高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝探討

(中國五環工程有限公司，湖北 武漢 430223)

目前，國內外大型低溫儲罐普遍采用高承臺灌注樁，施工工藝通常采用灌注樁和短柱分兩次施工的工藝(簡稱傳統施工工藝)，即第一步先施工地下灌注樁部分，然后進行開挖土方、破樁頭、樁檢測工作；第二步施工地上短柱部分(二次接樁)。

高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝是將上述分兩次施工的地下灌注樁與地上短柱的混凝土澆筑工作不間斷(不留施工縫)一次澆筑成型，在保證灌注樁施工質量的前提下，對提高人工和機械的施工工效、縮短施工工期有非常顯著的效果。

1 高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝流程

高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝流程見圖1。

圖1 高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝流程

2 打樁施工順序安排

根據LNG儲罐樁位平面布置圖和圓形高承臺基礎的特點，高承臺灌注樁要求打樁施工順序必須是從中間向外側逐步進行施工，未施工的樁不能遺留在中間位置，否則打樁機無法進入中間施工。

3 高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝的優點

與傳統施工工藝相比，高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝有諸多優點。

(1)地下灌注樁與地上短柱不留施工縫，混凝土一次澆筑成型，避免了灌注樁與短柱部位的“爛根”，增強了樁與短柱的抗震性能和混凝土耐久性，縮短了施工工期。

(2)地下灌注樁與地上短柱鋼筋采用貫通筋，省去了搭接頭，節約了鋼筋和人工費用，同時避免了此部位鋼筋搭接頭對結構受力的不利影響。

(3)地下灌注樁與地上短柱的混凝土澆筑全部采用汽車泵送灌注，利用已有的臨時施工道路作為汽車泵站位，避免了混凝土罐車進入軟弱的打樁場地，節約了場地地基臨時處理費用，同時避免了打樁場地機械設備進出的擁堵現象，提高了機械設備使用效率。

(4)施工過程減少了土方開挖、破樁頭、鋼筋搭接焊接、二次接樁等中間工序，提高了人工和機械的施工工效，節省了鋼筋焊條、樁頭混凝土等材料，大大節省了施工成本，縮短了施工工期，避免了后期樁頭處理給生態環境帶來的不利影響。

(5)高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝實現了樁基施工與清理場地、場地回填壓實同步施工作業，提高了施工效率，縮短了施工工期。

4 施工質量控制要點

高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝與傳統施工工藝的施工質量控制方法基本一致，但必須加強對如下施工過程的質量控制。

4.1 樁位控制措施

采取一次測放三次校核(樁位一次定位測放、護筒安裝結束后進行第一次校核、鋼筋籠安裝完成進行第二次校核、短柱模板安裝完成進行第三次校核)，確保樁和短柱中心偏差滿足設計和規范要求。

4.2 沉渣控制措施

(1)控制泥漿參數，減少泥漿含砂量，保證旋挖成孔過程中的護壁泥漿必須是從泥漿池經過檢驗合格后輸送而來。

(2)灌注混凝土過程中回收的泥漿，必須先進入泥漿回收池，然后經過泥漿凈化設備進行除砂處理，再進入泥漿池檢驗備用。

(3)灌注混凝土前，檢查樁孔沉渣厚度，若不合格則進行再次清孔，確保沉渣厚度滿足設計和規范要求。

4.3 高承臺灌注樁與短柱一次澆筑質量控制

(1)混凝土澆注至地面標高后，應進行適當地混凝土超灌，排擠浮漿直到有新鮮混凝土流出，確保護筒全部拔出后，混凝土高于自然地面。

(2)護筒全部拔出之前，必須將護筒周圍泥漿及被污染擾動的混凝土清理干凈，露出新鮮地表土，形成一個水平面，為后續短柱模板提供支撐面。

(3)對灌注樁臨近地面部分混凝土密實度進行控制，為防止這段區域混凝土密實度不夠，混凝土灌注完畢拔出護筒后，對地面下2 m范圍內灌注樁，用振搗棒靠近鋼筋籠附近進行振搗，確保密實度。

(4)當模板支撐面具有一定承載力后，應及時進行上部模板安裝、找正、找平、地錨加固模板、檢查驗收，并確保結合面混凝土初凝前澆筑上部混凝土。

4.4 短柱混凝土表觀質量控制

(1)模板使用前，應打磨清理，涂刷脫模劑。

(2)短柱混凝土澆筑時，應分層澆筑，振搗、快插、慢拔，直到氣泡全部冒出，頂部見浮漿返上為止。

(3)拆模時間要大于24 h，防止缺棱掉角現象發生，影響表觀質量。

(4)拆模后，及時噴涂養護劑并包裹塑料薄膜保護，防止泥漿污染。

4.5短柱混凝土澆筑標高控制

按短柱嵌入承臺的設計高度，嚴格控制短柱混凝土澆筑標高偏差在±10 mm范圍內。

5 施工安全管理措施

高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝，一般采取兩班24 h連續作業，施工過程機械設備多、運輸設備多、吊裝作業多、交叉作業多、夜間作業多，現場因素不確定，施工安全管理工作要針對上述特點，制定相應的管理方案和安全措施，嚴格執行以下安全管理措施。

(1)明確安全管理目標。按項目部、班組、作業人員逐層分解落實安全管理責任，嚴格執行項目部領導帶班制度。

(2)對進場員工進行三級安全教育培訓，分工種對班組和員工進行崗前安全技術交底和考核。

(3)認真落實班前會制度。項目部每天白班與夜班交接班時，組織開展班前會活動，分析總結上一個班組工作中存在的問題，提出改進措施并嚴格執行。

(4)嚴格執行安全巡查制度，加強現場警示、警戒和旁站監護，加強對現場臨時用電和機械設備后視盲區的管理。

(5)嚴格執行周檢和安全周例會制度，認真分析本周內發生的違章違規事件，找出事件原因，并制定整改措施，并要求限期整改。

6 應用實例

廣匯啟東1#和2#16萬m3LNG儲罐高承臺灌注樁施工，分別采用兩種不同的施工工藝，即傳統施工工藝和高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝。

6.1 施工情況簡介

(1)1#和2#儲罐高承臺灌注樁數量分別為319根和320根,其他設計基本一致或相同，如樁徑(1 200 mm)、樁長(56 m)、短柱高度(1.35～1.50 m)。樁基施工單位為同一家分包商，投入的主要旋挖設備數量、型號相同，施工人力資源基本一樣。場地位置比鄰，實際施工期間的氣候條件基本相同。

6.2 高承臺分區與打樁順序安排

1#和2#儲罐高承臺均劃分為5個區，考慮高承臺與樁基交叉施工，要求樁基移交順序為1區—2區、5區—3區和4區，因此打樁順序是從南北中線位置向東西兩側施工(見圖2)。

圖2 高承臺分區與打樁順序安排

6.3 樁基工程施工質量

1#和2#儲罐樁基工程施工完成后，兩個項目均是委托當地同一家第三方檢測單位對樁基進行單樁抗壓承載力和樁身完整性的檢測工作，檢測結果如下：①1#儲罐樁基工程，單樁豎向抗壓承載力滿足設計要求；樁身完整性，Ⅰ類樁317根，Ⅱ類樁2根，Ⅲ、Ⅳ類樁0根，優良率99.4%；②2#儲罐樁基工程，單樁豎向抗壓承載力滿足設計要求；樁身完整性，Ⅰ類樁320根，Ⅱ類樁0根，Ⅲ、Ⅳ類樁0根，優良率100%。

通過上述對比可知，高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝與傳統的施工工藝相比，樁基工程施工質量均能滿足設計要求。

6.4 施工工期

1#和2#儲罐樁基工程分別于2017年4月和2018年7月施工完成，各工序的施工工期見表1。

表1 各工序的施工工期

通過上述對比可知，高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝與傳統的施工工藝相比，可節省工期50 d，較大幅度地提高了人工和機械施工工效。

6.5 施工成本分析

根據高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝的特點，與傳統施工工藝相比，僅考慮施工工藝流程優化，節省的施工成本統計見表2。

表2 節省的施工成本統計

通過上述施工成本分析可知，高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝與傳統的施工工藝相比，平均每根樁可節省施工費用1 634元。

7 結語

在建筑市場競爭日趨激烈的今天，企業要為客戶提供高效、優質的服務和產品，滿足不同客戶的需求，只有通過不斷創新施工工藝，優化施工流程和加強施工組織管理，并不斷學習和消化國內外先進的施工工法、管理模式，實現降低成本、提高工效，才能生存和發展。從上述應用實例可知，高承臺灌注樁一次澆筑成型施工工藝可以保證工程質量，大幅度縮短工期，提高人工和機械施工工效，節省施工成本，符合社會綠色環保發展理念，具有顯著的社會和經濟效益，市場前景廣闊。