沖孔灌注樁施工技術在建筑工程中的應用研究

邱榮喜 山東復地房地產開發(fā)有限公司

傅 凱 優(yōu)的（山東）建筑咨詢有限公司

1 前言

沖孔灌注樁施工技術采用沖擊錘等設備對樁孔進行反復沖擊，從而使用沖擊力將樁孔底部的土石進行固定，并形成更加穩(wěn)定的樁孔。在沖擊過程中沖擊作用力的影響將中空底部的土石進行擠壓、破碎，并被壓入周邊的孔壁，使其進入持力層中，形成穩(wěn)固的孔壁，進而取得更加優(yōu)質的樁孔質量，以保證沖擊灌注樁獲得更優(yōu)秀的穩(wěn)定性。

2 沖孔灌注樁施工技術

2.1 含義

沖孔灌注樁施工過程中，利用沖擊式裝置和卷揚機將樁錘提起，并對樁錘施以向下的能量產生巨大的沖擊力。通過樁錘的反復沖擊，將孔位所處的土石和土層進行破碎、擠壓，隨著沖擊力被擠壓到周邊的孔壁當中，形成較為穩(wěn)固的孔壁。在施工的過程中可以采用泥漿等方式將沒有被壓入孔壁的土石沖出，通過泥漿可以對孔壁進行潤滑，降低沖孔時的阻力，并保護孔壁，減少坍孔現(xiàn)象的產生，確保沖擊孔的穩(wěn)定性。

2.2 鉆孔灌注樁施工技術的特點

鉆孔灌注樁由于施工簡單易操作，對各種地質條件的適應能力強，而且投入的成本較小，所以在工程實踐領域中廣泛應用。與錘擊法相比，鉆孔灌注樁優(yōu)點更多，比如在施工過程中鉆孔灌注樁噪聲不高，震動頻率非常小，在工程實踐領域中具備很強的實用性；較之于預制樁，灌注樁不僅具備較大的樁直徑，在諸多類型的地基基礎上，使用鉆孔灌注樁能夠解決很多地質結構難題，在建筑項目中的利用率非常高。在建筑工程項目施工期間，若想為鉆孔灌注樁提供更多保障，要充分加強其實際承載力。這不但有助于優(yōu)化設計，還能夠提高作業(yè)水平，確保工程技術的精確性。影響鉆孔灌注樁施工質量的原因，包括工作人員的專業(yè)水平及能力，也包括在施工技術方面存在的不足[1]。之所以要合理運用鉆孔灌注樁技術施工，就是為了保證地基的安全。如今社會發(fā)展的腳步越來越快，很多農村都在向城市化發(fā)展，因而導致各類土地下的管線數(shù)量越來越多，其復雜程度也是難以想象，因此使原本的地質結構出現(xiàn)了變化，難以恢復其本來的樣子。在進行建筑施工時，地基的穩(wěn)定性就會存在安全隱患，為了保證施工安全，必須要提高建筑工程的技術水平，嚴格按照地基條件進行施工。通常，采用鉆孔灌注樁技術能夠解決地基不平整問題，提高地基穩(wěn)定性，為施工品質及安全奠定基礎。

3 建筑工程沖孔灌注樁施工過程中常見的問題

3.1 孔身彎曲或者傾斜

在沖擊孔施工的過程中，由于樁錘會利用自身重量進行沖擊，由于沖擊力的施力方向并不垂直，容易導致沖擊孔彎曲或傾斜的情況。由此，需要修正沖擊孔。當沖擊孔彎曲或傾斜情況不太嚴重時，可以對產生偏差的部位反復多次的沖擊，從而對孔身進行矯正。但是彎曲或傾斜情況比較嚴重時，一般無法對其糾正，需要對樁孔進行回填，并再度展開沖擊施工。而沖擊孔的彎曲和傾斜現(xiàn)象對灌注樁整體的成樁質量有重要的影響，需要相關人員的足夠重視。

3.2 灌注施工過程中的堵管問題

用灌注樁在灌注施工過程中，通常會使用導管運輸、灌注混凝土，因此在灌注施工過程中容易出現(xiàn)堵管問題。堵管問題也可以通過灌注施工前的導管檢查來避免，在施工前，檢測導管的進水和堵塞情況，有效避免在灌注施工過程中因為堵管導致的混凝土灌注不連續(xù)和不均勻，進而對成樁質量造成不良的影響。由于在灌注過程中會使用鋼筋籠和混凝土混合漿[2]，因此在灌注施工時要重視混凝土的配比工作和鋼筋籠的質量檢測，在下放鋼筋籠時，需要注意鋼筋籠、孔壁之間的距離，并在灌注過程中配以振搗、攪拌，以保證混凝土均勻分布到灌注樁中。

3.3 孔底碎石成渣過多以及孔壁坍塌

沖擊孔施工過程中，會將沖擊孔底部的土石和土層進行破碎、沖擊處理，也因此會產生較多的碎石成渣，部分碎石成渣沒有擠入周邊的孔壁中，而是堆積在沖擊孔底部，孔底碎石成渣對樁錘沖擊造成阻礙，導致下一次沖擊施工的效果不明顯。在沖擊孔清理的過程中，由于操作不規(guī)范和施工中碰撞問題，可能引起孔壁的結構改變，進而發(fā)生坍塌問題。因此為了減少孔底碎石成渣及孔壁坍塌的問題，需根據(jù)施工現(xiàn)場地質報告，制定相應的沖擊成孔施工方案，并在施工過程中采用泥漿等手段清理碎石成渣，在清理成孔的過程中，減少孔壁清潔時間，借助護筒等工具保證孔壁的完整，以提升成孔質量。

4 建筑工程沖孔灌注樁技術應用

4.1 制備泥漿和混凝土

泥漿的拌制與混凝土材料的選擇對灌注樁施工項目的質量造成重要影響，施工單位需要在房屋建筑工程施工期間明確了解樁位的地質狀況，掌握需自行制造泥土泥漿的土層，按照建筑工程的具體情況，采用合理的造漿設備與原料。一般情況下，造漿原料可采用可塑性較強的膨潤土與黏土，別的泥漿配置應該整體考慮建筑工程施工裝置與土層土質的構造，確保工程施工期間與各土層土質構造的標準相符。在建設施工期間，還應該保護好施工場地的環(huán)境，合理處置土渣與泥漿，減少對施工現(xiàn)場附近生態(tài)環(huán)境的污染程度，確保房屋建筑工程施工的合理實施。

4.2 護筒埋設

為了確保沖孔施工的有效性，需要對沖孔孔口處埋設護筒，使其對孔壁有一定程度的支撐作用。通常護筒由鋼板制成，護筒的直徑大于灌注樁樁身的直徑。在埋設護筒時，根據(jù)現(xiàn)場的地質條件和施工要求確定護筒埋設的深度，為了保證積水或雜物不會掉入樁孔內部，護筒頂端應高于地面，且高于地下水位，保證在施工過程中地下水不會滲進沖孔內并形成積水[3]。護筒埋設時可以提前進行挖土埋設，并使用壓重或錘擊的方式將護筒壓入樁孔位置，需要注意的是，護筒應當垂直于水平線，如發(fā)現(xiàn)護筒傾斜時，需對其及時糾正。

4.3 沖孔施工

沖孔施工開始前需要對沖孔灌注泥漿，如果沖孔內部有積水，需要通過添加黏土的方式進行多次攪拌沖擊，以保證泥漿混合比滿足沖孔施工需求。在施工過程中，根據(jù)現(xiàn)場地質條件和土層巖層分布選擇對應的沖孔設備，并制定科學的沖孔施工方案。為了保證沖孔施工過程中泥漿不會溢出，在施工時隨時觀察孔內的水位情況，一般情況下，沖孔內的水位應高于地下水位1.5m 左右，并且高度不應超出護筒頂端。由于在沖擊施工過程中沖孔底部會產生大量沉渣，因此應及時清理沉渣及沖孔，從而保證后續(xù)施工的成樁質量。

4.4 清孔及沖孔質量檢測

沖孔施工完成后，需要執(zhí)行清孔工作，首先將孔內沉渣碎石和泥漿排出，并檢查孔壁是否完整。為了確保后續(xù)灌注施工的有效展開，需檢測和驗收沖孔質量[4]。一般情況下用抽漿的方式清理沖孔，在清理完成后對樁孔深度、直徑、垂直度進行再次檢驗，并采用吸泥泵將積水、泥漿抽出，在清理的過程中應當重視清孔時間，盡量縮短清孔時間以提高工作效率。

4.5 減少孔壁坍塌現(xiàn)象

對沖孔質量的檢測，要反復對比樁孔參數(shù)，尤其重要的是樁身需要保持水平，垂直高度誤差應當控制在1%以內。當清孔施工以及沖孔質量檢測完成之后，現(xiàn)場技術人員應驗收質量，驗收合格后方可執(zhí)行鋼筋籠的下放施工。而在下放鋼筋籠的過程中，應保持鋼筋籠與孔壁之間的距離，使其不會與孔壁產生碰撞，影響樁孔質量。在發(fā)生塌孔現(xiàn)象時，須立即對塌孔進行處理，在實際實施過程中，能夠從以下環(huán)節(jié)開展：首先，需要先觀察回填塌孔情況，同時對表層采取錘擊方式回填，在充分砸實后再實施鉆進，應用該種形式可以避免孔位發(fā)生再次坍塌的現(xiàn)象。另外，將護筒外對稱均勻回填，再將其充分擠實。

4.6 解決堵管問題

在對樁基實施水下混凝土澆筑時，孔中的混凝土和樁頂間隔5m，由于混凝土無法及時供應，使得灌注時間超過初凝時間，以至于發(fā)生導管堵塞的現(xiàn)象。在采用長桿實施沖搗或通過振動器振搗無效時，就要拔出導管，并且在混凝面位于護筒范圍中時，可以暫停澆筑，對施工縫進行處理。就樁身而言，能夠通過干樁實施澆筑，同時把孔洞里的泥漿清除干凈，再把水分抽干，在混凝土滿足一定的強度時，再鑿除松散層，處理好其外部，并且還應該對混凝土樁身實施無損檢測，確保已澆樁身更加完整[5]。在確保質量完好的基礎上，采用干孔澆筑的措施對上部混凝土實施澆筑，在施工完成后，上部混凝土具有較好的強度時，再采取無損檢測技術。

4.7 灌注施工

為了保證灌注施工的有效進行，灌注施工開始前，應檢查混凝土配比情況及導管質量。在灌注施工中，導管口應始終位于混凝土面之下，并在灌注施工時逐步抬起導管。灌注施工過程應當盡可能保持持續(xù)不間斷，為了保證灌注施工的質量，可以通過分層的方式進行階段性施工，而在具體的施工過程中，可以配以攪拌、振搗工作來保證混凝土均勻分布。此外，在灌注施工過程中應當有效控制每次灌注施工的間隔。

4.8 水下施工重點

沖孔灌注樁施工很容易遇到水下施工的情況，在進行水下混凝土灌注的施工過程中，為了保證灌注施工的質量和效果，需要借助混凝土輸送泵來開展灌注施工，在施工過程中應遵循由下向上、邊灌注邊提升導管的方式，保持灌注施工的連續(xù)性，為了保證灌注施工的質量，要及時提升導管，通常情況下導管應在高于孔底300mm處展開灌注施工。并控制混凝土泵的送料速度，在施工過程中，通過及時觀察與記錄研究相關異?，F(xiàn)象。同時在成樁之后，為了保證水下灌注樁施工的質量，可通過超聲波無損檢測等方式對成樁質量進行有效檢測。

5 沖孔過程中出現(xiàn)的異常狀況與預防舉措

5.1 出現(xiàn)斜孔的成因和解決辦法

導致斜孔出現(xiàn)的重要因素：一是樁機在對準之后未進行橫向調整，二是持力層的巖面角度過高或許會導致錘頭不穩(wěn)定，從而出現(xiàn)斜孔。對于該狀況，先要在樁機到達指定位置后，馬上進行水平調平，保證可以將高度差管控在3cm之內，之后對于持力層傾斜角度過大的問題，可采用填充石塊的方式，防止地層硬度不一樣而產生巖面傾斜角度過大。另外，可在持力層采用低錘敲擊的方法，這種方法能夠降低斜孔的出現(xiàn)概率。

5.2 堵管問題的成因和解決方式

導致導管堵塞故障的因素主要包括：一是由于混凝土在澆灌期間未順暢地落下，坍落度不達標，如此會導致拌制不勻稱。二是在混凝土攪拌過程中，運用了大粒徑的粗骨料顆粒。解決這類問題，要將所配置混凝土的坍落度管控在18cm～22cm 之間，如此能夠減短運輸上料的時長，避免拌制不勻稱問題發(fā)生；另外，保證粗骨料的直徑在2cm以下[6]。

5.3 斷樁的成因和解決方法

斷樁問題的產生，一方面是由于導管提出太快，另一方面是由于將導管拆掉的過程中計算不準確，這些皆會導致斷樁問題的發(fā)生。在項目建造期間，要確保拔管的連貫性，拔管應確保管控在每次1m左右；另外，應當利用側繩將導管拆掉，一邊側繩一邊拆管，以此確保管所埋深度在2m以上。

5.4 提高施工準備階段的安全

所有能夠進入施工場地的材料，都必須有合格證，要保證其質量。而且在施工項目開始前，專業(yè)人員必須對施工的材料展開嚴格抽查，以確定其能否使用。此外，工程部門在施工開始前也要對各單位進行嚴格監(jiān)測，施工現(xiàn)場要有一個標準線，比如場地中的光纖、電線等，要進行全面排查，保證施工過程中工作人員的安全，才能夠正常進行施工工作。還有最重要的一點，測量好地面點的工作以后，還要反復檢查鉆孔的位置，確保施工項目毫無漏洞才能夠開始工作。

5.5 提高技術人員的素質

在施工的時候，地質下面還會存在空的沖孔，造成在排出泥漿的時候出現(xiàn)安全隱患。為了保證施工的順利進行，必須嚴格按照規(guī)定處理空的沖孔，如果發(fā)現(xiàn)沖孔灌注樁上面有空孔，必須要用沙土進行填充，以減少安全事故的發(fā)生，保證地面的高度。同時對于多出來的吊筋，要用工具將其反向彎折埋到空的沖孔里。這樣既保證了工作人員的安全問題，也減少了項目的損失，這項工程做完以后，在排出泥漿的過程中，專業(yè)技術人員還需要做好清理的工作，排出來的殘渣泥漿不能夠隨意放在其他地方，要放到指定位置，對泥漿中存留的殘渣進行特殊處理，以此有效保護環(huán)境。

6 結束語

沖孔灌注樁施工技術應用于地質條件較為復雜的情況下，通過樁錘的反復沖擊，形成較為穩(wěn)定的沖孔，進而保證鉆孔施工的質量。在施工過程中，現(xiàn)場施工人員應嚴格遵守沖孔灌注樁施工的工作流程，并對灌注樁的成樁質量進行有效的管控，從而提升建筑工程中的成樁質量和安全性。