夯点间距为8

×

8m，梅花型布点，在点夯基础上进行满夯，第一遍满夯采用2000kn.m相切方式，第二遍满夯采用1000kn.m锤径1/3搭接方式。

50.第四步，铺土碾压

51.满夯结束后对场地进行整平并采用20t振动压路机碾压2～3遍。

52.第五步，第二层强夯地基层施工，第二层强夯地基层的厚度为10米；

53.如图6、图7和图8所示，第二层强夯地基层施工，采用两遍点夯+两遍满夯的施工工艺，点夯夯击能为4000kn.m，夯点间距为5

×

5m，梅花型布点，在点夯基础上进行满夯，第一遍满夯采用2000kn.m相切方式，第二遍满夯采用1000kn.m锤径1/3搭接方式；对于第二层强夯地基层区，在第一层强夯地基层的基础上进行分层强夯，虚铺土层厚度不大于5m；

54.第六步，压实回填地基处理，

55.强夯法处理后，地基标高离设计标高小于600mm时，采用分层碾压法处理地基，以满足地基土的压实度要求。采用一般能量机械压实时，每层的最大松铺厚度不超过300mm；采用能量较大的压实机具时，每层最大铺松厚度通过试验确定,本项目通过压实回填地基处理，将原地基力承载力特征值由120-160kpa提升到180kpa，满足设计对地基承载力的要求。

56.第七步，承载力检测，

57.采用浅层平板载荷试验方法检测经强夯处理后的地基承载力特征值及变形模量是否满足设计要求(承载力特征值≥180kpa，变形模量≥15mpa)，动探试验查找强夯作业影响深度及其密实程度；面波测定场相对地密实程度，压实度试验检测地基填土压实系数是否满足设计要求(压实系数≥0.95)；

58.第7-1)步，对强夯处理后的地基承载力特征值及变形模量检测不合格的处理

59.按照上述要求检测，检测未合格，返回到第三步，按照原工序重新施工，至到检测合格为止；如因夯坑周围有明显的隆起，击数达不到收锤标准，则可采用强夯置换，填入中风化石料继续夯击直到收锤标准为止。

60.第八步，刚性桩放线定位，

61.(1)、放线定位，根据设计图纸通过放线定位标示出应成孔位置；

62.(2)、放线采用全站仪进行桩位放线，同时需要对孔口高程进行测量，确保预留一定高度的原状土体。

63.第九步，钻孔，孔壁防塌孔工艺处理

64.钻孔采用三一重工钻机rs360型，通过柴油为动力，根据土层情况及地下水位采用c15素混凝土回灌护壁工艺，施工过程保证入岩深度达到2000mm以上(根据桩基图纸确定)，通常由于钻探岩芯样难于扭断，也可更换非取芯钻头对桩端岩石进行钻进，钻孔前根据土质情况埋设孔口护筒，钻孔保证垂直度偏差小于1％。施工中严格记录成孔深度，孔底标高等数据；

65.孔壁防塌孔：在成孔过程中对于上部夯击影响范围内的土层采用常规施工方案保证成孔。当进入夯击影响范围外时应降低钻进速度，密切关注钻机出土量，如出现只出土不进尺现象或有塌孔迹象时，采用了低标号c15混凝土填孔，待混凝土时间初凝前后30分钟

内，用旋挖钻机继续低速慢进，控制旋挖钻机速度小于每分钟15转，每分钟进尺0.5米。同时将低标号混凝土向孔壁挤压形成混凝土护壁，使低标号混凝土形成护壁；

66.同时应注意掌控钢筋笼下笼焊接、清空质量以及浇筑时间，时间越长，越可能在钢筋笼安放、浇筑的过程中发生塌孔。为防止发生塌孔，保证成桩，须保证成孔后6h内完成浇筑。

67.第十步，清理孔底、下钢筋笼、混凝土灌注

68.钢筋笼安放完成后及时进行砼灌注，干法成孔的桩基采用垂直导管灌注砼，混凝土浇筑质量依靠砼自身反压出导管形成的扰动从而起到振捣作用；浇筑桩顶以下5m范围内混凝土时，应随浇筑随振捣，每次浇筑高度不得大于1.5m。

69.第十一步，检测桩身完整性

70.桩身质量检验主要是检测桩身完整性，通常采用低应变法和超声波检测。在检测前施工单位应将浮浆剔除，打磨好。根据设计要求，通常第一次抽检比例在30％，磨平桩头一般为3个点，每个点直径10cm，在桩半径2/3位置均匀分布。质量检测由第三方检测单位进行，要求桩身砼连续、完整、呈柱状、混凝土胶结良好、芯样侧面光滑、骨料分布均匀、断口吻合，桩身完整性为i类，抽检砼强度代表值满足c30的设计要求，桩端均须满足支承于中风化石灰岩的设计要求。

71.第11-1)步，对桩身质量检测不合格的处理

72.按照上述要求检测，检测未合格，返回到第八步，按照原工序重新施工，至到检测合格为止；

73.第十二步，清理土层、截桩头至设计标高，

74.在桩身完整性检测合格后，可进行大规模清理桩头，首先人工开挖桩间土体，露出桩头，将桩顶设计标高放线用油漆标记，桩头截除由人工采用专业切割机环向切割，不得采用大型挖机直接挖取，最后保证桩头及桩周土达到设计标高。当场地比较干时，桩头清理工作也可以在混凝土初凝后终凝前人工清除一部分。

75.通过以上施工步骤，采用开挖面层，夯实中表层形保证中表层的成孔条件和机具承载力，中下层采取成孔保证措施工艺，达到混凝土桩嵌入高填方下部持力层，用端承桩刺入强夯处理后的地基来调整桩和桩间土变形以及复合土的回填，在一定程度上减小了桩侧回填土的负摩阻力，根据设计在桩顶浇筑承台及地梁来承担上部荷载，保证桩土共同受力。

76.本方法采用开挖面层，强夯中表层保证施工机具承载和成孔条件，中下层采取混凝土回灌工艺，将原来不适宜修建高层建筑的地基处理后，可达到设计地基承载力要求，大大提高土地利用率，节约土地成本。处理后的地基在一定程度上减小了桩侧回填土的负摩阻力，达到设计地基承载力要求。和换填法压实处理地基相比，方法施工速度快，提高了经济性，加快了整个建筑地基基础施工进度，节约工期，社会经济效益显著；同时，采用孔壁保证措施后对孔壁成孔保值率高，避免了在回填区域钻孔常出现的塌孔、封孔、卡钻等现象。

77.(1)采用开挖面层，强夯中表层保证施工机具承载和成孔条件，中下层采取混凝土回灌工艺，处理后的地基在一定程度上减小了桩侧回填土的负摩阻力，能达到设计地基承载力要求；

78.(2)施工设备及工艺参照10000kn.m强夯工艺和大直径灌注桩及桩上柱施工方法，成孔采用的钻机需有入岩功能，防止基岩表面起伏产生桩端滑移、漂桩；

79.(3)采用孔壁保证措施后对孔壁成孔保值率高，避免了在回填区域钻孔常出现的塌孔、封孔、卡钻等现象。

80.本方法适用于回填厚度20米以上的高填方区端承型桩地基基础。可用于湿陷性黄土、碎石土、砂土、一般粘性土、软土以及工业或生活垃圾等各种填土地基；尤其适合于结构松散，厚薄不均，无序堆填，成分主要由碎石、块石及生活垃圾、建筑垃圾等组成的新近未固结回填土，适用范围广泛。

81.以上对本发明提供的高填方区端承桩基础施工方法详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。技术特征：

1.高填方区端承桩基础施工方法，其特征在于，包括以下步骤，第一步，施工准备(1)检查水、电布置情况，场地机械设备运输道路和施工条件；(2)检查场地场平标高，保证留够设计标高以上原状土层厚度；(3)检查相关材料，设备；(4)初步确定试验参数；第二步，表层回填土开挖，开挖表层较松散的土方和挖方回填土；第三步，第一层强夯地基层施工，采用两遍点夯+两遍满夯的施工工艺；第四步，铺土碾压，满夯结束后对场地进行整平碾压；第五步，第二层强夯地基层施工，采用两遍点夯+两遍满夯的施工工艺；第六步，压实回填地基处理，强夯法处理后，地基标高离设计标高小于600mm时，采用分层碾压法处理地基，以满足地基土的压实度要求；第七步，承载力检测，采用浅层平板载荷试验方法检测经强夯处理后的地基承载力特征值及变形模量是否满足设计要求；第八步，刚性桩放线定位，(1)放线定位，根据设计图纸通过放线定位标示出应成孔位置；(2)放线采用全站仪进行桩位放线，同时需要对孔口高程进行测量，确保预留高度的原状土体；第九步，钻孔，孔壁防塌孔工艺处理，(1)钻孔，根据土层情况及地下水位采用c15素混凝土回灌护壁工艺，施工过程保证入岩深度达到2000mm以上；(2)孔壁防塌孔：在成孔过程中对于上部夯击影响范围内的土层采用常规施工方案保证成孔；当进入夯击影响范围外时降低钻进速度，将低标号混凝土向孔壁挤压形成混凝土护壁，使低标号混凝土形成护壁；(3)同时掌控钢筋笼下笼焊接、清空质量以及浇筑时间，保证成桩，保证成孔后6h内完成浇筑；第十步，清理孔底、下钢筋笼、混凝土灌注，钢筋笼安放完成后及时进行砼灌注；第十一步，检测桩身完整性，采用低应变法和超声波检测；第十二步，清理土层、截桩头至设计标高，在桩身完整性检测合格后，清理桩头。2.根据权利要求1所述的高填方区端承桩地基基础施工方法，其特征在于，在所述的第三步中，所述点夯夯击能为10000kn.m，夯点间距为8

×

8m，梅花型布点，在点夯基础上进行满夯，第一遍满夯采用2000kn.m相切方式，第二遍满夯采用1000kn.m锤径1/3搭接方式。3.根据权利要求1所述的高填方区端承桩地基基础施工方法，其特征在于，所述的第四步中，所述的碾压采用20t振动压路机碾压2～3遍。4.根据权利要求1所述的高填方区端承桩地基基础施工方法，其特征在于，所述的第五步中，点夯夯击能为4000kn.m，夯点间距为5

×

5m，梅花型布点，在点夯基础上进行满夯，第一遍满夯采用2000kn.m相切方式，第二遍满夯采用1000kn.m锤径1/3搭接方式；对于第二层强夯地基层区，在第一层强夯地基层的基础上进行分层强夯，虚铺土层厚度不大于5m。5.根据权利要求1所述的高填方区端承桩地基基础施工方法，其特征在于，所述的第六

步中，分层碾压采用压实机具机械压实，每层的最大松铺厚度不超过300mm,保证原地基力承载力特征值为180kpa。6.根据权利要求1所述的高填方区端承桩地基基础施工方法，其特征在于，所述的第七步中，地基承载力特征值及变形模量设计要求为承载力特征值≥180kpa，变形模量≥15mpa。7.根据权利要求1所述的高填方区端承桩地基基础施工方法，其特征在于，在所述的第九步中，钻孔采用非取芯钻头对桩端岩石进行钻进，钻孔前根据土质情况埋设孔口护筒，钻孔保证垂直度偏差小于1％。8.根据权利要求1所述的高填方区端承桩地基基础施工方法，其特征在于，在所述的第十步中，所述灌注方法采用垂直导管灌注砼，依靠砼自身反压出导管形成的扰动从而起到振捣作用；浇筑桩顶以下5m范围内混凝土时，应随浇筑随振捣，每次浇筑高度不得大于1.5m。9.根据权利要求1所述的高填方区端承桩地基基础施工方法，其特征在于，在所述的第十一步中，在检测前施工单位应将浮浆剔除，打磨好；第一次抽检比例在30％，磨平桩头一般为3个点，每个点直径10cm，在桩半径2/3位置均匀分布。10.根据权利要求1所述的高填方区端承桩地基基础施工方法，其特征在于，在所述的第十二步中，清理桩头时，首先人工开挖桩间土体，露出桩头，将桩顶设计标高放线用油漆标记，桩头截除由人工采用专业切割机环向切割。

技术总结

本发明涉及土建工程技术领域，尤其涉及高填方区端承桩基础施工方法，包括施工准备、表层回填土开挖、第一层强夯地基层施工、铺土碾压、第二层强夯地基层施工、压实回填地基处理、承载力检测、刚性桩放线定位、钻孔，孔壁防塌孔工艺处理、清理孔底、下钢筋笼、混凝土灌注、检测桩身完整性和清理土层、截桩头至设计标高，采用本技术方案的高填方区端承桩基础施工方法，减小了桩侧回填土的负摩阻力，保证桩土共同受力，将原来不适宜修建高层建筑的地基处理后，可达到设计地基承载力要求，大大提高土地利用率，节约土地成本，相对目前换填法压实处理地基相比，施工快，经济性好，社会经济效益显著。著。著。

技术研发人员：吴宏宇 向虎 路雨明 杨翔 李佳骏 贾森 周杰 曾维勇 杨忠义 吴潇

受保护的技术使用者：重庆建工第七建筑工程有限责任公司

技术研发日：2022.01.13

技术公布日：2022/3/25