螺旋鉆孔灌注樁支護(hù)措施研究

摘 要：建筑工程施工穩(wěn)定安全直接受到基礎(chǔ)施工效果的影響。我國(guó)很多地區(qū)存在淤泥質(zhì)、黃土等軟弱基礎(chǔ)，如果不經(jīng)處理很容易出現(xiàn)基礎(chǔ)穩(wěn)定性不足、建筑物質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況。針對(duì)此類基礎(chǔ)，施工人員可以采用螺旋鉆孔灌注樁施工技術(shù)進(jìn)行處理，該技術(shù)可以顯著提高基礎(chǔ)的承載力和穩(wěn)定性，是備受關(guān)注的一種施工方法。為了進(jìn)一步探索螺旋鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用方法，本文首先簡(jiǎn)單闡述螺旋鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)特點(diǎn)，然后以工程案例為對(duì)象，對(duì)該技術(shù)施工工藝流程和技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致地探討。

關(guān)鍵詞：螺旋鉆孔灌注樁；支護(hù)措施；施工要點(diǎn)文章編號(hào)：2095-4085（2024）06-0007-03

0 引言

螺旋鉆孔灌注樁是一項(xiàng)較新的施工工藝，其施工簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、高效，已被廣泛應(yīng)用于建筑業(yè)，并逐漸成為建筑業(yè)的主流。螺旋鉆機(jī)是一種比較先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，它能把鋼筋和其他材料打入一定深度。與傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁相比，螺旋鉆孔灌注樁具有更好的成樁質(zhì)量，其主要特點(diǎn)是采用螺旋鉆進(jìn)鉆孔，然后泵壓混凝土，形成整體結(jié)構(gòu)。該技術(shù)應(yīng)用中采用大口徑鉆頭進(jìn)行鉆孔，可以使樁的受力更為均勻，從而提高樁的承載能力，降低工程成本。螺旋鉆孔樁施工技術(shù)施工時(shí)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的噪聲，對(duì)周圍環(huán)境的污染也比較小，是一種環(huán)境友好的施工方法。目前，我國(guó)大部分城市已開(kāi)始采用螺旋鉆進(jìn)法施工地基。國(guó)內(nèi)螺旋鉆孔樁施工技術(shù)的應(yīng)用起步較晚，在實(shí)際工程應(yīng)用中施工工藝還有很多有待改進(jìn)和優(yōu)化的空間。

1 長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁的特點(diǎn)

長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁有著諸多特點(diǎn)，第一，該技術(shù)施工中所用混凝土有著十分良好的流動(dòng)性，施工中坍落度在160～220mm范圍內(nèi)。混凝土中的碎石能夠保持懸浮不下沉，這有效降低了混凝土離析問(wèn)題，有助于鋼筋籠的高效放置。第二，長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁的樁頂不會(huì)存在虛土，這有效規(guī)避了傳統(tǒng)灌注樁施工中產(chǎn)生的斷樁、塌孔、縮頸等問(wèn)題。第三，該技術(shù)有著較強(qiáng)的穿硬土層能力，施工簡(jiǎn)單且效率高。第四，該技術(shù)施工中不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多噪音，施工中無(wú)需泥漿護(hù)壁，可以達(dá)到節(jié)能減排的效果。第五，該技術(shù)是常規(guī)正循環(huán)鉆孔成樁施工速度的3～5倍，有著較快的施工速度［1］。

2 螺旋鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)分析

以某工程為例，毗鄰河道，基坑范圍內(nèi)有大量淤泥質(zhì)地層。通過(guò)對(duì)復(fù)雜土質(zhì)條件下基礎(chǔ)處理現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定了采用螺旋鉆孔灌注樁的施工方案。該項(xiàng)目占地265 200m2，屬于一類高層建筑，地上建筑面積達(dá)145 500m2。本項(xiàng)目以樁筏為基礎(chǔ)，樁頂為筏板基礎(chǔ)，厚800mm，長(zhǎng)20m，直徑800mm，共計(jì)1 391根。

2.1 施工流程

在淤泥質(zhì)地層區(qū)域基礎(chǔ)承載力不足，想要螺絲長(zhǎng)螺旋鉆孔樁施工技術(shù)，就要提前做好場(chǎng)地處理，然后牢固地安裝鉆機(jī)設(shè)備，按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鉆孔，之后灌注混凝土 ，最后按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)插入鋼筋籠，最終形成完整的、具有較強(qiáng)承載力的樁基。具體來(lái)講，螺旋鉆孔灌注樁施工技術(shù)流程和要點(diǎn)如下所示：

第一，定位放樣。施工人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定灌注樁的具體位置，選用全站儀進(jìn)行定位放樣。施工前，先整平場(chǎng)地，設(shè)好控制網(wǎng)，再檢查樁柱幾何位置，確認(rèn)無(wú)誤后，方可進(jìn)行下一道工序。

第二，埋設(shè)鋼護(hù)筒。根據(jù)樁的位置對(duì)護(hù)筒進(jìn)行定位，保證樁位和護(hù)筒的位置一致，然后用全站儀對(duì)護(hù)筒進(jìn)行復(fù)核，用垂直線確定具體的護(hù)筒埋設(shè)位置。

第三，成孔。在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全的前提下，施工人員采用機(jī)械鉆機(jī)開(kāi)挖成孔方法。本項(xiàng)目以淤泥質(zhì)地層為主要地質(zhì)，屬于軟土地基，承載力較差。如果處理不當(dāng)，直接施工將導(dǎo)致地基產(chǎn)生不均勻沉降。在鉆進(jìn)時(shí)，施工人員要嚴(yán)格按規(guī)范操作，確認(rèn)鉆具有一定強(qiáng)度、韌性，投入使用前要做好維護(hù)保養(yǎng)工作。為保證樁基礎(chǔ)穩(wěn)固、穩(wěn)定，防止樁基礎(chǔ)發(fā)生位移、傾斜等現(xiàn)象，樁基礎(chǔ)30m范圍內(nèi)需鋪設(shè)2cm厚的鋼板。在鉆孔時(shí)，施工人員應(yīng)嚴(yán)格遵循施工規(guī)程。在鉆孔作業(yè)前，一定要認(rèn)真檢查鉆頭的垂直度及水平度，垂直度偏差不大于0.5%。鉆進(jìn)時(shí)要注意鉆桿與孔壁的間隙，仔細(xì)檢查鉆頭底部的閥門(mén)，確保閥門(mén)能夠自如地開(kāi)啟和關(guān)閉，并且具有良好的密封性。鉆具安裝完畢后，應(yīng)立即投入施工，確保鉆桿和套管間無(wú)間隙。鉆進(jìn)作業(yè)中，應(yīng)首先充分固定鉆機(jī)，啟動(dòng)鉆機(jī)以低速的方式進(jìn)行鉆進(jìn)，當(dāng)鉆機(jī)較為順利時(shí)可以適當(dāng)將鉆進(jìn)速度增加，通常按照每分鐘鉆進(jìn)2.3m的速度進(jìn)行鉆進(jìn)。在鉆進(jìn)過(guò)程中操作人員需要對(duì)鉆機(jī)的電流變化情況提高重視，如果發(fā)現(xiàn)存在異常情況應(yīng)立刻停止操作，分析原因，排除問(wèn)題后再繼續(xù)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鉆進(jìn)，確保鉆進(jìn)深度符合規(guī)范要求［2］。

第四，制作鋼筋籠。施工人員在現(xiàn)場(chǎng)采用分段的方式進(jìn)行鋼筋籠制作，按照設(shè)計(jì)要求做好鋼筋籠尺寸、焊接方式、主筋間距等參數(shù)的控制，該工程中按照不超過(guò)10mm的標(biāo)準(zhǔn)控制主筋偏差，按照不超過(guò)20mm的標(biāo)準(zhǔn)控制箍筋間距偏差，按照不超過(guò)10mm的標(biāo)準(zhǔn)控制鋼筋籠直徑偏差。綁扎鋼筋籠時(shí)，應(yīng)按規(guī)范要求，在插入混凝土前，按規(guī)定的方向交叉搭接綁扎鋼筋。對(duì)鋼筋進(jìn)行焊接時(shí)，同一截面內(nèi)鋼筋數(shù)量不得超過(guò)全部鋼筋總數(shù)的50%。

第五，混凝土灌注。施工人員在完成鉆孔后及時(shí)檢查成孔的質(zhì)量，確認(rèn)垂直度、深度等各項(xiàng)參數(shù)符合要求后及時(shí)將提前配置好混凝土灌注其中。施工人員將混凝土管下放帶成孔中開(kāi)始泵送，隨著混凝土液面的升高逐漸將管道提升，同時(shí)對(duì)混凝土泵送壓力變化情況進(jìn)行觀察，從而明確是否確實(shí)打開(kāi)了鉆閥。當(dāng)混凝土順利輸送后，即可進(jìn)行灌注，而且不能在提升后進(jìn)行抽水。當(dāng)提泵轉(zhuǎn)速無(wú)法保證時(shí)，需增設(shè)設(shè)備或人工操作。特別要注意，提升速度不能超過(guò)2.0m/min，而且要跟上泵的轉(zhuǎn)速。在施工過(guò)程中要注意防止漏漿或沉渣進(jìn)入井眼內(nèi)造成堵塞，從而減少后續(xù)清孔的難度。灌注樁后，提升鉆與輸送混凝土緊密結(jié)合，保證鉆具底部卸料孔在混凝土表面以下1m處，避免出現(xiàn)斷樁、縮徑等現(xiàn)象［3］。

第六，鋼筋籠安裝。在完成混凝土灌注后，施工人員應(yīng)立刻開(kāi)始進(jìn)行鋼筋籠插入施工，通常間隔時(shí)間不超過(guò)3min，以免時(shí)間過(guò)長(zhǎng)混凝土凝固，影響插籠作業(yè)。長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)成孔、灌注混凝土后，施工人員及時(shí)將地表渣土清理干凈，然后立刻插入鋼筋籠。在完成混凝土澆筑且移開(kāi)樁機(jī)后，施工人員用起重機(jī)吊起提前預(yù)制好并且檢驗(yàn)合格的鋼筋籠，用鋼絲和法蘭將鋼筋籠吊起，用RTK測(cè)量設(shè)備對(duì)樁中心位置進(jìn)行復(fù)測(cè)，確認(rèn)無(wú)誤后由人工扶正鋼筋籠下放到成孔中。長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁所用鋼筋籠較長(zhǎng)，在下放過(guò)程中可能發(fā)生撓曲的現(xiàn)象，此時(shí)施工技術(shù)人員要對(duì)其雙向垂直度進(jìn)行密切觀測(cè)，避免出現(xiàn)過(guò)大的垂直度偏差。下鋼筋籠過(guò)程中，施工人員可以先依靠鋼筋籠和振搗吹自重下放。在依靠其自重?zé)o法下沉后將振動(dòng)錘啟動(dòng)后，施工人員要按照1.2～1.5m/min的速度繼續(xù)沉放鋼筋籠。當(dāng)下插到設(shè)計(jì)位置后，施工人員可以將振動(dòng)錘電源關(guān)閉，將鋼絲繩摘下，借助長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)將鋼筋籠導(dǎo)入管下放，然后提出振動(dòng)錘。在這個(gè)過(guò)程中施工人員注意按照每提2～3m要開(kāi)啟振動(dòng)錘一次的頻率進(jìn)行導(dǎo)入管插入和振動(dòng)錘提升，從而保證混凝土足夠密實(shí)，內(nèi)部不會(huì)存在過(guò)多空氣而出現(xiàn)空洞［4］。

第七，樁頭保護(hù)。灌注結(jié)束后，應(yīng)立即覆蓋樁頂，主要采用渣土，以達(dá)到防日曬、雨淋的作用。鉆孔機(jī)生產(chǎn)出來(lái)的廢土，經(jīng)技術(shù)處理后運(yùn)至指定地點(diǎn)晾曬，以加快養(yǎng)護(hù)進(jìn)程，干燥結(jié)束后再送至廢渣處置場(chǎng)地。

第八，接樁施工。如果工程施工中發(fā)生中斷等情況，施工人員需要采取合理的措施進(jìn)行接樁施工。接樁時(shí)，施工人員先將上不含有懸浮漿的混凝土鑿除，做好鋼筋整理，然后做好長(zhǎng)鋼筋的焊接，之后澆筑混凝土墊圈?；炷翂|圈比樁徑大20cm，在完成墊圈澆筑后進(jìn)行定型鋼模板的支設(shè)，最后用同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土繼續(xù)進(jìn)行澆筑。

2.2 螺旋鉆孔灌注樁支護(hù)施工注意事項(xiàng)

第一，試樁。在正式鉆孔施工前，施工人員需要通過(guò)試樁確定施工中各項(xiàng)參數(shù)。技術(shù)人員應(yīng)明確施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況，通過(guò)試驗(yàn)確定最佳鉆進(jìn)速度、深度參數(shù)。在施工中，鉆進(jìn)深度可以結(jié)合地質(zhì)勘查報(bào)告確定，通常施工中鉆機(jī)的瞬時(shí)電流在250A以上。

第二，設(shè)備穩(wěn)定性。長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)設(shè)備較大，重量大，為保證鉆機(jī)設(shè)備穩(wěn)定可靠，在施工前施工人員需要做好場(chǎng)地平整和加固處理，避免施工階段發(fā)生設(shè)備傾斜等問(wèn)題。在鉆孔過(guò)程中，技術(shù)人員要對(duì)鉆桿垂直度進(jìn)行嚴(yán)格控制。長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注技術(shù)所用鉆桿長(zhǎng)度長(zhǎng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)發(fā)生擺動(dòng)情況，為保證鉆桿垂直度合格，施工人員可以用導(dǎo)向架進(jìn)行鉆架上方位置的加固處理。此外，施工人員還要對(duì)鉆桿和接頭情況進(jìn)行細(xì)致地監(jiān)測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)主動(dòng)鉆桿存在彎曲的現(xiàn)象，施工人員可以及時(shí)用千斤頂進(jìn)行調(diào)整，避免影響鉆進(jìn)精度。

第三，預(yù)防偏孔。施工人員一旦發(fā)現(xiàn)鉆孔發(fā)生偏斜情況，要及時(shí)做好調(diào)整措施。施工人員先將偏斜位置的鉆頭吊住，然后上下反復(fù)掃孔，最終確保其沿著規(guī)定的方向繼續(xù)鉆進(jìn)。

第四，鋼筋混凝土施工。鋼筋籠下放施工中應(yīng)重點(diǎn)做好其垂直度的控制，如果下放過(guò)程中偏差過(guò)大那么很難將其下放到底部。一旦發(fā)生難以下放的情況，施工人員可以嘗試通過(guò)加大振動(dòng)錘振動(dòng)力的方式促進(jìn)其下放。在混凝土灌注時(shí)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持連續(xù)施工的原則，灌注中注意避免堵塞導(dǎo)管［5］。

2.3 施工效果驗(yàn)證

（1）偏差測(cè)量

通過(guò)對(duì)鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量的全面檢測(cè)來(lái)驗(yàn)證本項(xiàng)目所提施工技術(shù)方案的實(shí)際效果。首先，檢測(cè)人員要對(duì)灌注樁的樁位偏差情況進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)量，明確其偏差是否在合理范圍內(nèi)。相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁的樁頂高程偏差應(yīng)當(dāng)在-55.45mm到+30mm之間，深度偏差應(yīng)當(dāng)控制在3 200mm以內(nèi)，樁位偏差不得超過(guò)250mm，其垂直度最大偏差不得超過(guò)其長(zhǎng)度的1%。本次工程螺旋鉆孔灌注樁長(zhǎng)度為15m，允許豎直偏差為150mm。施工技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定混凝土強(qiáng)度等級(jí)、水泥摻量，并按相關(guān)施工技術(shù)進(jìn)行灌注。鋼筋籠內(nèi)鋼筋的間距不得大于±15mm，箍筋間距的誤差不得大于±25.55mm。此外，為確保樁基質(zhì)量，施工人員采用超聲波測(cè)距法、靜力觸探法等方法對(duì)樁基工程進(jìn)行檢測(cè)。本項(xiàng)目隨機(jī)選取7根鉆孔灌注樁，采用IHFA-A4F5型鉆孔灌注樁及其它專用測(cè)試設(shè)備，對(duì)鉆孔灌注樁的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行了全面的測(cè)試。偏差測(cè)量得到如表1所示測(cè)量結(jié)果。

通過(guò)表1可以看出，該工程中長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁質(zhì)量好，無(wú)離析、漏漿、開(kāi)裂等缺陷。最大樁位偏差為25.47mm，最小偏差為14.26mm；樁頂最大偏差為2.23mm，最小偏差為1.26mm。從以上分析結(jié)果可以看出，該工程采用了合理的施工工藝，長(zhǎng)螺旋鉆鉆孔的孔位精度及垂直度均符合規(guī)范要求，說(shuō)明鉆孔灌注樁施工工藝精度符合規(guī)范要求［6］。

（2）力學(xué)性能檢測(cè)

通過(guò)單樁靜載試驗(yàn)對(duì)螺旋鉆孔灌注樁的力學(xué)特性進(jìn)行分析。檢測(cè)人員按照規(guī)范要求進(jìn)行試驗(yàn)樁制備。在該工程中，檢測(cè)人員選擇其中7根樁進(jìn)行承載力測(cè)試，通過(guò)靜載試驗(yàn)可知，所選的灌注樁的極限承載力均能夠滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，這表示樁基施工符合要求，能夠投入使用，施工團(tuán)隊(duì)可以進(jìn)入下一步施工作業(yè)。

3 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)地域遼闊，很多地區(qū)地質(zhì)情況比較復(fù)雜，建設(shè)難度比較大。在淤泥質(zhì)類軟土地區(qū)，由于土質(zhì)差、地下水水位高，極易發(fā)生樁基病害。施工人員借助長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工技術(shù)對(duì)軟土基礎(chǔ)進(jìn)行處理可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)穩(wěn)定性、承載力的提升，有助于保證建筑物上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全。

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