房屋建筑工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用研究

呂東鑫

（中國土木工程集團(tuán)有限公司，北京 100038）

1 引言

鉆孔灌注樁是樁基礎(chǔ)的一種常見形式，因其具備占地少、承載力大以及施工速度快等優(yōu)點(diǎn)， 廣泛應(yīng)用于各類建筑工程中。 在實(shí)際施工操作中，鉆孔灌注樁施工包括測量、混凝土制備與灌注等工作，并且極易出現(xiàn)樁位偏差、孔底沉渣、樁體混凝土夾泥與斷樁等質(zhì)量問題， 導(dǎo)致了房屋建筑往往出現(xiàn)難以滿足相關(guān)規(guī)范要求的問題。 因此，在實(shí)際施工中，尤其要把握鉆孔灌注樁施工技術(shù)的步驟和實(shí)際應(yīng)用， 在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)施工準(zhǔn)備，把握好各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量控制，確保鉆孔灌注樁的成樁質(zhì)量。

2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)的基本機(jī)理和步驟

鉆孔灌注樁是一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。其基本原理是通過增加地基的承載力和穩(wěn)定性來提高整體地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 鉆孔灌注樁的施工步驟通常為：確定樁的位置和數(shù)量，然后進(jìn)行鉆孔，安裝鋼筋和樁籠，最后進(jìn)行混凝土灌注。 這一過程需要嚴(yán)格控制鉆孔的深度和直徑，以及鋼筋和混凝土的密度和質(zhì)量。

3 鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用與效果

3.1 在房屋建筑中的應(yīng)用案例

鉆孔灌注樁可以用于提高地基的承載力， 確保建筑物安全穩(wěn)定。 鉆孔灌注樁施工時，先進(jìn)行鉆孔，然后將鋼筋籠置入樁孔中，再將混凝土灌入孔中，形成一根鉆孔灌注樁。 一般來說，鉆孔灌注樁的直徑為30～120 cm，長度也可達(dá)到100 m 以上。 鉆孔灌注樁不僅可以提高地基的承載力，還能提高地基的穩(wěn)定性和抗震性能。 在建造重要的城市基礎(chǔ)設(shè)施和大型建筑物時經(jīng)常使用此方法。 鉆孔灌注樁具有較好的抗震性能和穩(wěn)定性，可用于抵御地震和地質(zhì)災(zāi)害。 在地震中，建筑物受到地震力的沖擊，會產(chǎn)生振動和位移，這就需要地基具有足夠的抗震能力。 鉆孔灌注樁可以通過提高地基的承載力和強(qiáng)度提高建筑物的抗震性。 鉆孔灌注樁還可以用于地下水的控制、土壤的加固、邊坡的防護(hù)等方面，以在面對地質(zhì)災(zāi)害時保護(hù)建筑物的安全。

3.2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)的效果評估

鉆孔灌注樁的抗震性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是施工效果評估的兩個關(guān)鍵指標(biāo)。 抗震性能是指建筑物在地震中抵抗破壞的能力，而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是指建筑物在不同環(huán)境下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定程度。經(jīng)考察，使用鉆孔灌注樁的建筑物具有較好的抗震性、穩(wěn)定性和耐久性。在施工過程中，質(zhì)量是首要考慮的問題。 鉆孔灌注樁的質(zhì)量受到多種因素的影響，如混凝土的配合比、混凝土骨料的質(zhì)量、施工設(shè)備的品質(zhì)等。 施工后，鉆孔灌注樁的耐久性也需要考慮，使其壽命應(yīng)能夠滿足建筑物的使用年限。 經(jīng)過耐久性測試， 使用鉆孔灌注樁的建筑物具有長久的穩(wěn)定性和耐久性。 在施工過程中，成本和效益也是需要考慮的因素之一。鉆孔灌注樁的施工成本受到多種因素的影響，如圍巖類型、鉆孔深度、孔徑大小、混凝土骨料的質(zhì)量、施工設(shè)備等。 鉆孔灌注樁的效益主要體現(xiàn)在可以提高建筑物的抗震性能、 穩(wěn)定性和耐久性，減少后續(xù)事故的發(fā)生。 因此，施工鉆孔灌注樁具有長期的效益[1]。

4 鉆孔灌注樁施工技術(shù)的要點(diǎn)

4.1 施工工作的準(zhǔn)備

4.1.1 鉆機(jī)

根據(jù)房屋建筑施工中成孔方法與鉆孔出渣的基本特征，鉆機(jī)主要可以分為：正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆、螺旋鉆、沖抓沖擊鉆以、鉆頭鉆等類型，在房屋建筑工程中需要根據(jù)地質(zhì)地貌擇優(yōu)選擇。

4.1.2 場地準(zhǔn)備

房屋建筑工程施工現(xiàn)場需要確定樁基設(shè)計平面尺寸、鉆機(jī)數(shù)量以及移位要求、施工方法。

4.1.3 測量放樣

測量放樣是鉆孔灌注樁施工前的關(guān)鍵工作。 施工測量主要采用單個導(dǎo)線點(diǎn)的方式進(jìn)行放樣， 結(jié)合定點(diǎn)校準(zhǔn)一次性完成樁位的放樣， 通常需要嚴(yán)格控制樁位放樣誤差不超過5 mm；表樁樁位直徑50～70 mm，下樁深約為30 cm，用紅漆區(qū)分標(biāo)注[2]。

4.2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)的要點(diǎn)分析

4.2.1 鉆孔工藝

鉆孔一般分為螺旋鉆幾成孔、正循環(huán)回轉(zhuǎn)法成孔、反循環(huán)回轉(zhuǎn)法成孔、沖擊鉆機(jī)成孔。

1）螺旋鉆機(jī)成孔

螺旋鉆機(jī)成孔主要分為長螺旋與短螺旋鉆機(jī)成孔兩種工藝方法。 長螺旋鉆機(jī)成孔的施工過程主要為：鉆機(jī)就位后使用電動機(jī)帶動鉆桿轉(zhuǎn)動螺旋葉片旋削土，經(jīng)過出土器排出孔外，測深標(biāo)尺測量深度，達(dá)到預(yù)定鉆孔深度要求后提起鉆桿，反復(fù)測量孔深與虛土厚度。 短螺旋鉆孔與長螺旋鉆孔一樣，區(qū)別在于鉆進(jìn)時切削下來的土塊需要提鉆反轉(zhuǎn)甩落在地。

2）正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)法成孔

正循環(huán)回轉(zhuǎn)法主要是通過電機(jī)動力帶動空心鉆桿轉(zhuǎn)動，將扭轉(zhuǎn)的動力傳送至鉆錐， 當(dāng)鉆錐受到重壓時進(jìn)行泥沙的切削。 鉆進(jìn)時，當(dāng)鉆進(jìn)刃腳1 m 后，按照土質(zhì)鉆進(jìn)，當(dāng)護(hù)筒外側(cè)的土層松散時，需要提起鉆錐往孔中倒入黏土，同時放下鉆錐倒轉(zhuǎn)，使膠泥擠入孔壁堵住漏漿的孔隙，進(jìn)一步穩(wěn)住泥漿繼續(xù)鉆進(jìn)[3]。 每鉆進(jìn)2 m 需觀察地層的變化情況，在泥漿槽中取樣鉆渣并記錄。 無論采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)法還是反循環(huán)回轉(zhuǎn)法鉆孔，為避免出現(xiàn)擴(kuò)孔率較大現(xiàn)象，一般都采用減壓鉆進(jìn)的方式，通常選擇鉆壓直徑1.1 mm 標(biāo)準(zhǔn)孔最大鉆壓為20 kN。 反循環(huán)回轉(zhuǎn)成孔方法亦同理。

3）沖擊鉆機(jī)成孔

主要是在埋好的護(hù)筒以及護(hù)壁泥漿黏土施工完成后，將鉆機(jī)對準(zhǔn)樁孔中心鉆進(jìn)， 施工過程中需要不同土層的特性選擇符合實(shí)際需要的沖程，一般遇到巖石類土層時，宜采用高沖程（100 cm）；遇到砂類土層時，宜采用中沖程（75 cm）。 遇到松軟土層時，為防止斜孔以及塌孔等發(fā)生，選擇十字形鉆錐沖擊鉆進(jìn)，掏渣應(yīng)勤防止事故發(fā)生[4]。

4.2.2 混凝土灌注要點(diǎn)

混凝土灌注施工工藝主要包含為：清孔、鋼筋骨架制作與就位、混凝土配制、混凝土灌注的方法。

1）清孔

清孔是通過抽漿與換漿的方法清孔， 抽漿主要是利用鉆機(jī)反循環(huán)系統(tǒng)的泥石泵吸孔底沉渣5～15 min；換漿是將鉆錐在離孔底20 cm 距離時上提， 將通過將高純度的泥漿灌入把鉆孔沉渣泥漿換出，從而更好地保障混凝土的灌注質(zhì)量。

2）鋼筋骨架制作與就位

鋼筋骨架一般采用箍筋成型法制作，要求保護(hù)層厚度為6～8 cm，焊接鋼筋耳朵的方法設(shè)置保護(hù)層。

3）混凝土的配制

參照J(rèn)GJ 106—2023《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》，一般選擇粗骨料碎石、細(xì)骨料中砂；水泥標(biāo)號不低于425（強(qiáng)度為42.5 MPa），用量≥350 kg/m3；混凝土含砂率一般為40%～50%，水灰比為0.5～0.6。

4）灌注方法

目前，在房屋建筑的實(shí)際要求下，混凝土灌注施工主要采用直升導(dǎo)管法灌注[5]。 參照J(rèn)GJ 106—2023《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，在不飽和黏性土、風(fēng)化巖砂土等中灌漿壓力3～10 MPa；在飽和土中則需要灌漿壓力在1.2～4 MPa，選擇強(qiáng)制式混凝土拌和機(jī)，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，一般灌注時間按照樁長度而變化，具體見表1。

表1 灌注時間表

根據(jù)表1 中的灌注時間， 在灌注前需要對孔底沉渣進(jìn)行最后一次測定，符合施工要求然后再灌注首次混凝土，觀察混凝土下降的情況，保證成樁的效果。

4.2.3 成孔質(zhì)量控制

由于在實(shí)際施工中，允許鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量存在偏差，但是，需要將偏差控制在相關(guān)規(guī)范的允許范圍內(nèi)。 鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量允許偏差范圍見表2。

表2 鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量允許偏差范圍

5 結(jié)語

鉆孔灌注樁施工技術(shù)是房屋建筑領(lǐng)域中一種重要且不可忽視的技術(shù)。 它在地基處理、抗震性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及工程質(zhì)量和耐久性方面都發(fā)揮著重要的作用。 隨著新材料、新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，鉆孔灌注樁施工技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展。 在未來，隨著人們對建筑物安全和穩(wěn)定性要求的不斷提高，鉆孔灌注樁施工技術(shù)將有更廣闊的應(yīng)用前景， 為工程建設(shè)提供更安全、穩(wěn)定、環(huán)保的施工條件。