試析建筑工程樁基施工技術(shù)及控制要點探討

毛廣梅

【摘要]近年來，隨著人口開始大規(guī)模向城區(qū)聚集，城區(qū)內(nèi)的建筑行業(yè)如雨后春筍般迅速擴展蔓延開來。與此同時，人們對現(xiàn)代建筑技術(shù)水平和現(xiàn)代建筑工藝質(zhì)量也提出了更高的技術(shù)要求。樁基施工技術(shù)是高層建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的重要不可組成技術(shù)部分，是有效保障高層建筑安全穩(wěn)定、防止出現(xiàn)不均勻沉降的可靠技術(shù)保障。探討我國建筑工程樁基施工技術(shù)及控制要點，對逐步提升我國現(xiàn)代城市建筑行業(yè)施工技術(shù)水平、保障現(xiàn)代城市基礎(chǔ)建筑安全建設(shè)具有廣泛及其重要的指導(dǎo)作用。筆者對這一研究主題予以深入探討，以期能夠達到拋磚引玉的理想效果。

【關(guān)鍵詞】建筑工程;樁基施工技術(shù);控制要點

現(xiàn)代建筑工程中，樁基施工技術(shù)是不可或缺、廣泛運用的技術(shù)。依托樁基施工技術(shù)，能夠有效防止復(fù)雜多變的建筑環(huán)境的影響，突破地質(zhì)條件的限制，避免不均勻沉降給建筑物帶來的傷害，保障建筑物的安全和穩(wěn)定。探討我國建筑工程樁基施工技術(shù)及控制要點，對逐步提升我國現(xiàn)代城市建筑行業(yè)施工技術(shù)水平、保障現(xiàn)代城市基礎(chǔ)建筑安全建設(shè)具有廣泛及其重要的指導(dǎo)作用。

一、樁基施工技術(shù)原理及運用

樁基施工技術(shù)的主要工作原理，即依托樁基泥漿保護其孔壁、防止泥漿塌孔。通過循環(huán)成型鉆孔后的機械轉(zhuǎn)動作業(yè)，成孔后即可借助樁基泥漿施力保護孔壁同時防止排出塌孔土渣，主要方法有正、反循環(huán)鉆成孔法和沖擊成孔法兩種。

（一）正、反循環(huán)鉆成孔法

正、反循環(huán)鉆成孔法與挖孔法主要區(qū)別之處在于：正、反循環(huán)挖鉆成孔時，泥漿通過漿池、漿泵、鉆桿先后進入孔中，實現(xiàn)泥漿護壁的同時將渣土帶出，水則在重力作用下自行流回地下泥漿池。渣土在泥漿池里充分沉淀后，再次經(jīng)過過濾稀釋重新回到孔內(nèi)。反循環(huán)鉆成孔法按孔內(nèi)和泵鉆桿內(nèi)空氣沖洗液循環(huán)動力鉆進根據(jù)。來源與鉆桿工作運動原理不同，又可分為：鉆桿泵內(nèi)呼吸反向逆循環(huán)動力鉆進、氣舉（壓氣）反循環(huán)動力鉆進和振動噴射（射流）反循環(huán)振動鉆進等三種工作方法。

適用范圍：正規(guī)的循環(huán)排渣鉆孔施工法一般受其采用排渣鉆孔方式的深度限制，其適用成孔的深度和適用的地層都受到一定程度的限制。相對于反循環(huán)方式鉆孔，這種方法設(shè)施簡易、體積小，能夠適用十分狹窄的作業(yè)場地。反循環(huán)式鉆孔法從粉細砂巖層到軟質(zhì)的礫石砂巖層、風(fēng)化性砂巖層，成孔滾鉆深度最大可達100m，最大滾鉆孔徑也可達5m，是其他傳統(tǒng)機械鉆成孔工藝難以達到的。

（二）沖擊成孔法

沖擊力成孔灌注樁處理施工的方法，主要是首先采用電動沖擊式螺旋鉆機或電動卷揚機直接帶動一定承載重量的鉆頭，在一定的推力強度內(nèi)轉(zhuǎn)動，使整個鉆頭自由提升，然后通過突放重力，使整個鉆頭自由降落，利用強大沖擊力的動能沖擠出泥土層或已被破碎的砂巖層面，形成灌注樁孔，再次采用重力掏空抽渣筒或反循環(huán)方式抽渣筒等方式將進入鉆頭的破渣巖屑徹底排除。遇到硬質(zhì)卵石或礫石灰砂層或石灰?guī)r層時，采用回旋沖擊鉆及其他鉆進施工方法難以進行施工，選用配合沖擊鉆或成型鉆孔進行施工的方法，常常也能同時取得較為理想的施工結(jié)果。

二、施工流程及質(zhì)量控制

（一）施工流程

1.測定樁位。根據(jù)工程設(shè)計方案圖紙對樁位進行放線，嚴(yán)格控制充電樁位放線精度，，是有效保證充電樁基礎(chǔ)建設(shè)、確保施工工程質(zhì)量的重要前提條件。所有充電樁點一次性全部進行測放、復(fù)核，每天對已經(jīng)預(yù)鉆的樁點樁位進行二次測放復(fù)核定點檢查，保障定點樁位精準(zhǔn)無誤，防止機械、人員等進行碾壓、踩踏時的移位、破壞。

2.埋設(shè)護筒。護筒的正確設(shè)置不僅僅可以起到固定樁孔位置及保護樁口作用，在地下水位高度較高或水下工程施工中，還可以起到有效隔離地下水流防止?jié)B入孔內(nèi)的保護作用。護筒埋設(shè)時，傾斜傾角率一般≤5‰。

3.樁機就位。要確保樁機中心與另外的樁位鉆頭中心完全重合，并有效確保鋼樁成孔施工機械保持水平穩(wěn)定，避免影響垂直度。

4.成孔。要正確選擇鉆孔施工機具及操作工藝，選擇時，依據(jù)其樁型、機具的深度、泥漿大量排放及污水處理等實際條件綜合考慮確定。如果挖樁是采用端承為主的機構(gòu)樁，地基和泥土中含有大量碎石或粘土、砂卵石、土層較堅硬及變質(zhì)風(fēng)化巖，則較為適宜直接選用鉆孔沖擊樁或鉆機來完成成孔，即采用沖孔樁。

5.清孔。鉆孔深度達到鉆孔深度規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求后，應(yīng)當(dāng)按步驟進行對孔的驗收和對孔底處的沉渣、淤泥進行徹底清理?？椎撞康某猎鼫y量可用重錘底沉法或采用x-2型的底沉渣儀進行檢測。重錘測量法主要是依據(jù)重錘手感程度來直接判斷一定沉渣在其表面表層位置，然后可以憑測錘器的重量直接夯入一定沉渣的表層厚度值作為它的測量基準(zhǔn)值。重錘法不僅要求行業(yè)經(jīng)驗豐富，否則測量誤差較大。x-2型立式沉渣儀檢測是一種利用沉渣測試儀的探頭和檢測儀表進行量化檢測。

6.鋼筋籠的施工制作和維護安裝。鋼筋籠在預(yù)制作時，箍筋與兩個主筋的間隔層要一點點接連焊;用于預(yù)制作的環(huán)形鋼筋保護材料層中的墊塊應(yīng)按縱向分布設(shè)置，使其間距5～6m每檔一組。墊塊板的環(huán)徑即為玻璃保護板墊層板的厚度。環(huán)形保護墊塊設(shè)計可以有效減少孔壁的摩擦刮傷及同時增加內(nèi)層鋼筋管道保護膜涂層的均勻性。分段連接制作的每條鋼筋籠，其各連接頭宜盡量采用手工焊接或其他機械方式連接。鋼筋籠安裝時，為了有效防止吊運鋼筋籠在正常吊運安裝過程中可能發(fā)生出現(xiàn)縱橫向的或不可自動平整復(fù)原的嚴(yán)重變形，要適當(dāng)采用臨時性或加強鋼筋剛度的保護措施。一般建議采用體直、質(zhì)輕、便于吊運安裝的鋼筋杉木桿，安裝時需要注意保持杉木桿的主體大頭朝上且要在吊運時用繩索連同吊運鋼筋、杉木桿一起補強捆綁，并要逐一進行檢查弧形保護墊基層上的墊塊結(jié)構(gòu)是否完好、數(shù)量是是足夠，否則需要補強捆綁形成弧形保護墊塊。

7.施工澆筑水下鋼筋混凝土。施工中應(yīng)該注意混凝土的澆灌速度。初灌時，灌注速度要快，防止堵管。在灌注過程中，應(yīng)保證注漿順利，導(dǎo)管在提升搗實混凝土?xí)r，不得猛提或超量提升，否則易造成斷樁、夾泥等事故，影響樁體質(zhì)量。

（二）質(zhì)量控制

1.沖擊成孔灌注樁施工注意事項

（1）在鉆頭推動提升鉆頭轉(zhuǎn)向位于推動錐頂和轉(zhuǎn)向推動鉆頭提升機的兩根鋼絲繩之間時還應(yīng)適當(dāng)考慮設(shè)置一個可以有效保證鉆頭推動提升鉆頭位于錐頂白向的動力和鉆頭轉(zhuǎn)向的動力液壓傳動裝置。

（2）清孔宜按下列規(guī)定進行：

①穩(wěn)定性差的大型建筑外墻孔壁立式泥漿排渣應(yīng)及時清除采用立式孔壁泥漿清水循環(huán)或抽渣筒方式進行處理排渣，清水開孔后的存放在泥漿灌注筒或鋼筋混凝土之前的建筑孔壁立式泥漿清水循環(huán)處理指標(biāo)中的質(zhì)量要求應(yīng)必須能夠滿足建筑設(shè)計規(guī)范文件中的相關(guān)要求;

②清孔時，孔內(nèi)泥漿面應(yīng)符合規(guī)定要求;

③灌注鋼筋混凝土前，孔底室內(nèi)沉渣處理允許層的厚度要求應(yīng)必須符合《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定：同時應(yīng)對室內(nèi)廢棄的混凝漿、渣等物進行脫水處理，不得嚴(yán)重污染室內(nèi)環(huán)境。不經(jīng)報廢處理的建筑泥漿如果直接向外排放，會對周圍環(huán)境資源造成嚴(yán)重污染，隨著環(huán)保保護意識及文明建筑施工技術(shù)要求的不斷提高，對排放廢棄物的泥漿、渣土的報廢處理越來越容易受人們重視。

三、施工常見問題及處理

（一）孔壁坍塌：這是指在完成孔坍塌過程中根據(jù)孔壁上的粘土層不同坍塌程度的坍落。常用的樁處理泥漿方法是首先選用一種膠體含水率較高的優(yōu)質(zhì)粘土塊材料來進行造漿，同時增大樁樁泥漿造壁比重，塌孔較嚴(yán)重的情況可向樁孔內(nèi)樁上加一塊固態(tài)粘土，再夾一個小石片，反復(fù)用力沖擊泥漿造壁。

（二）孔底沉渣隔層：孔底遺留的石渣過多、過大，孔腳進入了泥沙，或者泥土坍落沉到底部。

1.質(zhì)量問題產(chǎn)生：這主要是由于泥漿護壁成型多孔灌注樁的施工容易產(chǎn)生出現(xiàn)的較嚴(yán)重的影響施工材料質(zhì)量的問題，造成這種灌注樁施工材料質(zhì)量出現(xiàn)問題的原因主要可分為有以下幾種：

①巖渣遺留。巖渣體積過大，清孔底部泥漿無法將其自行帶出;清孔以后到再次灌注混凝土間隔時間太長，原本已經(jīng)穩(wěn)定的混凝土巖渣無法全部下落樁孔底部。成為沉渣，無法有效清除，造成了施工材料質(zhì)量的問題。

②混凝土球膽沖擊：初始澆筑鋼筋混凝土、安放鋼筋籠時球膽碰撞孔壁導(dǎo)致混凝土坍塌，致使樁孔下側(cè)泥漿掉入混凝土;導(dǎo)管下端內(nèi)壁同樁孔底端距離過遠，影響了灌注混凝土的沖擊力度;更有甚者，可能導(dǎo)致初始灌注的鋼筋混凝土內(nèi)壁沒有辦法完全包裹住灌注導(dǎo)管的下端，導(dǎo)致底部出現(xiàn)夾層。

2.基層混漿的有效防止和基層處理：為了有效防止和處理改善混漿基層處理樁底基層混漿中的沉渣過厚或混漿的主要基層處理技術(shù)措施主要方法有下列如下幾種：

①認(rèn)真地仔細檢查防水泥漿在基層清孔清理階段的巖渣粒徑，以及清理開孔后的基層泥漿巖渣顆粒量的比重。為了有效率地提高各種清孔填料泥漿的使用質(zhì)量和改善清孔填料泥漿的使用效果，可在各種清孔填料泥漿中同時適量加入含有一定量的填料外加劑例如碳酸鈉，一般清孔泥漿中同時摻入少量碳酸鈉時其含量大約為0.l%～0.3%。這些涂料外加劑和聚碳酸鈉的特殊使用方法可以有效率地提高基層清孔防水泥漿的彈性膠體吸水率和清孔泥漿的粘度穩(wěn)定性。

②嚴(yán)格控制好清孔后的灌注和停置的時間，若灌注時間過長，應(yīng)及時利用灌注水下混凝土的導(dǎo)管重新清孔，再開始進行水下混凝土的灌注和停置工作。

③必須同時嚴(yán)格控制好基層混凝土預(yù)埋導(dǎo)管下部頂端到基層混凝土預(yù)埋樁導(dǎo)管孔底部的初始材料埋置點的距離，通常為30～50cm，且不足時可能不得超過50cm。確保初始下端埋置時所需要灌注的塑料混凝土埋入導(dǎo)管孔的數(shù)量盡可能均勻地不得蓋過灌注混凝土埋入導(dǎo)管下端，且盡可能少地使灌注混凝土埋入導(dǎo)管的初始下端埋置時的距離埋入深度不得盡可能不得小于0.lm。

④常態(tài)化清理混凝土導(dǎo)管的內(nèi)壁，有效防止在初始樁芯混凝土導(dǎo)管在灌注時減小球膽的下落速度，或者因此造成導(dǎo)管堵塞，影響了灌注工作質(zhì)量。

⑤對于樁底涂層鉆孔樁的周長不得大于35m的沖（沖或鉆）孔樁，在進行施工或直接采用正常反循環(huán)施工方法方式施工對樁底清孔沒有很好的深度把握時，應(yīng)優(yōu)先考慮直接利用大型高壓泵或真空泵進行施工，或直接采用反循環(huán)工法方式施工進行清樁施工，對位于樁底沖孔底部的各種沉渣涂層厚度均應(yīng)進行清孔，以確保清樁施工工程完成后清樁后的底部沖孔樁底涂層沉渣的底部沖孔涂層厚度不超過大于50mm或超過反循環(huán)方法施工工藝規(guī)范的工程允許厚度沖孔沉渣厚度。

⑥施工時要特別關(guān)注混凝土泥漿濃度及混凝土孔內(nèi)水位的高低變化，施工時要特別注意保護混凝土孔壁;再次開展混凝土清渣工作時，要專門設(shè)置混凝土泥管，同時布置好混凝土專用導(dǎo)管，并做好樁底下混凝土導(dǎo)管澆筑的準(zhǔn)備處理工作?？字兴樵趯ｉT的高壓泥漿泵的作用下，始終處于懸浮均勻的形態(tài)，這種情況下立即開始澆筑樁底下混凝土，這樣樁底下混凝土沉渣的體積就可以盡量減少到最小的程度。

⑦切實做好樁體沉渣表層清孔的處理工作，使沉渣清孔以及沉渣的表層厚度在國家規(guī)范應(yīng)力端承樁所使用允許的厚度范圍內(nèi)。

（三）流砂：指成孔時發(fā)現(xiàn)大量流砂涌塞孔底

1.產(chǎn)生：具有雙重因素：一是孔外水的壓力強于孔內(nèi)水的壓力，二是孔壁土質(zhì)較為松散。

2.其他預(yù)防措施：層內(nèi)流砂嚴(yán)重時期還可采用拋石鉆入或沖擊切碎層內(nèi)磚石、粘土，用錘擊或沖入層內(nèi)流砂保護層，阻止層內(nèi)流砂大量溢出涌入。

（四）斷樁：即是樁身混凝土帶有軟弱的夾層。

1.產(chǎn)生：在水下連續(xù)灌注混凝土工作過程中，控制導(dǎo)管壓力不當(dāng)，導(dǎo)致混凝土從導(dǎo)管下端的樁孔提離了與混凝土的連接面，未進行任何處理的情況下又將導(dǎo)管插回水下混凝土中繼續(xù)進行施工。亦或是在出現(xiàn)了導(dǎo)管的樁孔堵塞后沒有將導(dǎo)管疏通，并且在繼續(xù)施工時對前后的導(dǎo)管銜接問題處理不當(dāng)，造成前端的混凝土導(dǎo)管表面的泥漿、砂礫等混凝土雜質(zhì)不能被及時帶出，而直接遺留在樁孔與混凝土的銜接面上。

2.處理：對焊斷樁沉渣隔層質(zhì)量存在問題的沉渣隔層處理方法，應(yīng)采用與孔底焊接樁沉渣隔層相同的焊斷樁處理方法。

結(jié)語：

近年來，隨著人口開始大規(guī)模向城市郊區(qū)聚集，城區(qū)內(nèi)的建筑行業(yè)如雨后春筍般迅速擴展蔓延開來。與此同時，人們對現(xiàn)代建筑技術(shù)水平和現(xiàn)代建筑工藝質(zhì)量也因此提出了更高的技術(shù)要求。樁基施工基礎(chǔ)技術(shù)樁基是高層建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的重要的不可或缺的組成技術(shù)部分，是有效保障高層建筑安全穩(wěn)定、防止出現(xiàn)不均勻樁基沉降的可靠技術(shù)保障。本文主要通過深入探討我國現(xiàn)代建筑工程中的樁基設(shè)計及施工的技術(shù)及其質(zhì)量控制的要點，對樁基礎(chǔ)技術(shù)的原理及其方法的運用、施工的流程及質(zhì)量的控制、施工常見的問題及其處理方法進行了詳細分析，以期在施工中達到拋磚引玉的理想效果。我們相信隨著現(xiàn)代建筑科技的進步和我國現(xiàn)代建筑技術(shù)水平的進一步提升，樁基施工的技術(shù)將更加的完善、成熟。

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（本文作者單位北京城建六建設(shè)集團有限公司，北京，101500）