鉆孔灌注樁施工技術在建筑工程中的應用分析

付智

（山西三建集團有限公司長治分公司，山西長治 046000）

0 引言

隨著工程實踐的不斷發(fā)展，鉆孔灌注樁技術日益成熟，但在施工中易受周邊環(huán)境的影響，甚至威脅施工人員及房屋使用者的人身安全。同時，因建筑中應用的鋼筋結構復雜，而鉆孔灌注樁施工難度高，質量可控性較差。為此，必須對施工過程進行跟蹤管控，確保工程質量、安全、經濟控制目標的順利實現(xiàn)。

1 鉆孔灌注樁概述

1.1 定義

所謂灌注樁是指在地基土中打出的樁孔，樁孔的形成需經過鉆孔、擠土等工序、混凝土灌注等，將專門配置的材料置于樁孔內，固結形成灌注樁[1]。灌注樁類型較多，如鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁等，差異主要體現(xiàn)在成孔方式，而鉆孔灌注樁應用最廣泛，工藝流程如圖1所示。鉆孔灌注樁施工方法主要分為全套管施工法與泥漿護壁施工法兩類，其中較為常見的是后者。

圖1 鉆孔灌注樁工藝流程

1.2 特征

鉆孔灌注樁工藝特征如下：與錘擊法相較，該工藝施工中因震動頻率較低，產生的噪聲較小，不會影響周邊居民的正常生活；與預制樁相較，鉆孔灌注樁直徑較大，實用性更強，且可與各類型的地基相匹配，施工中可適當減少打孔次數(shù)，孔洞類型較少，施工進度快，有利于控制成本與進度[2]。

2 鉆孔灌注樁技術的主要優(yōu)勢

建筑工程中應用鉆孔灌注樁技術優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下三個方面：

（1）有利于提高地基的穩(wěn)定性。鉆孔灌注樁技術對于土體穩(wěn)固作用顯著。例如，當混凝土漿液壓力較小時，可改善土壤的滲透性，當漿液壓力較大時對于土壤的壓密作用較強。該工藝適用于多種工程環(huán)境，對于土壤結構改善效果顯著，可提高地基整體的穩(wěn)固性。

（2）安全性高。因鉆孔灌注樁施工與土層關系密切，通過混凝土漿液的滲透作用可提高灌注樁與土層間結合密度，為地基安全性控制創(chuàng)造有利條件。

（3）經濟性強。與傳統(tǒng)打樁技術相較，鉆孔灌注樁技術對于地質環(huán)境的適應能力更強，在施工中也可根據(jù)實際情況隨時調整施工方案，操作也更為簡便、施工進度快，有利于控制成本，帶來可觀的經濟效益。

3 實例探析鉆孔灌注樁技術在建筑工程中的應用

某大型高層住宅小區(qū)工程總占地面積為1.7萬m2，總建筑面積為9.0萬m2，為滿足地基承載力設計要求，采用鉆孔灌注樁施工技術，使用了7根大直徑鉆孔灌注樁，單樁直徑為2.2m，樁長分別為106m、118m、110m、100m、69m、50m、57m。經前期地質勘察資料可知，該工程地基持力層為微風化大理巖，設計入巖深度為500mm，單樁承載力特征值為20000kN，水下樁身混凝土強度為C40。施工要點如下：

3.1 施工準備

該工程前期施工準備工作主要集中于施工器械、技術及現(xiàn)場準備三個方面：

施工機具準備，工程選用沖孔打樁機作為鉆機，型號為CK1800、CK2200，同時還備有泥漿泵、翻斗汽車、機動翻斗車、水泵、鋼筋加工系統(tǒng)等；技術準備，為確保鉆孔灌注樁技術應用效果，需做好前期調查，獲取超前鉆、樁基施工圖等資料，為施工方案編制提供依據(jù)，也基于此確定成孔技術參數(shù)；現(xiàn)場準備，有序安排場地平整、排水管道設置、土層松軟處理、廢漿處理池設置等工作，并對樁位、標高、樁基位置進行放線測量，做好標注。

3.2 埋設護筒

護筒埋設包括挖坑、護筒安防、回填土等施工環(huán)節(jié)，對工藝要求嚴格，需根據(jù)現(xiàn)場情況確定參數(shù)。經地質勘察，該工程確定參數(shù)如下：坑深2～3m，護筒口與地面距離為30～50m。挖坑結束后按照設計圖紙確定樁位，經校核后將護筒置于樁中心位置，后依此完成護筒安放與回填作業(yè)。但是因該工程回填施工中存在坍塌可能性，施工單位決定使用C30混凝土進行圍護，而回填高度需低于護筒口，回填結束后等待護筒與圍護固化，持續(xù)時間為8h。

3.3 沖孔

（1）確定沖程與泥漿密度后沖孔。因該工程大直徑鉆孔灌注樁需穿透復雜地層，施工單位確定如表1的成孔技術參數(shù)。在開孔階段，因沖孔過程中孔壁會受到水平力的擠壓作用使得密實度提高，所以必須適當減緩沖孔速度，以削弱鉆孔產生的沖擊力，有效避免塌孔問題的產生。待鉆進深度到達護筒底部下方3～4m位置，則可以放慢沖孔速度，確保孔壁穩(wěn)固。

表1 各類土層下沖程與泥漿密度選用

（2）沖孔過程控制。施工單位對作業(yè)面進行全面檢查，發(fā)現(xiàn)存在巖層斜面，先通過低錘快打方式對傾斜突出位置進行沖平處理，并提升鉆機的提錘高度至1.5～2.0m，加快沖孔速度。但巖層沖孔時出現(xiàn)了小裂隙，為此，施工單位在孔底放置直徑為20～30cm的片石進行填充，以避免泥漿的大量流失。

（3）鉆渣取樣。施工單位在沖孔時提取鉆渣樣本進行鑒定，根據(jù)相關地質資料和施工技術參數(shù)對入巖程度進行判斷，若確定已經入巖則需再次取樣分析巖性與風化程度，并調整基巖鉆進速度。二次取樣確定具體入巖深度，該工程持力層為微風化巖，達到設計入巖深度500mm則由地勘單位、設計單位確認終孔。

3.4 鋼筋籠施工

該工程鉆孔灌注樁直徑為2.2m，根據(jù)現(xiàn)行要求確定鋼筋籠長度最大值為118.28m，每間隔12.0m便設置為一節(jié)，分段制作。鋼筋籠吊裝時，該工程單節(jié)鋼筋籠自重為2.05t，根據(jù)已知參數(shù)吊重20t、鋼絲繩直徑56.0mm、破斷拉力1673kN進行計算，最終確定該工程將整段鋼筋籠分為10節(jié)進行吊裝，確保單根垂直起吊重量高于20t。此外，施工單位通過多點抬吊吊裝、整體空中回直豎向垂直運輸方式實現(xiàn)鋼筋籠順利吊裝入孔目標。

3.5 水下混凝土灌注

（1）封閉水壓試驗。該工程選用的導管為加厚型，直徑為300mm，對內壁與接口進行檢查確保壁面光滑、接口嚴密后便可進行封閉水壓試驗。試驗過程中，水壓維持在0.3～0.5MPa，持續(xù)觀測發(fā)現(xiàn)15min內未出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，施工單位確定可開展水下混凝土灌注作業(yè)[3]。

（2）安裝導管。控制導管埋入混凝土深度，該工程控制標準為2～6m。導管底部需在孔底沉淀層上方30～40m位置，確保隔水栓可順利排出。

（3）混凝土灌注。按照規(guī)定配比制作水泥砂漿，置于導管中，將首灌混凝土倒入初灌斗，剪斷用于懸掛隔水栓的鐵絲，隔水栓、水泥砂漿與首批混凝土需運輸至孔底后再逐漸上升。灌輸時需注意，應對混凝土表面進行測量，詳細記錄緩凝土灌注作業(yè)數(shù)據(jù)，尤其是灌入量與坍落度，灌注必須連續(xù)作業(yè)。若必須終端，則作業(yè)間隔時間不得超過30min。在灌注作業(yè)結束后，應嚴格按照設計要求對混凝土表面標高進行復核測量，若標高未達設計要求必須立即補灌，達標后方可拔出護筒，并做好樁頭養(yǎng)護工作。

4 結語

綜上所述，鉆孔灌注樁施工對專業(yè)性與技術性要求較高，須根據(jù)工程實際情況編制最佳的施工方案。在施工前做好準備工作，完善地質資料，為技術參數(shù)的確定提供依據(jù)。施工中對護筒埋設、沖孔、鋼筋籠吊裝與水下混凝土灌注進行跟蹤監(jiān)測。同時，還應注意各類漏水、裂隙等常見問題的防控與處理，保障最終的施工效果。