建筑工程大直徑旋挖樁施工標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究

馮興強(qiáng)

（蘭州鴻維裝飾工程有限公司，甘肅 蘭州 730060）

1 旋挖樁施工技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)分析

（1）適用性強(qiáng)。與其他類型的循環(huán)鉆機(jī)施工技術(shù)相比，旋挖樁施工技術(shù)對(duì)地質(zhì)環(huán)境要求不高，可適用多種地質(zhì)環(huán)境，特別是松軟土質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)，利用泥漿護(hù)壁支護(hù)技術(shù)可有效縮短鉆孔所需時(shí)間、綜合效率更高。如果傳統(tǒng)循環(huán)鉆機(jī)作業(yè)對(duì)水平高、卵塊大的場(chǎng)所進(jìn)行施工，無論怎樣變換鉆進(jìn)方向，都存在較大的施工難度，而旋挖樁施工技術(shù)可以彌補(bǔ)了這一問題。

（2）樁強(qiáng)度高。鉆進(jìn)時(shí)，旋挖樁鉆頭運(yùn)動(dòng)軌跡為上下浮動(dòng)式，這種方法能反復(fù)多次完成孔內(nèi)壁掃孔處理，盡可能減小縮孔情況發(fā)生，有利于保證樁身直徑均勻。另外，旋挖樁施工技術(shù)的鉆頭屬于螺旋狀，在打孔時(shí)，可以在空內(nèi)壁上留有旋轉(zhuǎn)槽溝，有利于將樁身緊密鑲嵌到槽溝內(nèi)，進(jìn)而增強(qiáng)樁身和土體間摩擦力、提升樁體自身承載力。

（3）成孔率高。與其他循環(huán)鉆機(jī)設(shè)備相比，旋挖樁施工技術(shù)應(yīng)用的鉆孔設(shè)備重量更大，如果遇到土質(zhì)堅(jiān)硬的施工條件，其動(dòng)力頭部件具備的承載力和扭力更大，有利于提高鉆孔成功，這種方法打孔速度更快，孔的質(zhì)地、大小適中，總體成孔質(zhì)量更好，速度更快，在縮短項(xiàng)目建筑工期上發(fā)揮著重要作用。

（4）綠色環(huán)保。傳統(tǒng)鉆孔施工需要使用許多泥漿完成護(hù)臂和排渣工作，多數(shù)工地會(huì)出現(xiàn)泥漿剩余問題，但泥漿性質(zhì)特殊不能循環(huán)利用，長期停留、堆放在建筑場(chǎng)地，不僅會(huì)縮小施工現(xiàn)場(chǎng)使用面積，還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。而旋挖樁施工技術(shù)取土方式更加特殊、更加機(jī)械化，雖然需要用到泥漿支持，但僅用少量即可提高護(hù)臂穩(wěn)定性。旋挖樁施工技術(shù)的取土工具選用凱式伸縮桿，方法為上提鉆頭，這種方法能將孔內(nèi)土質(zhì)取出，不僅降低了泥漿使用量，還減少了施工成本，更符合環(huán)保理念。

2 建筑工程大直徑旋挖樁施工標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要點(diǎn)

2.1 超前鉆勘察技術(shù)

項(xiàng)目正式開始實(shí)施前，施工團(tuán)隊(duì)必須進(jìn)入實(shí)地考察，了解施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，包括地質(zhì)水文條件、地勢(shì)、地下水以及環(huán)境等，根據(jù)勘察結(jié)果制定詳細(xì)的施工計(jì)劃，對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，避免影響周圍建筑，這就要求施工人員進(jìn)行科學(xué)布網(wǎng)。如果勘察過程中選擇了較為稀疏的鉆探點(diǎn)密度，將難以掌握各樁位實(shí)際情況。時(shí)代發(fā)展，施工技術(shù)人員嘗試將超前鉆勘查技術(shù)應(yīng)用到前期勘測(cè)環(huán)節(jié)以解決傳統(tǒng)勘察中存在的問題，這種方法能確定各樁身截面范圍。超前鉆勘查技術(shù)中如果采用普通直徑旋挖樁技術(shù)，會(huì)因橫截面積限制，難以獲得詳細(xì)、準(zhǔn)確的土層層信息，如果應(yīng)用大直徑旋挖樁技術(shù)，可以增大檢測(cè)橫截面積，通過在截面范圍內(nèi)設(shè)置正方形或三角形超前鉆點(diǎn)位，能綜合獲取該區(qū)域內(nèi)地層信息。

2.2 大直徑旋挖樁護(hù)臂技術(shù)

與普通直徑旋挖樁技術(shù)相比，大直徑旋挖樁橫切面積更大，所需要使用的泥漿數(shù)量更多，但需注意的是，工程建設(shè)時(shí)無需在樁坑位附近挖掘小泥漿坑，這種方法便于在工程完成后將泥漿回收，可以滿足泥漿回收凈化系統(tǒng)循環(huán)運(yùn)行，符合可持續(xù)發(fā)展理念。數(shù)據(jù)顯示，大直徑旋挖所需要的水泥量是普通直徑的5倍左右。實(shí)際建設(shè)時(shí)，可以嘗試設(shè)置多個(gè)成品泥漿罐，并與泥漿處理系統(tǒng)搭配使用，之后，完成三級(jí)沉淀處理，這樣方法不僅能提升泥漿循環(huán)利用率，還符合泥漿收納標(biāo)準(zhǔn)，積極踐行可持續(xù)發(fā)展理念，降低泥漿對(duì)周邊環(huán)境造成的污染，防止存在浸泡場(chǎng)地現(xiàn)象。

2.3 大直徑旋挖樁護(hù)鉆孔技術(shù)

大直徑旋挖樁施工時(shí)，會(huì)造成周圍樁孔的抖動(dòng)，對(duì)孔壁造成一定擾動(dòng)。樁徑越大，孔壁環(huán)拱效應(yīng)越小，這就會(huì)延長威脅孔壁的時(shí)間，如果技術(shù)人員不能及時(shí)給予恰當(dāng)處理，容易產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)安全事故，造成孔體坍塌。因此，技術(shù)及監(jiān)管人員必須在實(shí)施質(zhì)量管理時(shí)，增大護(hù)筒掩埋深度，避免在機(jī)械鉆孔過程中產(chǎn)生對(duì)周圍地質(zhì)的威脅，若施工現(xiàn)場(chǎng)地層、土質(zhì)屬于流沙層，應(yīng)讓護(hù)筒貫穿流沙層，以增強(qiáng)其穩(wěn)定性，避免坍塌問題出現(xiàn)，影響施工質(zhì)量。

2.4 清孔處理

當(dāng)鉆孔工作完成后，應(yīng)有計(jì)劃地開展清孔工作，清孔工作應(yīng)放置吊裝前完成。清孔過程中要盡量控制鉆速，選用雙底撈渣鉆頭對(duì)樁孔進(jìn)行清理，將廢渣帶出。在澆筑前完成二次清孔工作，清理主要是開展泥漿置換，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定是否滿足清孔規(guī)范，若合格即可結(jié)束。清孔結(jié)束3~5 min后，詳細(xì)測(cè)量沉渣厚度，如果厚度控制在100 mm內(nèi)即為達(dá)標(biāo)，如果不達(dá)標(biāo)，需要再次完成清孔。

2.5 樁基礎(chǔ)檢測(cè)

由于普通直徑旋挖樁技術(shù)便捷，靜載檢測(cè)、超聲波等檢測(cè)技術(shù)均可用于實(shí)際檢測(cè)中，只需要技術(shù)人員按照相關(guān)檢測(cè)規(guī)范和要求進(jìn)行檢測(cè)即可，首先應(yīng)用低應(yīng)變、超聲波以及抽心法對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果存在疑問的樁位進(jìn)行檢測(cè)，如果施工中存在異常樁位可以利用荷載實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法進(jìn)行驗(yàn)證。

現(xiàn)階段建筑行業(yè)還無法滿足其完成荷載測(cè)試條件，通常情況下僅用低應(yīng)變、超聲波以及抽芯的方法進(jìn)行檢測(cè)。由于大直徑旋挖樁無法完成靜載測(cè)試，因此要增加抽芯檢測(cè)比例，如果抽芯檢測(cè)的樣品存在樁底持力層不合格問題，可以采用高壓注漿置換法對(duì)其進(jìn)行處理，處理結(jié)束后，至少選擇三個(gè)以上點(diǎn)位開展抽芯檢測(cè)，如果合格，說明該樁位符合建筑標(biāo)準(zhǔn)，如有異常，仍然需要利用高壓注漿置換法完成置換工作，并反復(fù)抽芯檢查，指導(dǎo)抽芯檢測(cè)均符合標(biāo)準(zhǔn)為止。

3 大直徑旋挖樁施工標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

3.1 施工前準(zhǔn)備

若想保證建筑工程項(xiàng)目有序開展，各崗位技術(shù)及施工人員應(yīng)在施工正式開始前完成準(zhǔn)備工作，要求準(zhǔn)備工作做到詳細(xì)、充分、不缺項(xiàng)。例如，施工人員必須根據(jù)《地質(zhì)勘察報(bào)告》里的內(nèi)容對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等進(jìn)行逐一核對(duì)，還要了解周邊區(qū)域地下管道排布及周邊建筑設(shè)施類型。技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)圖紙與實(shí)際環(huán)境進(jìn)行比對(duì)，充分考慮施工時(shí)可能出現(xiàn)的重點(diǎn)或難點(diǎn)，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)，必須掌握工程項(xiàng)目建設(shè)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)理論及施工規(guī)范。應(yīng)在建筑工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)和場(chǎng)地內(nèi)通道兩側(cè)設(shè)立排水系統(tǒng)，這樣能減少積水對(duì)施工活動(dòng)及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響。正式開始建設(shè)前，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)所需要用到的水電設(shè)備、機(jī)械設(shè)備以及監(jiān)控設(shè)備等進(jìn)行全面調(diào)試，確保施工工作能正常開展。施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)將工作人員的生活區(qū)與施工區(qū)分離，這樣有利于管理人員維護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)秩序，減少安全事故發(fā)生。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)施工

正式開始施工時(shí)，要求施工人員依據(jù)樁位設(shè)計(jì)圖上的高程控制點(diǎn)上的標(biāo)高和坐標(biāo)，完成樁位防線布控。之后在施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部設(shè)置測(cè)量控制網(wǎng)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖確定旋挖樁位置，做好標(biāo)識(shí)，并固定，反復(fù)確認(rèn)樁位軸線的精準(zhǔn)性。利用全站儀完成控制點(diǎn)的坐標(biāo)定位，要求誤差控制在10 mm以內(nèi)，若高于10 mm，必須停止，重新開展測(cè)量。鋼制內(nèi)護(hù)筒及外護(hù)筒制作以熱軋卷板設(shè)計(jì)方法為主，應(yīng)控制制作材料厚度，要求控制在10 mm以上，外護(hù)筒設(shè)計(jì)長度不僅要穿過軟質(zhì)流沙土層，要求深埋不低于15 mm，這個(gè)環(huán)節(jié)中需要利用細(xì)沙或粘性土完成空隙回填工作，避免鉆孔或灌注時(shí)形成空隙。正式開始鉆孔時(shí)，選擇符合實(shí)際的鉆頭，評(píng)估鉆頭直徑、鉆頭耐磨程度等指標(biāo)。充分考慮土層情況，再選擇符合工程建筑標(biāo)準(zhǔn)的頭底部切削齒，著重考慮規(guī)格、型狀以及角度。根據(jù)詳細(xì)的護(hù)筒標(biāo)高、樁長以及設(shè)計(jì)方案完成施工操作。如果樁孔深度已經(jīng)符合建筑施工標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)考慮型狀、位置以及直徑等其他因素。檢測(cè)過程中需要將鋼筋制作成直徑為17.4 mm、長度為9 m的檢測(cè)器完成檢驗(yàn)。若檢測(cè)難以深入樁孔孔底，則說明樁孔直徑不均勻，可能存在縮頸或位置偏移的問題。

3.3 質(zhì)量保障措施

大直徑旋挖樁技術(shù)使用步驟、流程等必須合理，才能保證施工建筑符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)再整個(gè)施工流程中加強(qiáng)質(zhì)量管控力度，落實(shí)質(zhì)量管控措施。例如，鉆孔過程中必須按照預(yù)期測(cè)試樁孔參數(shù)開展施工工作，必須設(shè)置專門管理人員，對(duì)各施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生的重要參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，包括鉆入深入、施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)特點(diǎn)以及現(xiàn)場(chǎng)障礙物遍布情況等問題。管理人員必須對(duì)整個(gè)施工流程中進(jìn)行密切監(jiān)控，逐一核查每一項(xiàng)，并做詳細(xì)記錄，要求每項(xiàng)數(shù)據(jù)必須真實(shí)?？茖W(xué)有效的參數(shù)能為后期工程質(zhì)量檢測(cè)和維護(hù)提供參考依據(jù)。大直徑旋挖樁成孔時(shí)，多數(shù)建筑企業(yè)會(huì)將泥漿比例控制在1.2~1.3之間，這種配比方案能讓泥漿在循環(huán)時(shí)在孔壁表面形成泥皮，這樣一來泥皮可以與泥漿共同來保護(hù)保護(hù)孔壁，避免出現(xiàn)孔壁坍塌現(xiàn)象。安裝鋼筋籠及灌漿導(dǎo)管后，需要開展二次清理工作。這種方法有利于在灌注前保證樁孔底部沉渣厚度符合施工管理標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)開展混凝土成樁工作夯實(shí)基礎(chǔ)。

4 建筑工程大直徑旋挖樁施工技術(shù)常見的質(zhì)量問題及解決辦法

4.1 持力層承載力

（1）原因：大直徑旋挖樁橫切面積較大，在超前鉆勘察過程中，需要通過樁中心鉆孔獲得地質(zhì)信息，以此來推斷整個(gè)樁位的地質(zhì)情況，這種遞推法存在精準(zhǔn)度欠缺的問題，多數(shù)施工區(qū)域地質(zhì)復(fù)雜多變，可能會(huì)出現(xiàn)樁底持力層厚度不達(dá)標(biāo)、持力層存在軟質(zhì)夾層等問題。

（2）解決方法：如果技術(shù)人員在抽芯檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)柱底持力層存在軟質(zhì)夾層或出現(xiàn)細(xì)碎裂紋，應(yīng)通過高壓注漿法進(jìn)行有效加固。具體實(shí)施如下：首先，選用高壓水泵順著抽芯孔向孔底注射清水，高壓下的水流能將軟質(zhì)夾層沖塌，并將殘?jiān)懦娇淄?，沖洗完畢后，利用高強(qiáng)度水泥漿完成填充工作，并將夾層壓實(shí)，充滿持力層范圍及周圍巖層縫隙，確保硬度進(jìn)一步提升。對(duì)其進(jìn)行有效處理后，應(yīng)重新完成抽芯檢測(cè)，完成抗壓實(shí)驗(yàn)。

4.2 沉渣過厚

（1）原因：與普通直徑旋挖樁相比，大直徑旋挖樁具有泥漿濃度大、鋼筋籠下放難等難點(diǎn)，造成樁底沉渣過厚的重要原因：①由于大直徑旋挖樁底部面積更大，在清孔過程中，邊緣部位大顆粒沉渣沒有處理干凈，部分沉渣被沖碎，進(jìn)而造成清理不徹底；②由于鋼筋籠下放較為困難，需要在孔口處完成焊接，這就導(dǎo)致整體流程消耗的時(shí)間較長，使得沉渣不斷積累沉淀，另外，下放過程中還會(huì)出現(xiàn)碰壁，使得渣土脫離至孔底。

（2）解決方法：①第一次清孔時(shí)，應(yīng)利用旋挖機(jī)撈渣鉆斗將孔底沉渣進(jìn)行清理，厚度控制在10 cm以下，檢查樁底沉渣顆粒，并將其搗碎、清理；②鋼筋制安時(shí)，應(yīng)提前組裝好鋼筋籠，在完成吊裝準(zhǔn)備，下放過程中盡可能避免接觸孔壁。為縮短整體下放時(shí)間，可以讓多個(gè)焊工共同完成鋼筋籠孔口焊接。③清孔合格后，應(yīng)進(jìn)款完成混凝土澆筑，時(shí)間最好控制在半小時(shí)以內(nèi)，避免時(shí)間過長，造成沉渣厚度增加，如果抽芯過程中發(fā)現(xiàn)沉渣厚度超標(biāo)，應(yīng)順著抽芯孔將沉渣沖出孔外，再利用水泥補(bǔ)齊。

4.3 斷樁問題

（1）原因：由于大直徑旋挖樁具有混凝土初灌量大、澆筑時(shí)間長等問題，容易出現(xiàn)斷樁，產(chǎn)生原因如下：①初次灌入混凝土?xí)r存在灌漿量不足、澆筑前導(dǎo)管插入底部導(dǎo)致空地高度過大，進(jìn)而造成混凝土初灌未封底的問題；②導(dǎo)管在混凝土澆筑過程中拔出或在接口處斷裂；③混凝土初次凝固或?qū)Ч苎诼襁^深，導(dǎo)致結(jié)束后無法取出。

（2）解決方法：①施工過程中，積極控制導(dǎo)管與底部的距離，保持在300~400 mm之間，正式澆筑前，必須精準(zhǔn)計(jì)算灌漿量，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況選擇特殊容積料斗，要求容積不低于初灌量理論值，要求灌漿過程中保持連續(xù)、穩(wěn)定供應(yīng)。另外，可以立即將鋼筋籠及導(dǎo)管等取出，利用設(shè)備將孔底混凝土撈出，之后將鋼筋籠及導(dǎo)管放回，完成清孔工作，重新完成澆筑。②導(dǎo)管使用之間必須嚴(yán)格檢查氣密性和強(qiáng)度，之后，導(dǎo)管連接處應(yīng)采用矩形絲固定，防治在澆筑過程中漏水，插拔導(dǎo)管時(shí)，避免發(fā)生斷裂滲漏問題。如果出現(xiàn)導(dǎo)管拔出或拔斷等問題，應(yīng)使用新的導(dǎo)管，將導(dǎo)管插入混凝土面下2~3 m左右，利用泥漿泵析出新導(dǎo)管內(nèi)部的泥漿，之后完成清洗工作，再利用泥漿泵對(duì)導(dǎo)管內(nèi)清水和混凝土清理，再循環(huán)澆筑環(huán)節(jié)。

5 結(jié)束語

綜上所述，建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工中，技術(shù)人員能深度挖掘大直徑旋挖樁技術(shù)優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)，并與其他技術(shù)緊密結(jié)合，完整的應(yīng)用到施工建設(shè)中，有效提升施工效率、減少安全事故發(fā)生、降低施工人員工作壓力，實(shí)際質(zhì)量管理中，應(yīng)明確該項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，積極完成施工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備，統(tǒng)籌規(guī)劃施工現(xiàn)場(chǎng)，加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，確保建筑施工流程完整，符合有關(guān)建筑標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)現(xiàn)代化建筑事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。