鉆孔灌注樁施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

李棟梁 王 權(quán) 陳凌瀟 范建湘 賈繼訪 楊 暢 中國建筑第五工程局有限公司

1 前言

鉆孔灌注樁技術(shù)，是一種在現(xiàn)代建筑工程施工領(lǐng)域普遍運(yùn)用的技術(shù)方法，主要用于建筑物地基加固與承載力提升。鉆孔灌注因其強(qiáng)大的適用性、較低的施工成本，得到了諸多施工單位的青睞，由于其施工過程屬于隱蔽施工，必須加強(qiáng)技術(shù)研究，保證地基質(zhì)量可靠、整體穩(wěn)固，其后續(xù)施工作業(yè)奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

2 鉆孔灌注樁發(fā)展概況

樁基礎(chǔ)有著悠久的歷史痕跡，被廣泛應(yīng)用于建筑基礎(chǔ)。最早使用的是木樁基礎(chǔ)，在漢代被用于木橋的基礎(chǔ)搭建。隨著工業(yè)的發(fā)展以及冶金技術(shù)的提升，19世紀(jì)初期，鑄鐵板的問世且廣泛地應(yīng)用在碼頭圍堰的修筑工程；19 世紀(jì)中后期，鋼筋、水泥和混凝土等建筑材料陸續(xù)出現(xiàn)，瑞士人通過工廠將混凝土和鋼筋制出樁基礎(chǔ)，被應(yīng)用于房屋建筑和橋梁等基礎(chǔ)。近年來，隨著城市化加速發(fā)展，樁基被廣泛應(yīng)用各種復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，因?yàn)樗哂泻芏鄡?yōu)點(diǎn)，例如：穩(wěn)定性好、適用性強(qiáng)、承載力高等。

目前我國的建筑工程施工領(lǐng)域中，鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)日臻成熟。鉆孔灌注樁技術(shù)同時具有滲透性能良好、可有效提升地基穩(wěn)定性、施工成本低廉等特點(diǎn)，能夠有效提升建筑工程施工的整體質(zhì)量。此外，鉆孔灌注樁技術(shù)所造成的噪聲污染以及工程廢料也較少，能夠在有效節(jié)約建筑工程環(huán)保成本的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步體現(xiàn)出“綠色施工”可持續(xù)施工理念。樁基礎(chǔ)施工是土建工程的基礎(chǔ)工程，其質(zhì)量直接關(guān)乎整個土建工程質(zhì)量，務(wù)必要引起重視，本文圍繞鉆孔灌注樁施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用展開詳細(xì)分析。

3 建筑工程中鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 施工技術(shù)要點(diǎn)

鉆孔灌注樁技術(shù)包括鉆孔、鋼筋籠、灌注混凝土三大部分，以鉆孔為基礎(chǔ)，在孔內(nèi)放入鋼筋籠后，實(shí)施混凝土灌注施工，從而完成建筑深基礎(chǔ)施工。需要注意的是，在特殊條件下，即使不進(jìn)行鋼筋籠設(shè)置也可以進(jìn)行樁基混凝土灌注。從現(xiàn)階段對于鉆孔灌注樁施工技術(shù)的工藝應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)分析，其主要是運(yùn)用了建筑項目產(chǎn)品中的產(chǎn)業(yè)鏈思維，增強(qiáng)了施工技術(shù)與生產(chǎn)管理技術(shù)之間的資源優(yōu)化配置，建立了系統(tǒng)性的鉆孔灌注樁施工技術(shù)方案。因此，在具體的鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐中，要求嚴(yán)格按照施工方案設(shè)計、材料選擇、設(shè)備管理、施工建設(shè)等流程進(jìn)行指標(biāo)化管理與精細(xì)化作業(yè)。鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用工藝流程如圖1所示。

圖1 鉆孔灌注樁施工流程

3.2 質(zhì)量控制措施

3.2.1 卡鉆

在鉆孔灌注樁施工中，因鉆進(jìn)作業(yè)時極易形成中小型破碎巖石，若此時鉆頭回轉(zhuǎn)振動或鉆進(jìn)速度過快，容易形成卡鉆。應(yīng)對措施：優(yōu)化鉆機(jī)施工方法更換鉆頭和降低鉆進(jìn)速度，調(diào)整泥漿密度，循環(huán)使用提、吊、沖等方法避免出現(xiàn)卡鉆情況。

3.2.2 塌孔

因未預(yù)料到的不良地質(zhì)情況、護(hù)筒埋深不足、泥漿粘稠度比重不足、護(hù)壁不佳、孔口周邊排水不好或吊裝鋼筋籠沖撞孔壁等，導(dǎo)致塌孔事故的發(fā)生。應(yīng)對措施：一是查閱分析造孔區(qū)域內(nèi)地勘資料，熟知地質(zhì)情況；二是在易坍塌地段深埋護(hù)筒，確?？卓谔幣潘槙常摻罨\放入前檢查起吊機(jī)械避免入偏孔；三是在不穩(wěn)固地層中，鉆孔時及時補(bǔ)充泥漿，保持好水位高度，清孔后替掉比重過高的泥漿，立即灌注混凝土，避免產(chǎn)生沉積渣。

3.2.3 鋼筋籠上浮移位

在澆筑混凝土?xí)r，因混凝土流動性較差，導(dǎo)管埋入混凝土深度較大時，在提升導(dǎo)管過程中造成晃動，形成掛籠，阻力變大造成鋼筋籠變形，鋼筋籠自重較輕時就會產(chǎn)生上浮的問題。應(yīng)對措施：一是提高鋼筋籠的制作質(zhì)量，鋼筋籠制作根據(jù)實(shí)際樁長適當(dāng)調(diào)整，現(xiàn)場制作標(biāo)準(zhǔn)節(jié)鋼筋籠以備適當(dāng)調(diào)整的樁長，制作鋼筋籠可用細(xì)鋼筋在鋼筋籠上加焊防浮倒刺，吊放時應(yīng)選擇合理的吊點(diǎn)，防止出現(xiàn)變形，緩慢起吊，吊裝過程中應(yīng)對準(zhǔn)孔位，防止碰撞孔壁。二是快速混凝土灌注，并保證待灌注時長在3h 內(nèi)。三是混凝土上升至鋼筋籠底端處時，緩慢提出導(dǎo)管繼續(xù)維持較小埋深，并適當(dāng)減緩砼灌注的速度。

3.2.4 斷樁

因灌注過程中混凝土被沖洗液稀釋或混凝土灌注過程中斷時間過長導(dǎo)致泥土、孔渣填充形成斷樁。應(yīng)對措施為：一是樁孔鉆成型后，必需使用沖洗液認(rèn)真清理樁孔，沖孔后應(yīng)立即澆注混凝土，防止孔底形成沉渣層，施工時要使用合理砼的配合比，確保其具備較好的和易性和流動性。二是混凝土采取導(dǎo)管灌注，保證管接頭處密封良好，導(dǎo)管的拆除長短根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外砼的上升情況判斷，切忌拔出過多，在砂礫地層段，要采取套管或水泥阻水，灌注過程應(yīng)持續(xù)、快速，原料充足，預(yù)防產(chǎn)生質(zhì)量問題。

4 工程案例

4.1 工程概況

本文以某建筑工程為例具體分析鉆孔灌注樁實(shí)際施工情況。此項目建設(shè)面積約20萬平方米，地上20層（84m），地下為雙層框架結(jié)構(gòu)。經(jīng)綜合分析，決定采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，具體參數(shù)如下：樁徑：1.4m；樁身承載力：14000kN；樁端持力層：中風(fēng)化巖層；混凝土強(qiáng)度等級：C35。

4.2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)

4.2.1 準(zhǔn)備工作

（1）放樣：放樣前對測量樁孔位置，標(biāo)注樁身位置、樁基高程。

（2）埋設(shè)護(hù)筒：護(hù)筒長度2m，厚度5mm～9mm，直徑超過鉆頭直徑10cm。在進(jìn)行打樁時，樁身位置設(shè)一個略大于護(hù)筒直徑的圓坑，并以黏土夯實(shí)；搭設(shè)鉆機(jī)過程中，確保護(hù)護(hù)筒、鉆頭、樁孔處于同一直線。

（3）泥漿配比：本項目泥漿性能指標(biāo)見表1，具體泥漿循環(huán)系統(tǒng)布置情況見圖2。

表1 泥漿性能指標(biāo)

圖2 泥漿循環(huán)系統(tǒng)的平面布置圖

4.2.2 鉆孔灌注樁施工過程

在沖擊鉆孔作業(yè)過程中，需要重視以下幾點(diǎn)。

（1）入巖時采用低、高錘協(xié)調(diào)沖擊方法，一旦出現(xiàn)偏空的情況及時回填，一般回填高度至少0.5m，具體就實(shí)際情況而定，完成回填后再次進(jìn)行沖擊操作。施工中遭遇孤石，需以高低沖程結(jié)合擊碎孤石。基巖層每次開挖進(jìn)程0.3m，完成基巖層作業(yè)施工后，再開展鉆孔灌注樁作業(yè)。

（2）完成鉆孔施工后進(jìn)行清孔，要求鉆孔深度、直徑、土層情況全部通過驗(yàn)收，方可實(shí)施清孔工作。本項目采用掏渣筒方式清孔，要求孔道內(nèi)水分充足，并嚴(yán)格控制泥漿量，防止鉆孔垮塌。

（3）鉆孔工作完成后，制作并吊裝鋼筋籠。本項目在現(xiàn)場完成鋼筋下料、焊接以及鋼筋籠制作工作；鋼筋控吊裝后，第二次清孔，并對孔深進(jìn)行檢測，確保鉆孔灌注樁最終施工質(zhì)量與設(shè)計要求相符。

（4）本項目灌注樁采用的混凝土強(qiáng)度為C35，采用“拔球法”混凝土澆筑工藝，使用沖擊鉆機(jī)吊運(yùn)混凝土，分層振搗，保證混凝土澆筑連貫性與樁身密實(shí)性。在整個混凝土灌注過程中，使用浮標(biāo)標(biāo)注混凝土高度，確保其最終成樁高度滿足設(shè)計要求。

5 結(jié)束語

綜上所述，鉆孔灌注樁作為一種成熟樁型，在我國建筑行業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，具有施工便利、成樁質(zhì)量可靠等諸多優(yōu)勢。在建筑工程作業(yè)過程中，施工人員應(yīng)本著建設(shè)高質(zhì)量建筑的理念，科學(xué)運(yùn)用鉆孔灌注樁技術(shù)，規(guī)范落實(shí)埋設(shè)護(hù)筒、鉆孔、吊裝鋼筋籠、澆筑混凝土等諸多工序，保證整體施工質(zhì)量，建設(shè)高品質(zhì)建筑工程。