建筑領(lǐng)域鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)應用策略研究

韓書敏HAN Shu-min

（張北鑒衡可再生能源技術(shù)服務有限公司，張家口 075000）

0 引言

建筑領(lǐng)域地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的設計與施工有著一定復雜性，存在許多潛在危險因素，施工難度較大。如果無法有效應用建筑基礎(chǔ)的施工技術(shù)，很難保障建筑物的安全性和穩(wěn)定性。隨著建筑工程施工技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)是目前應用最廣泛的施工形式，具備效率高、機械作業(yè)質(zhì)量可控、安全性高等優(yōu)勢，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的高效應用，對強化建筑物整體的施工質(zhì)量有著重要作用。對此，本文依據(jù)該技術(shù)的施工工藝流程，以某建筑工程項目為案例，從準備工作、鉆機安裝與定位、護筒埋設、泥漿制備、鉆孔清潔、鋼筋骨架施工以及混凝土灌注等環(huán)節(jié)，詳細分析了鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應用策略，并提出了施工過程中的一些技術(shù)要點。但是，由于該技術(shù)受各種因素的影響，難免存在一些問題，因此，對該技術(shù)的應用效果進行了檢測與評價，以期促進該技術(shù)在房屋、橋梁等建筑項目中的應用。

1 鉆孔灌注樁技術(shù)應用意義

1.1 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)內(nèi)涵

高層建筑、公路橋梁等整個建筑物埋于地下的部分，可稱為基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)主要由基樁和連接于樁頂?shù)某信_共同組成，可維持建筑物基礎(chǔ)土層的穩(wěn)定，也有著較高的承載力，廣泛應用于各類建筑項目。樁基礎(chǔ)施工技術(shù)中，鉆孔灌注樁技術(shù)是當前較為常用的一種技術(shù)手段。對于高層建筑、橋梁、高鐵等建筑項目來說，若地基的土質(zhì)復雜或砂土、碎石過多，建議優(yōu)先選擇該技術(shù)手段對建筑物地基進行加固施工。但是鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)專業(yè)性強、操作復雜，若該技術(shù)應用不合理或者施工質(zhì)量不合格，不僅影響建筑物的外觀，還會帶來嚴重的建筑工程安全隱患。

1.2 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)應用價值

該技術(shù)的施工過程中，需要借助人工、大型器械等多種外力，在成熟的鋼筋混凝土技術(shù)支持下，整個建筑工程的開展有著強大的技術(shù)保障。鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應用下可使得建筑基礎(chǔ)土層與灌漿柱緊密結(jié)合，建筑基礎(chǔ)的安全性和穩(wěn)定性很高，相比于普通施工技術(shù)，不容易發(fā)生意外的建筑事故或者自然災害事故。另外，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)適用性高，建筑工人可根據(jù)建筑周圍環(huán)境和建造要求適當改動施工方案，這大大降低了建筑工程的建設成本。該技術(shù)應用下還可以使灌注樁滲透進土層以及劈裂土層，不僅穩(wěn)固土層，還能提升地基的穩(wěn)定性。此技術(shù)是建筑領(lǐng)域施工過程中非常重要的技術(shù)構(gòu)成環(huán)節(jié)，在實際施工中具備一定難度和復雜度，準備工作以及施工技術(shù)要點較多，需要進行多項質(zhì)量控制，如成孔質(zhì)量控制、清孔質(zhì)量控制、混凝土灌注質(zhì)量控制等，因此，在高層房屋、鐵路橋梁等建筑工程中應用該技術(shù)，能夠彰顯施工單位和建筑工人的專業(yè)化水平，增強施工單位在建筑行業(yè)的核心競爭力。在如今社會高速發(fā)展、生活質(zhì)量大幅上升的背景下，建筑項目持續(xù)增多，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應用，不僅有助于達到當前建筑領(lǐng)域施工標準、滿足施工質(zhì)量要求，還促進了我國建筑工程施工技術(shù)的優(yōu)化和發(fā)展[1]。

2 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工流程與技術(shù)應用策略

某建筑工程中，主樓共有26 層，其中地下2 層，總建筑面積達到了50000m，其中地下建筑面積占14220m?；谠摻ㄖこ谈艣r，其基坑開挖深度最深約為7.8m。由于基坑面積較大，采用鉆孔灌注樁作為支護結(jié)構(gòu)，以增強建筑的強度和穩(wěn)定性。在較大的基坑空間內(nèi)，灌入混凝土支撐基坑，預防其變形，增強鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應用效果。該施工項目中鉆孔灌注樁技術(shù)具體應用流程如圖1 所示。

圖1 施工流程

2.1 準備工作

在正式施工之前需要做好各項技術(shù)準備工作，包括施工材料的準備、施工機械設備的配備以及相關(guān)建筑人員的安排等，逐一確認各種材料與設備是否配齊，在建筑現(xiàn)場開始施工前，必須對施工材料進行嚴格的檢測和驗收，檢測其是否符合建筑領(lǐng)域相關(guān)規(guī)范標準，性能是否達標，保障建筑項目所用材料全部為優(yōu)質(zhì)材料。在開始施工前，需要做好現(xiàn)場的衛(wèi)生清理工作，保障場地平坦，對施工面殘留的砂漿、油漬和各種工業(yè)垃圾，進行施工面的清除工作。在施工現(xiàn)場有許多數(shù)據(jù)需要測量，如鉆孔的基礎(chǔ)點位、樁體位置、機械位置等，在鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的的具體應用中，相關(guān)建筑人員需要多次、詳細測量施工水準點的位置，同時掌握與控制樁基礎(chǔ)的實際施工深度。樁基礎(chǔ)建設完成后，下一步需要確定鋼筋籠的施工位置，在鋼筋籠的施工方位標記作業(yè)中，可使用不同顏色的涂料進行標記。同時，也需將施工現(xiàn)場的人員、環(huán)境等情況納入考慮范圍，綜合考慮各項因素，制定出更加科學合理的施工方案[2]。

2.2 鉆孔機的安裝與定位

為保障鉆孔灌注樁作用的高效發(fā)揮，需要進行樁位中心位置的確定。先將鉆桿的移動大致定位，再利用千斤頂將機架頂起，使起重滑輪、鉆頭與護筒中心在同一垂線上，保證鉆機水平方向和垂直方向的準確度。按照鉆孔機基座、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動裝置、絞車、導軌、井架等先后安裝順序，正確安裝鉆孔機。

2.3 護筒埋設

對樁基進行定位放樣工作，然后根據(jù)各樁基的具體位置，進行護筒的埋設工作?？蛇x擇使用壁厚10mm 的鋼護筒來定位需要鉆的樁位，護筒內(nèi)徑要大于樁徑約30cm。護筒的埋設需要結(jié)合區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況，來設定詳細化的埋設方案，主要施工方式分為2 種，一種是在施工土面上確定護筒的位置，直接施加壓力將護筒打入地下；另一種是挖坑后再埋放，若直接下壓較為困難，先將土體挖出一部分，大約1m 到2m 的深度，再進行埋設，施工過程中應檢查護筒是否垂直，若發(fā)現(xiàn)歪斜，及時糾正，確保其與理論樁中心傾斜度誤差小于1%。護筒埋設就位后，在孔內(nèi)回填一定的粘土進行填實，以防止護筒的周圍發(fā)生漏水的問題。粘土的回填厚度在40～45cm 即可，通常護筒埋置高出地面0.3～0.5m[3]。

2.4 泥漿制備、護壁

鉆孔泥漿必須使用粘土或者粘性土配置，制備原材料除了水和粘土外，還有各種添加劑。鉆孔泥漿的作用很多，主要起到冷卻和潤滑鉆頭、鉆具，清洗孔底、懸浮鉆渣，保持水頭高度、控制地層壓力，形成泥皮、避免坍塌等作用。泥漿的制備中，泥漿與水的比重、粘度、含砂率等指標需要結(jié)合建筑施工項目的實際需求進行確定，在對建筑區(qū)域內(nèi)地層變化的了解與分析基礎(chǔ)上，制備出符合施工要求的泥漿。泥漿的制備具有一定的技術(shù)難度，如果泥漿稠度過高，鉆孔的沖擊力就會相應降低，不容易快速鉆進；如果泥漿濃稠度不夠，其懸浮泥沙石的能力不足，泥漿的排渣效果就不夠理想，護臂效果也會大打折扣。泥漿的含砂率指標合理時，能夠保障鉆孔內(nèi)外的水壓差，可預防塌孔或縮孔。不同地層情況下泥漿制備的性能指標如表1 所示。

表1 泥漿性能指標技術(shù)要求

2.5 鉆孔、清孔

鉆孔方式可視工程地質(zhì)情況而定，此工程施工中，可采用旋轉(zhuǎn)振動鉆機成孔法、地質(zhì)鉆機鉆孔法等，鉆機作為鉆孔灌注樁技術(shù)應用的主導機械，其類型選擇往往是決定鉆孔效率與質(zhì)量的關(guān)鍵因素。鉆孔灌注樁技術(shù)常用的鉆機選擇與對應經(jīng)濟性分析如表2 所示[4]。

表2 常用鉆機的技術(shù)、經(jīng)濟指標

鉆孔的實際位置與設計樁位之間的差距應控制在50mm 以內(nèi)，成孔過程做好數(shù)據(jù)記錄。完成鉆孔施工后，需要進行孔底殘渣的清理，為后續(xù)混凝土的灌注環(huán)節(jié)提供便利。將孔底大量泥渣混合物清除后，可以減小孔底沉淀層厚度。鉆孔灌注樁清孔的方法有抽漿法、換漿法、掏碴法、用砂漿置換鉆碴法等，通常高層建筑、鐵路橋梁等建筑施工中可采用第一種方法，因為抽漿清孔較為徹底，也適用于各種鉆孔灌注樁的清孔工作。換漿法是注入?yún)?shù)不同的泥漿將孔內(nèi)雜質(zhì)替換出來，該方法雖然不易坍孔，但清孔時長較長、清孔效果不夠理想。鉆孔清潔方式的選擇需結(jié)合實際施工情況，無論哪種方式都必須保證施工安全性，杜絕坍塌情況出現(xiàn)。

2.6 鋼筋施工

首先以工程建筑樁基設計要求為指導，進行鋼筋骨架的制作，通常情況下采用單面搭焊的方式，因該施工工程中樁基的孔深值較大，因此采用現(xiàn)場焊接的方式。鋼筋骨架制備完成后，需要保證其在起吊施工過程中不會發(fā)生形變。在鉆孔清潔作業(yè)達標后，進行安裝環(huán)節(jié)，向鉆孔內(nèi)安置鋼筋骨架。利用吊車進行起吊工作，先對準中心孔，向鉆孔內(nèi)緩緩放入第一節(jié)段，同時可在護筒口架設支護鋼管，陸續(xù)完成后續(xù)節(jié)段的置入工作。鋼筋骨架下放置入鉆孔的時候，不能觸碰、碰撞孔壁。當鋼筋骨架全部置入鉆孔后，對護筒口進行掛環(huán)處理，將護筒口以及骨架主筋進行焊接固定，以免鋼筋骨架在后續(xù)環(huán)節(jié)晃動或者上浮[5]。

2.7 混凝土灌注

首先，安裝導管。遵循施工技術(shù)規(guī)定，選擇合適的導管。所用各個導管的內(nèi)徑要高度統(tǒng)一，使得接口緊密連接。導管使用前需進行試拼、漏水等測試，確保導管的質(zhì)量；再次檢查孔底沉渣厚度，若厚度不達標需要進行二次清孔；然后進行混凝土的配比。選用高質(zhì)量的、符合建筑施工標準的原材料進行配比，材料如水泥、石料、添加劑等，對配比后的混凝土進行混凝，混凝土初凝時間不易超過2.5 小時，超過以后需要驗證其性能符合要求方可使用；最后進行混凝土的灌注。依照自上而下、自左而右的順序進行混凝土的灌注。灌注過程中需要時刻檢測灌注施工壓力，盡量維持在0.2MPa～0.4MPa 范圍內(nèi)。隨著灌注時間的增加，壓力值呈現(xiàn)逐步升高的趨勢，這樣可以有效預防灌注施工中瞬間壓力過大造成裂縫擴張的問題。當導管的充實度不足時，導管中肯定存在不少空氣，此時需要放慢混凝土灌注速度，不應大規(guī)模灌注，同時邊灌注邊振搗，減少混凝土中的空洞。當灌注的混凝土面與鋼筋骨架相距小于兩米時，需要減緩灌注速度，避免對鋼筋骨架造成沖擊[6]。

3 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)應用效果

經(jīng)以上施工過程后，拔出導管，清洗器械，完成建筑工程施工任務。為驗證該建筑工程中鉆孔灌注樁技術(shù)的應用效果，可對樁身進行檢驗，抽取該項目所有鉆孔灌注樁數(shù)的2%～5%進行檢驗。其中，芯樣試件混凝土強度換算值

公式（1）中，d 表示所檢測的芯樣試件的平均直徑（mm），F(xiàn) 代表試件抗壓試驗所得的最大壓力值（N），芯樣試件高徑比不同時，混凝土強度換算系數(shù)不同，該系數(shù)用α 表示，如高徑比1.0 時，α 取1.0；高徑比1.5 時，α 取1.15；高徑比2.0 時，α 取1.24。該檢測計算中，α 取1.0[7]。通過對鉆孔灌注樁的綜合檢驗與評價，反映出該建筑工程地基的穩(wěn)定性與安全性。由于建筑項目基坑發(fā)生變化的時間較長，因此，在鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工完成28 天后，采用鉆孔取芯方法檢測建筑工程施工質(zhì)量?；炷翉姸葮藴蕿镃25，鉆孔取芯的檢測結(jié)果如表3 所示。

表3 鉆孔取芯檢測結(jié)果

由表3 可以看出，檢測的6 個芯樣均密實、完整，施工強度均值為35.9MPa，可較好滿足建筑項目設計要求，保證了鉆孔灌注樁技術(shù)應用下的建筑物的質(zhì)量[8]。

4 結(jié)語

在建筑工程實施過程中，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的高效應用有著重要意義，不僅可以提升建筑物的質(zhì)量與抵御自然災害的能力，還可以加快施工效率與降低施工成本。由于該技術(shù)在實際的施工作業(yè)中，涉及環(huán)節(jié)繁多復雜，只有從各個流程中嚴格把控該技術(shù)的應用與控制要點，才能更加充分發(fā)揮出鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工效果，減少施工過程中質(zhì)量問題的出現(xiàn)，為建筑整體穩(wěn)定性、安全性提供保障。