探析高層建筑沖孔灌注樁施工技術(shù)

張雷朋

（福建聯(lián)美建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 廈門361000）

1 工程實(shí)例概況

該工程位于福建省泉州市德化縣，屬于安置房工程。設(shè)計為地下局部兩層地上18 層，由9 棟高層組成。采用泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁基礎(chǔ)，總樁數(shù)為1000 根，樁徑800mm 的有509 根、1000mm 的有301 根、1200mm 的有148 根、1500 mm 的有37 根、1600mm 的有5 根。樁基持力層選擇為中風(fēng)化凝灰熔巖，樁端進(jìn)入持力層不小于1m，樁身混凝土強(qiáng)度等級為C30，樁身全長配筋。

2 高層建筑沖孔灌注樁施工問題概述

高層建筑建設(shè)涉及沖孔灌注樁施工，而這一過程對應(yīng)的施工工藝比較復(fù)雜，且對施工操作技術(shù)要求較高，在一般的施工過程中經(jīng)常容易出現(xiàn)施工質(zhì)量問題。根據(jù)當(dāng)前實(shí)際施工情況統(tǒng)計分析可知，主要表現(xiàn)為如下幾類問題：（1）孔壁坍塌。在沖擊成孔過程中，容易出現(xiàn)大量的氣泡以及泥漿液體快速流失沒導(dǎo)致護(hù)筒內(nèi)部水位下降顯著，由此造成孔壁坍塌。這類問題一般是鉆頭運(yùn)行狀態(tài)不佳、沖擊速度把控不當(dāng)造成；（2）樁孔偏位。沖擊孔位偏離中心線位置，抑或樁孔存在顯著額垂直誤差。當(dāng)樁機(jī)不穩(wěn)固時，在作業(yè)過程中就可能出現(xiàn)樁機(jī)不穩(wěn)，導(dǎo)致鉆頭出現(xiàn)偏移，由此導(dǎo)致樁孔偏位；（3）卡錘問題。在沖孔作業(yè)過程中，容易出現(xiàn)沖擊錘無法拔出。這種情況主要是施工過程中護(hù)筒傾斜或者護(hù)筒出現(xiàn)移位而致使樁錘被卡住。

3 高層建筑沖孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)分析

在高層建筑孔灌注樁施工過程作業(yè)中，其主要流程涵蓋了平整施工場地、測量放線施工、護(hù)筒埋設(shè)施工、樁機(jī)定位、沖孔施工及其測量、鋼筋籠制作及其吊裝、混凝土澆筑等。其中，測量放線施工、護(hù)筒埋設(shè)施工、鋼筋籠制作、沖孔施工為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對此本文重點(diǎn)探討這些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工技術(shù)要點(diǎn)。

3.1 測量放線施工

測量放線是高層建筑孔灌注樁施工過程作業(yè)中的另一個關(guān)鍵施工要點(diǎn)。對此要求嚴(yán)格根據(jù)施工圖紙設(shè)置要求，首先做好樁基中心坐標(biāo)的測算。其次，在現(xiàn)場施工布置后進(jìn)行放樁作業(yè)，對此相關(guān)工作人員要對這些樁基進(jìn)行科學(xué)合理的維護(hù)，確保樁基的定位點(diǎn)的固定不變。除此之外，在鉆機(jī)施工作業(yè)中，要確定鉆機(jī)的調(diào)整情況，合理放置護(hù)筒，有效實(shí)現(xiàn)對樁基的保護(hù)。同時在鉆機(jī)作業(yè)的過程中，要反復(fù)查驗孔位情況，確保各個孔位符合設(shè)計要求，由此避免孔位偏移問題出現(xiàn)。

3.2 護(hù)筒埋設(shè)施工

護(hù)筒作為一種保護(hù)孔位樁基的重要施工結(jié)構(gòu)，其在實(shí)際的施工中經(jīng)常使用，由此可見做有效開展這一施工作業(yè)內(nèi)容對于維護(hù)施工質(zhì)量有著關(guān)鍵意義。對此要求在護(hù)筒埋設(shè)施工中，首先要做好護(hù)筒材料的選取，對于這一問題要求根據(jù)相關(guān)設(shè)計要求進(jìn)行選取工作，比如要求被選取的護(hù)筒，其每一節(jié)護(hù)筒的尺寸在兩至三米，材質(zhì)為鋼質(zhì)。此外在護(hù)筒的直徑選取上要根據(jù)孔樁直徑來選取，以此實(shí)現(xiàn)二者相匹配，對此一般選擇內(nèi)徑比孔樁直徑大二十公分左右的護(hù)筒為宜。其次護(hù)筒質(zhì)量是關(guān)鍵，其直接同鉆孔作業(yè)質(zhì)量相關(guān)聯(lián)。對于鉆孔較深的情況，低下水位的孔壁會受到地下水壓力的影響導(dǎo)致孔壁坍塌，對此可以合理的布設(shè)護(hù)筒以有效隔絕地下水的影響，從而以降低其對孔壁影響。重點(diǎn)把握上述技術(shù)要點(diǎn)，在施工中加以實(shí)踐，以此實(shí)現(xiàn)該環(huán)節(jié)施工質(zhì)量控制。

3.3 沖孔施工

上述工程施工完成后的重要施工環(huán)節(jié)就是沖孔施工作業(yè)。這一環(huán)節(jié)而言，首先將樁機(jī)調(diào)整到位。其次要將沖擊錘的中心和護(hù)筒的中心標(biāo)齊對準(zhǔn)，二者之間的誤差保持在二十毫米以內(nèi)。在沖孔過程中，首先采用低垂密擊的方式進(jìn)行作業(yè)，此時錘高度要控制在四十厘米到六十厘米的范圍內(nèi)，并同時要及時恰當(dāng)添加片石、黏土泥漿護(hù)壁、從而使得形成的孔壁能夠構(gòu)架穩(wěn)固密實(shí)。當(dāng)孔深度在護(hù)筒以下三到四米的位置，則加大錘擊頻率，提升錘擊高度，其對應(yīng)錘擊高度為兩米到四米之間。在沖孔的過程中同時要注意及時清除孔內(nèi)殘渣，每一階段的錘擊后則要進(jìn)行一次排渣操作。開展鉆進(jìn)作業(yè)過程中，采用膨潤土來制備泥漿，并且根據(jù)需求來添加分散劑，比如碳酸鈉，摻量要控制為加水量的百分之零點(diǎn)五的范圍內(nèi)。相關(guān)添加比例根據(jù)實(shí)際情況來確定。鉆機(jī)每鉆進(jìn)一到二米時，開展一次取樣作業(yè)，并保存巖樣，為終孔檢驗提供資料。同時上述的反復(fù)作業(yè)，一次來達(dá)成該作業(yè)過程。為防止發(fā)生擾動孔壁、塌孔、擴(kuò)孔、卡錘和掉錘及泥漿流失等，在樁距小于2.5d(樁徑)時，必須跳開施工；多臺樁機(jī)不得同時起落樁錘避免形成共振效應(yīng)。清孔時應(yīng)采用泥漿不斷循環(huán)排渣，直至灌注水下混凝土。每根樁必須進(jìn)行嚴(yán)格清孔，灌注混凝土前，孔底沉渣允許厚度應(yīng)≤50mm。

3.4 鋼筋籠制作安裝

在完成施工準(zhǔn)備工作后，則可以根據(jù)施工設(shè)計方案要求，進(jìn)行制作鋼筋籠的作業(yè)，以此來確保鋼筋籠同灌注樁實(shí)現(xiàn)相連對應(yīng)。對于鋼筋籠結(jié)構(gòu)而言，主要包含鋼筋和箍筋等材料。在實(shí)際的制作過程中，要嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計要求，做好鋼筋尺寸的掌控，尤其是鋼筋直徑，其關(guān)乎鋼筋籠制作的強(qiáng)度質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上要做好鋼筋間距的設(shè)計和控制以滿足設(shè)計要求，同時也要考慮鋼筋保護(hù)層的設(shè)計和施工工序，依托國家施工設(shè)計規(guī)范開展該環(huán)節(jié)的施工作業(yè)，以此達(dá)成設(shè)計要求，安裝時注意成品保護(hù)和隱蔽驗收，由此為高層建筑施工質(zhì)量控制提供基礎(chǔ)支撐。

3.5 安放導(dǎo)管

鋼筋籠吊裝就位后，即可下導(dǎo)管（導(dǎo)管使用前，應(yīng)拼裝試壓合格），導(dǎo)管采用壁厚5mm 的無縫鋼管制作，直徑250mm，導(dǎo)管接頭用雙螺紋方扣快速接頭，必須具有良好的密封性能，導(dǎo)管吊放時應(yīng)居中且垂直，下口距孔底300～500mm，底管長度應(yīng)≥4m。

3.6 二次清孔

導(dǎo)管安裝完畢后，在導(dǎo)管頂部接上供漿管，進(jìn)行第二次清孔。當(dāng)泥漿沉渣很少，且測錘可清晰感覺到底部巖面時，通知建設(shè)單位及監(jiān)理單位等進(jìn)行現(xiàn)場驗收合格后，方可結(jié)束清孔，并立即灌注混凝土。

3.7 水下混凝土灌注

混凝土強(qiáng)度等級和坍落度應(yīng)符合設(shè)計要求嚴(yán)格按照設(shè)計要求通過做坍落度實(shí)驗等對進(jìn)場的商品混凝土進(jìn)行驗收。做好初灌和終灌時混凝土量和標(biāo)高的控制，留置好混凝土試塊。

4 高層建筑沖孔灌注樁施工質(zhì)量控制策略分析

4.1 著重常見問題預(yù)防

前文中探討了高層建筑沖孔灌注樁施工中的孔壁坍塌、樁孔偏位、卡錘問題等相關(guān)問題，對于這些常見問題的有效解決則是關(guān)鍵。對于孔壁坍塌問題，首先在作業(yè)前要對該區(qū)域的地質(zhì)條件相關(guān)資料進(jìn)行研究，確定低下水位以及巖層分布情況，明確溶洞和土洞的分布情況。其次要做好泥漿的配置，尤其是土質(zhì)材料的選擇和材料的配比等。對于樁孔偏位問題，要求在施工前做好樁孔位置的精確定位，確定其對應(yīng)坐標(biāo)參數(shù)，并在施工中要反復(fù)進(jìn)行核查，保持鉆機(jī)參數(shù)和設(shè)定參數(shù)處于相協(xié)調(diào)的狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上操作人員要嚴(yán)格按照相關(guān)要求來執(zhí)行各項任務(wù)，保持作業(yè)過程中操作施工環(huán)節(jié)的規(guī)范化、統(tǒng)一化和精確化。針對卡錘問題，要求在進(jìn)行沖孔時，要對沖擊錘進(jìn)行查驗，確定其設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)，其次在埋設(shè)護(hù)筒時要確保護(hù)筒處于垂直狀態(tài)，最后在沖孔過程中要嚴(yán)格按照操作規(guī)范作業(yè)，以此來有效解決這一問題。

4.2 強(qiáng)化灌注施工工藝控制

高層建筑沖孔灌注樁施工，涉及到灌注作業(yè)過程，而這一施工過程有著很高的工藝要求，對此要求在作業(yè)過程中強(qiáng)化灌注施工工藝控制。在工作開展之前要根據(jù)施工設(shè)計要求，選擇好混凝土相關(guān)材料，為混凝土質(zhì)量控制提供先決條件。對此在開展灌注施工作業(yè)過程中，首先做好混凝土的攪拌工作，尤其是材料的配比，攪拌工藝等，以此提升混凝土攪拌質(zhì)量，進(jìn)而更好地避免斷樁和堵管問題。其次，為了更好地提升混凝土質(zhì)量，需要做好對抽動導(dǎo)管質(zhì)量的控制，從而更好地土體沖刷孔壁，以避免可能的樁孔孔壁坍塌的問題。做好高層建筑沖孔灌注樁施工則要確保施工工藝滿足施工設(shè)計要求，從而以提升高層建筑施工質(zhì)量。

5 結(jié)論

高層建筑沖孔灌注樁施工作為高層建筑施工中的重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)在施工技術(shù)和施工工藝上要求相對較高，因此容易出現(xiàn)各種問題，對此本文重點(diǎn)分析了當(dāng)前存在的主要問題。在此基礎(chǔ)上，就高層建筑沖孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析，涵蓋了鋼筋籠制作、測量放線施工、護(hù)筒埋設(shè)施工、沖孔施工等內(nèi)容。最后就高層建筑沖孔灌注樁施工質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，提出了著重常見問題預(yù)防、強(qiáng)化灌注施工工藝控制等相關(guān)舉措，從而為當(dāng)前高層建筑施工質(zhì)量控制提供參考。