試析房建工程旋挖灌注樁基礎施工技術

吳傳武

（頂丞建工集團有限公司，福建 福州 350200)

0 引言

房建工程中，基礎施工的質量會對上部結構的穩(wěn)定性及安全性造成影響，因此應該制定合理的基礎施工方案，以改善基礎整體性能。挖孔樁、灌注樁和靜壓樁等在樁基礎施工中的應用較多，隨著施工工藝的不斷改善，旋挖灌注樁基礎施工技術也逐漸成熟。螺旋鉆機是基礎施工中的主要設備，能夠在多種地質條件下進行鉆孔作業(yè)，以提高鉆進的速度，保障良好的成孔質量[1]。相較于傳統(tǒng)施工技術而言，該技術在適用性、環(huán)保性和自動化程度上都具有明顯的優(yōu)勢。旋挖灌注樁基礎施工也會受到工藝條件、自然環(huán)境和設備性能等因素的影響，因此應該掌握技術應用的關鍵點，根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況制定相應的方案。

1 房建工程旋挖灌注樁基礎施工技術概述

旋挖灌注樁基礎施工技術是利用旋挖鉆機進行施工的一種先進技術，通過螺旋葉片旋轉削土的方式，將土塊排出孔外。鉆頭、主機、滑動支架、滑輪組、出土裝置和螺旋鉆桿等，共同組成鉆孔機，尤其是在不同的土層當中可以應用不同類型的鉆頭，以增強施工的適應性。應該在明確施工工藝的基礎上，確保各項參數(shù)的精確性，比如旋挖深度和鉆孔大小等。旋挖灌注樁基礎施工工藝主要包括了開挖漿池、埋設護筒、成孔、清孔和鋼筋籠下放、混凝土澆筑等，應該做好施工組織規(guī)劃，以確保各個環(huán)節(jié)的規(guī)范性。對于土質中的堅硬巖石可以運用鉆頭進行鑿除處理，在傾倒土壤時則發(fā)揮鉆桿的作用[2]。在達到一定的深度后，則應該及時清孔并完成鋼筋籠的吊放，滿足后續(xù)灌注施工要求。

2 房建工程旋挖灌注樁基礎施工技術的應用措施

2.1 鋼筋籠安裝

在制作和安裝鋼筋籠的過程中，應該對孔壁進行有效保護，防止沉渣厚度超過規(guī)定標準，以預防塌孔事故。施工作業(yè)前應該對設計圖紙進行仔細分析，了解鋼筋籠長度和外徑大小，將尺寸誤差控制在合理范圍之內。主筋的搭接點位置和縱橫筋的交叉點位置是鋼筋籠安裝的重點，因此應該由專業(yè)人員進行焊接，并對焊接質量進行驗收，防止出現(xiàn)松動和脫落等問題。三點起吊工藝在吊裝施工中的應用較多，應該根據(jù)軸線位置確定鋼筋籠的位置，在就位時保持平穩(wěn)性和緩慢性。由工作人員對吊裝過程進行監(jiān)督和糾偏，確保達到設計深度后加以固定處理[3]。

2.2 干作業(yè)成孔

當施工區(qū)域存在黏土和沙土時，則可以采用干作業(yè)成孔技術，同時在中密度砂土和巖層中的應用效果也較好。相較于傳統(tǒng)成孔作業(yè)而言，省去了全護筒護壁和靜漿護壁等工藝，需要有效保護孔口并明確施工區(qū)域的濕度和土壤密度等參數(shù)，加快施工的進度。墊層和鋼板的應用，可以改善施工場地的平整性，滿足機械設備的操作需求，避免旋挖鉆機在成孔中出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，以保障設備和人員的安全。由于施工工藝流程得到簡化，因此施工材料和人員投入相對減少，具有良好的經(jīng)濟性特點。

2.3 泥漿護壁

泥漿護壁是旋挖灌注樁基礎施工中的關鍵點，膠質顆粒存在于泥漿當中，在樁孔孔壁中滲透后，能夠使泥漿孔壁整體抗剪性能得到改善。尤其是當施工現(xiàn)場的土壓力和水壓力較大時，能夠有效防止孔壁在巨大壓力下發(fā)生破壞，提升了成孔質量[4]。對于泥漿質量的控制，是泥漿護壁施工的首要工作，因此應該明確配合比和性能指標。在成孔和清孔作業(yè)中，除了應該利用泥漿護壁旋挖鉆機外，還應該設置泥漿池以滿足施工要求。如果在施工中出現(xiàn)滲漏問題，那么則應該對泥漿的相對密度進行設計，為了使其粘度得到提升，可以運用增粘劑和鋸末等加以處理，這也是改善孔壁穩(wěn)定性的關鍵[5]。泥漿配比如表1 所示，主要包括了相對密度、失水量、粘度、膠體率等參數(shù)，在現(xiàn)場應該加以嚴格控制并進行檢驗，以達到行業(yè)標準要求。

表1 泥漿配比

只有切實保障各項性能指標在允許范圍內，才能使膠質顆粒在孔壁中形成有效滲透，改善孔壁的穩(wěn)固性。在埋設護筒的過程中，應該根據(jù)土質特點確定埋設的長度，滿足鉆頭定位需求的同時，能夠對樁孔進行有效保護，防止出現(xiàn)嚴重的破壞。十字鋼筋環(huán)架應用于護筒頂部位置，運用十字交叉點和外引點等對環(huán)心樁位偏差進行合理調整，平面位置偏差不能超過50mm，斜度偏差要在0.5%以內。確保定位準確后運用黏性土進行回填處理并夯實，使護筒保持穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)移位或者傾斜。

2.4 全跟進全回轉灌注樁技術

全跟進全回轉灌注樁技術是一種新型的施工技術，能夠降低對周圍土體的破壞，以增強鉆孔的穩(wěn)定性，同時對于噪音的控制效果也較好，防止造成噪音污染。鉆頭負荷自動控制裝置的應用，能夠根據(jù)鉆進過程中的實際情況進行自動調整，以確保獲得更加合理的鉆進動力，保障鉆孔質量與效率的同時，防止資源浪費。挖掘裝置在套管中的應用，能夠及時清理灌注樁中的雜物，從而保持施工連續(xù)性。

2.5 實例分析

本工程位于建陽市童游街道赤岸村，場地原為耕地、農田，周邊及場地內地勢較為平坦、開闊，地面黃海標高138.1～141.5m 之間。樁基礎采用鉆孔灌注樁，樁基設計等級為甲級，樁身混凝土強度等級為C30，縱向鋼筋的保護層厚度為80mm,樁端進入持力層的深度≥1m,樁端持力層選擇為第⑨層中風化片巖層。主樓鉆孔灌注樁中，ZH3、ZH4、ZH7 和ZHa 的各個樁徑分別為φ1000、φ1100、φ1400 和φ1400，單樁承載力特征值分別為4400kN、5000kN、7300kN、8400kN。樁端全斷面進入持力層≥1000mm，有效樁長≥10m；其中代號為ZH7a 的樁進入持力層≥2000mm，有效樁長≥14m。

3 房建工程旋挖灌注樁基礎施工技術的質量控制

3.1 塌孔控制

塌孔是旋挖灌注樁基礎施工中的嚴重事故問題，不僅會導致設備受到破壞，而且嚴重時會對人員安全造成威脅，出現(xiàn)返工現(xiàn)象。尤其是在混凝土澆筑中出現(xiàn)塌孔事故時，則會導致難以在預期工期內竣工。力學分析是預防和解決塌孔問題的關鍵，尤其是要關注土壓力和水壓力對孔壁的作用特點。徑向壓力會由于土材料的存在而得到緩解，同時靜水壓力也能夠起到有效的穩(wěn)定作用，發(fā)生塌孔的幾率較小。因此塌孔的主要因素是水壓差變大，同時護壁強度也未能達到設計標準，使得徑向壓力逐漸增大，超過了孔壁極限承壓范圍。在孔內會有大量土顆粒的進入，使得孔壁破壞嚴重，在長時間堆積中發(fā)生塌孔。因此，應加強對水壓差的實時監(jiān)測，當水壓差數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時進行有效防控，綜合考量環(huán)境震動、護筒位置和泥漿比重等因素影響，制定相應的應急預案。

3.2 井涌控制

隨著外界地層孔隙壓力的增大，會對井內造成影響，尤其是超過其極限壓力后，則會出現(xiàn)井涌事故。土質的滲透率會發(fā)生改變，因此筒中會有流體進入，嚴重影響旋挖灌注樁基礎施工的質量。此外，隨著地下水位差的增大，也會對細砂土層造成影響，井涌事故出現(xiàn)的概率上升。在施工中，工作人員應該對流動性淤泥情況進行全面檢查，對每一節(jié)護壁的高度進行有效控制，確保護壁承壓能力可以滿足地質特點，防止井涌問題的出現(xiàn)[6]。

3.3 堵管控制

堵管問題往往是由于混凝土的坍落度或者攪拌時間不合理所導致，使得混凝土的和易性受到影響。因此，坍落度應該在18～22cm 之間，對灌注時間進行掌控，防止灌注時間過長引發(fā)的堵管問題。根據(jù)相關標準，嚴格控制導管的埋設深度，增強混凝土的流動效果。導管埋設深度如表2 所示。

表2 導管埋設深度

4 房建工程旋挖灌注樁基礎施工技術的優(yōu)缺點

旋挖灌注樁技術既有優(yōu)點也有缺點，雖然它不是一項萬能的技術，但是他的很多缺點都是可以根據(jù)提前做好的準備措施預防的，如果能夠合理使用這項技術，那么就可以從根本上提高房建工程的質量。

4.1 優(yōu)點

房建工程旋挖灌注樁基礎施工技術的一個主要優(yōu)點之一就是方便快捷，安全性也比較高，相較于利用錘擊法沉入樁而言，旋挖灌注樁的優(yōu)勢就在于它的施工噪音要小很多，震動造成的影響也就小很多，旋挖灌注樁施工技術可以制造出比預制樁直徑大很多的樁，這在很大程度上降低了房屋建造過程當中的施工難度。而且旋挖灌注樁施工技術對于地基的要求沒有那么高，大多數(shù)種類的地基都可以使用，無論是沙土質地還是鹽土質地都可以利用這項技術。在旋挖灌注的過程當中，如果能夠確保施工質量，那么成樁的承載力是非常大的，要遠遠大于沉入樁的承載力，所以說在施工過程當中，如果利用旋挖灌注樁工藝，就可以在很大程度上提高施工速度，并且旋挖灌注樁的成樁也比較耐用。

4.2 缺點

旋挖灌注樁技術也并不是萬能的，它也存在一些缺點。最為顯著的一點就是在施工過程當中，施工質量的好壞，對于成樁的承載能力有著非常大的影響，如果在施工質量上存在一點紕漏，那么成樁的承載能力也會大大降低，除此之外，在灌注的過程當中，混凝土是在泥水當中灌注的，混凝土的灌注量比較難控制，相較于其他工業(yè)而言，旋挖灌注樁技術雖然能夠從根本上提高工程的質量，但是比較耗費時間，成孔的速度也比較慢，而且結束后的工程殘渣如果沒有得到有效的處理，還會出現(xiàn)污染環(huán)境的狀況。

5 結束語

旋挖灌注樁基礎施工技術在房建工程中的應用，可以提高施工的效率和質量，而且具有便捷性和環(huán)保性的特點，為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益。在施工當中，應該明確鋼筋籠安裝、干作業(yè)成孔、泥漿護壁和全跟進全回轉灌注樁技術的要點，嚴格遵循國家和行業(yè)標準進行施工。同時，應該分析塌孔問題、井涌問題和堵管問題產(chǎn)生的原因并采取有效的質量控制措施，發(fā)揮旋挖灌注樁基礎施工技術的作用。