沖孔灌注樁施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

陳大偉

池州弘業(yè)房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 安徽 池州 247100

引言

建筑工程中影響沖孔灌注樁施工質(zhì)量的因素比較多，施工現(xiàn)場為淤泥質(zhì)黏土層，樁端持力層為中風(fēng)化花崗巖，地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文及地下管網(wǎng)等相對復(fù)雜，不良的地質(zhì)條件直接影響沖孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用效果。復(fù)雜的地質(zhì)條件容易造成沖孔灌注樁施工過程出現(xiàn)斜孔、堵管、斷樁等問題，影響建筑工程的樁基承載力，甚至影響建筑物結(jié)構(gòu)安全和施工質(zhì)量。

1 沖孔灌注樁的成孔工藝

1.1 沖孔灌注樁的成孔原理

在應(yīng)用沖孔灌注樁對整個樁基工程進(jìn)行施工的過程中，合理地利用卷場機將沖錘懸吊起所規(guī)定的高度，采用這種方式使得沖錘在實踐應(yīng)用中能夠有效獲取相應(yīng)的勢能。在此基礎(chǔ)上，能夠及時處理具體施工中對沖錘產(chǎn)生的束縛，確保沖錘在高空中中能夠自由落下且發(fā)揮其實質(zhì)性的作用，下落時所形成的沖擊力能有效擊碎目標(biāo)巖層，進(jìn)而能夠在此階段的實踐中實現(xiàn)成孔的目的與應(yīng)用價值。在施工成孔的技術(shù)操作環(huán)節(jié)中，一部分破碎的渣石在沖擊力的作用下會擠入到孔壁中，另一部分無法順利擠入到孔壁中，施工人員應(yīng)當(dāng)采取可行性的策略將其快速排出，最終達(dá)到成孔的應(yīng)用目的[1]。

1.2 沖孔灌注樁的成孔特點

相對于錘擊法在具體工程施工中的應(yīng)用而言，鉆孔灌注樁具有更多顯著性的優(yōu)點與自身價值。例如鉆孔灌注樁在施工時造成的噪音比較小，且產(chǎn)生的震動頻率也性對較小。基于此，工程在實踐中具有較強的實用性和價值性；灌注樁與預(yù)制樁相比最為突出的一大特征是，具有較大的樁直徑，且以多種不同類型的地基為基礎(chǔ)，通過鉆孔灌注樁可以將多種不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)在施工中面臨的重重困境順利解決，并科學(xué)高效地應(yīng)用于建筑工程項目中。建筑項目在具體施工階段中，如果需要為鉆孔灌注樁提供強有力的技術(shù)支撐和應(yīng)用保障，必須從根本上進(jìn)一步加強實際應(yīng)用中的承載力。通過上述方式有助于順利實踐優(yōu)化設(shè)計、加強作業(yè)質(zhì)量與效果，從實質(zhì)上確保工程技術(shù)的合理性與精確性。對于鉆孔灌注樁整體施工質(zhì)量產(chǎn)生影響的具體原因包括：工作人員在整體施工應(yīng)用中的專業(yè)技能以及技術(shù)方面的缺陷。除此之外，在整個工程施工中需要盡最大限度發(fā)揮鉆孔灌注樁技術(shù)的真正功效，從根本上保障地基的質(zhì)量安全與穩(wěn)定性。當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)在現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程的推動下迅猛前行，諸多農(nóng)村地區(qū)緊跟時代發(fā)展的趨勢，逐步向城市化發(fā)展，這種形勢下會產(chǎn)生越來越多的不同類型的土地下管線，整個過程項目的復(fù)雜程度也是難以想象的，進(jìn)而使得原本的地質(zhì)結(jié)構(gòu)受一系列因素的影響而產(chǎn)生巨大地變化，將其恢復(fù)至原本的樣子，幾乎難以順利達(dá)到目的?；谏鲜鼍C合性的分析，建筑工程在實際施工過程中，地基的安全穩(wěn)定性方面存在一定的風(fēng)險危機，為了全方位保障整體施工的安全可行性，需要利用現(xiàn)代化技術(shù)手段進(jìn)一步提高建筑工程的技術(shù)能力，而且要嚴(yán)格依照相關(guān)的規(guī)范要求完成各階段的施工任務(wù)，通常使用鉆孔灌注樁技術(shù)能夠及時高效地解決地基不平整的相關(guān)問題，加強整體施工的穩(wěn)定性與有效性，為工程項目的施工效果與質(zhì)量安全提供強有力的技術(shù)保障[2]。

2 施工主要難點分析

沖孔灌注樁施工過程中需要泥漿護(hù)壁成孔，但其成孔工藝較復(fù)雜，操作要求嚴(yán)格，成孔過程中易出現(xiàn)縮孔、彎孔、塌孔、埋鉆、卡鉆等質(zhì)量問題，且技術(shù)間隔時間長，不能立即承受荷載，在冬季施工難度較大。因工程占地面積大，不良地質(zhì)易造成斜孔，影響施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。沖孔灌注樁施工的主要難點是成孔過程中易發(fā)生塌孔，為保證成孔質(zhì)量，工程采取泥漿護(hù)壁成孔、鋼筋籠外設(shè)鋼護(hù)筒等措施。成孔時塌孔的原因比較復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)實際原因進(jìn)行具體分析和處理。一般可采取深埋護(hù)筒、在泥漿中加干鋸末提高泥漿比重、降低成孔速度等措施，工程護(hù)壁泥漿比重宜控制在1.25～1.45之間，改善孔壁結(jié)構(gòu)，施工速度控制在0.3～0.5m/s之間。如情況嚴(yán)重，可回填重新成孔。成孔過程中若出現(xiàn)彎孔、縮孔情況，可提升鉆頭、反復(fù)掃孔，直至成孔達(dá)到設(shè)計要求。彎孔情況嚴(yán)重時，應(yīng)回填壓實后再進(jìn)行糾偏。一次進(jìn)尺過多或砂層泥漿沉淀過快，易埋鉆；鉆頭底蓋合攏不好，易卡鉆。埋鉆或卡鉆后，鉆頭上泥漿沉淀過多，造成側(cè)阻力。在處理時，首先要消除阻力，避免強行處理扭斷鉆桿、造成設(shè)備動力頭受損等更嚴(yán)重的問題；要保證孔內(nèi)有足夠的泥漿和孔內(nèi)壓力，穩(wěn)定孔壁。

3 沖孔灌注樁施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

3.1 放樣定位

在順利完成建筑工程現(xiàn)場建設(shè)工作后，應(yīng)依據(jù)沖孔灌注樁施工作業(yè)的具體要求開展定位工作，將放樣定位技術(shù)的主要作用價值完全發(fā)揮出來，以此來保障測量定位結(jié)果的精準(zhǔn)性。準(zhǔn)確的定位可以為沖孔灌注樁施工作業(yè)提供有力的定點支持，保證測量以及放樣工作與建筑工程沖孔灌注樁施工的要求相契合。此外，還應(yīng)充分利用全站儀的作用價值，讓其在建設(shè)現(xiàn)場放樣定位工作中發(fā)揮自身優(yōu)勢，獲得精準(zhǔn)的沖孔灌注樁對應(yīng)坐標(biāo)。在明確坐標(biāo)位置后便可以利用十字交叉的辦法開展埋線工作，進(jìn)一步提高樁孔位置的正確度，為后續(xù)的沖擊鉆孔工作提供便利[3]。

3.2 護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒埋設(shè)對護(hù)筒鋼板的高度、厚度以及樁尺寸有著嚴(yán)格的要求。一般來說，鋼板的高度應(yīng)為1.5m，鋼板的厚度需要控制在4～8mm；樁徑應(yīng)為0.2m。此外，施工人員還應(yīng)在護(hù)筒上部預(yù)設(shè)2個溢漿孔。在確認(rèn)樁位中心后，監(jiān)理單位對其進(jìn)行復(fù)核。待復(fù)核無誤后，施工人員方可將護(hù)筒埋設(shè)在地下1.2m～1.5m處，然后使用黏土在護(hù)筒周邊進(jìn)行回填，并做夯實處理。在開挖護(hù)筒前，施工人員通常會使用十字交叉法將對樁中心引至開挖區(qū)外，完成開挖作業(yè)后，再將樁位引至孔內(nèi)。在引樁過程中，施工人員必須保證引樁的精度和安全。待樁固定后，施工人員還需要及時復(fù)核樁位。護(hù)筒通常采用厚度為5mm、直徑誤差小于20mm的鋼板，護(hù)筒內(nèi)徑通常大于鉆頭直徑200mm。為了確保護(hù)筒的垂直度，護(hù)筒口位置需要高出地面200mm左右。施工人員在埋設(shè)護(hù)筒時，應(yīng)根據(jù)中心軸線的位置來確定好樁位中心，并將定位偏差控制在20mm以內(nèi)，以保證定位點的精確度。回填黏土能起到良好的防滲作用，同時還能加固護(hù)筒，避免其出現(xiàn)偏斜，進(jìn)而實現(xiàn)提升護(hù)筒埋設(shè)施工質(zhì)量的目的。此外，為保證護(hù)筒的牢固性和穩(wěn)定性，護(hù)筒的埋設(shè)深度通常為護(hù)筒長度的三分之二。在護(hù)筒固定完成后，施工人員還需要及時將樁位引至對應(yīng)的孔內(nèi)，以方便后續(xù)施工[4]。

3.3 鋼筋籠安裝

鋼筋籠是建筑工程沖孔灌注樁施工作業(yè)中不可缺少的重要裝置，其質(zhì)量以及承載能力不僅要與建筑工程沖孔灌注樁施工的具體要求相符，同時也要為后期施工作業(yè)提供有力支持。在開展鋼筋籠制作加工作業(yè)時，應(yīng)以孔道的深度以及直徑等參數(shù)為參考選擇鋼筋籠的型號，并要求相關(guān)部門嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)流程完成加工制作工作，此外也要做好鋼筋籠的質(zhì)量檢測工作，確保其質(zhì)量與實際要求相符，待所有環(huán)節(jié)完成后便可將其運輸至沖孔灌注樁施工現(xiàn)場。在安裝鋼筋籠時，應(yīng)以建筑工程現(xiàn)場的區(qū)域狀況為基準(zhǔn)，借助起重機等設(shè)備將鋼筋籠準(zhǔn)確放置在沖孔灌注樁孔中，確保其圓心和樁心位置在同一垂直線上，避免出現(xiàn)放置偏移問題。在順利安裝后，還應(yīng)仔細(xì)測量鋼筋籠的里面以及頂面間距，按照所得結(jié)果有效處理安裝中的問題。

3.4 水下混凝土澆灌

水下混凝土澆灌施工難度較大，施工人員需要嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行操作。因此，施工人員需要將混凝土的坍落度控制在180～220mm。在首次灌注混凝土?xí)r，施工人員必須確保導(dǎo)管的埋入深度大于1m，以控制混凝土的灌注量。鋼筋籠安裝完成后，施工人員需要及時安裝灌注導(dǎo)管。在此過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)按照自上而下的順序?qū)γ恳还?jié)導(dǎo)管的長度進(jìn)行測量、編號和記錄，同時仔細(xì)清理孔底沉渣，并在導(dǎo)管驗收合格后立即泵送泥漿。需要注意的是，施工人員必須確保灌注過程緩慢、連續(xù)，以精確控制孔內(nèi)泥漿濃度，進(jìn)而將導(dǎo)管內(nèi)的空氣排出。當(dāng)混凝土灌注深度達(dá)到預(yù)定值后，施工人員即可拆除導(dǎo)管，并結(jié)束澆灌[5]。

3.5 孔道清理

分析研究鉆孔的直徑以及深度等參數(shù)是完成沖擊鉆孔作業(yè)后的首要工作，在確認(rèn)各項參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)相符后，便可以開展全面清孔作業(yè)。清孔作業(yè)是確?？锥辞謇硇Ч约皬娀S護(hù)水平的關(guān)鍵，同時也是避免后期工作中沖孔灌注樁施工因為孔洞殘渣出現(xiàn)不良狀況的有效舉措，更是保障建筑工程現(xiàn)場不受各項因素干擾的重要方式。鑒于此，就應(yīng)以工程建設(shè)為切入點，及時、有效地清理現(xiàn)場沖孔灌注樁孔道中殘留的各類廢棄物品，將殘渣排放至循環(huán)池中，確保殘渣處理效果以及實際管控的水平。在開展孔道清理作業(yè)時，應(yīng)提高對清孔幅度以及周邊承載能力的監(jiān)管力度，降低塌方、損壞等問題的發(fā)生概率，提高沖孔灌注樁孔道清理工作的安全性和實際效果。為了保障后續(xù)沖孔灌注樁施工作業(yè)的順利推進(jìn)，還應(yīng)在清孔作業(yè)的過程中，科學(xué)分析并對比泥漿密度以及含砂率，確保泥漿灌注高度以及護(hù)筒高度的統(tǒng)一性[6]。

4 常見問題處理措施分析

4.1 坍孔

若沖孔中存在透水層，當(dāng)沖擊到溶洞后，會突然產(chǎn)生漏漿，使水頭的高度急劇下降，透水層失穩(wěn)固性，產(chǎn)生漏斗狀坍孔。預(yù)防坍孔的方法有：①運用沖擊鉆進(jìn)行沖孔作業(yè)時，可以把鋼護(hù)筒安裝在亞黏土層上，然后再繼續(xù)進(jìn)行沖擊。②必須及時對漏漿部位進(jìn)行補水。處理坍孔的具體方法：采用長鋼護(hù)筒跟進(jìn)或立即將樁錘提起，并拋填小石塊、黏土塊、水泥和鋸木屑混合物放置在塌孔位置以上1～2m處，反復(fù)沖擊，待其沉積后重新沖擊造壁，并向孔內(nèi)補漿、補水，保持孔內(nèi)水頭。通過這種方法可以順利處理了坍孔問題[7]。

4.2 卡鉆

卡鉆的原因以及處理方法：①所用樁錘偏心過大或掉齒，樁施工現(xiàn)場地質(zhì)巖層走向的坡度很大，或孔底土質(zhì)不均，巖石強度不一時可能會造成卡鉆，必須對沖擊鉆進(jìn)行補刃。②打圓孔的時候最好選用四刃或五刃鉆頭，可以有效防止卡鉆。③若是十字孔有落石或探頭石把鉆頭卡住，或者鉆頭被卡在溶洞內(nèi)無法提動，可以選用“一”字形或半月形的小鉆頭，沿孔壁對障礙物進(jìn)行沖擊，將障礙物擠走或擊碎，將鉆頭提出[8]。

4.3 斜孔

當(dāng)樁機調(diào)整不科學(xué)、持力層巖面角度過高會導(dǎo)致錘頭不穩(wěn)定，進(jìn)而造成斜孔。要想處理斜孔問題就要運用片石進(jìn)行回填，調(diào)整孔的角度，若調(diào)整3次以上還沒有調(diào)正，就要及時上報監(jiān)理及業(yè)主單位，經(jīng)過允許后可以灌注水下混凝土，待達(dá)到一定強度后，再通過小沖程打緊錘進(jìn)行反復(fù)沖擊，直到被調(diào)正過來。若沖程過大，也會造成斜孔，需要控制沖程在2～4m最為適宜。

5 結(jié)束語

在淤泥質(zhì)黏土層建筑工程中應(yīng)用沖孔灌注樁施工技術(shù)，嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行施工，嚴(yán)格管控施工各環(huán)節(jié)和關(guān)鍵節(jié)點施工質(zhì)量，保證成樁質(zhì)量，采取有效措施預(yù)防各種質(zhì)量通病，不斷完善沖孔灌注施工技術(shù)，確保建筑工程的整體施工質(zhì)量符合設(shè)計要求。