風(fēng)電工程土建施工樁基礎(chǔ)技術(shù)分析

摘 要：本文深入分析了風(fēng)電工程土建施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)的多種類型及其應(yīng)用要點(diǎn)，包括干作業(yè)成孔灌注樁、長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁、沉管灌注樁以及泥漿護(hù)壁成孔灌注樁等。針對(duì)每種技術(shù)，文章詳細(xì)探討了其原理、優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)遇到的常見問(wèn)題如塌孔、孔位偏移和導(dǎo)管堵塞提出了具體的優(yōu)化措施。通過(guò)這些分析，本文為風(fēng)電工程的樁基礎(chǔ)施工提供系統(tǒng)的技術(shù)指導(dǎo)和建議。本文旨在為風(fēng)電工程土建施工的決策者和工程師提供全面、深入的樁基礎(chǔ)技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電工程；土建施工；樁基礎(chǔ)技術(shù)文章編號(hào)：2095-4085（2024）06-0043-03

0 引言

風(fēng)電工程的發(fā)展對(duì)土建施工提出高標(biāo)準(zhǔn)的要求，其中樁基礎(chǔ)作為支撐整個(gè)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分，其技術(shù)的選擇和應(yīng)用對(duì)項(xiàng)目的成功有著決定性的影響。樁基礎(chǔ)技術(shù)在不斷發(fā)展和完善，適應(yīng)各種復(fù)雜的地質(zhì)條件和環(huán)境要求。從傳統(tǒng)的錘擊沉樁到現(xiàn)代的靜壓力樁技術(shù)，各種方法各有特點(diǎn)，適用于不同的工程環(huán)境和需求。此外，隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高和施工技術(shù)的進(jìn)步，如何在保證結(jié)構(gòu)安全和穩(wěn)定的同時(shí)，減少對(duì)環(huán)境的影響，已成為樁基礎(chǔ)施工中不可忽視的重要議題。

1 風(fēng)電工程常見樁基礎(chǔ)類型

1.1 干作業(yè)成孔灌注樁

干作業(yè)成孔灌注樁是一種廣泛應(yīng)用于風(fēng)電工程的樁基礎(chǔ)類型，特別適用于地質(zhì)條件復(fù)雜和地下水位較低的地區(qū)。該技術(shù)通過(guò)鉆機(jī)在地面上鉆孔，然后在無(wú)水或干燥條件下進(jìn)行混凝土灌注，以形成樁基。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是成本效率高，能夠在不同的土壤類型中使用，包括砂質(zhì)、黏土或礫石層。干作業(yè)成孔灌注樁在施工過(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境的干擾較小，降低對(duì)周邊建筑物和結(jié)構(gòu)的潛在風(fēng)險(xiǎn)影響。然而，它的主要缺點(diǎn)在于對(duì)施工條件的依賴性較高，如遇到地下水位較高的區(qū)域，施工難度會(huì)顯著增加。此外，由于成孔和灌注是分開進(jìn)行的，施工過(guò)程中若管理不善會(huì)導(dǎo)致孔壁坍塌或混凝土品質(zhì)受影響［1］。

1.2 長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁

長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù)是風(fēng)電工程中的另一種常見樁基礎(chǔ)類型，適合于各種地質(zhì)條件下的應(yīng)用，尤其在土質(zhì)松散或含水量高的地區(qū)表現(xiàn)出色。該技術(shù)通過(guò)使用長(zhǎng)螺旋鉆頭進(jìn)行鉆孔，同時(shí)在鉆進(jìn)過(guò)程中將混凝土通過(guò)螺旋桿壓送至孔底，實(shí)現(xiàn)連續(xù)灌注。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)在于施工速度快，能有效控制混凝土的質(zhì)量，同時(shí)由于是在封閉系統(tǒng)下進(jìn)行灌注，能大大減少混凝土與外界污染物的接觸，提高樁的整體質(zhì)量。此外，長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁在施工過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響較小，尤其是噪音和振動(dòng)控制得更為有效。然而，這種技術(shù)的缺點(diǎn)在于設(shè)備成本相對(duì)較高，且對(duì)操作人員的技能要求較高。在土質(zhì)復(fù)雜或巖石層較硬的情況下，鉆頭的磨損和維護(hù)成本也會(huì)增加。

1.3 沉管灌注樁

沉管灌注樁，也稱為沉井樁，是一種在風(fēng)電工程中常用的深基礎(chǔ)建設(shè)方法，特別適用于地下水位較高或土質(zhì)較軟的地區(qū)。該技術(shù)通過(guò)將預(yù)制的鋼管或混凝土管段垂直沉入地下，達(dá)到預(yù)定深度后，在管內(nèi)進(jìn)行混凝土灌注以形成樁基。沉管灌注樁的主要優(yōu)點(diǎn)在于其穩(wěn)定性和承載力強(qiáng)，能夠有效適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，如軟土層和含水層。這種技術(shù)還允許在施工過(guò)程中進(jìn)行地下障礙物的清除，確保樁基的垂直度和位置精準(zhǔn)。此外，由于樁身是在封閉條件下灌注，可以減少混凝土與外界污染物的接觸，從而提高整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和耐久性。然而，沉管灌注樁的施工成本相對(duì)較高，尤其是在制作和運(yùn)輸預(yù)制管段方面。此外，施工過(guò)程中需要應(yīng)對(duì)地下水和土壤壓力的挑戰(zhàn)，增加了技術(shù)難度。在選擇沉管灌注樁時(shí)，需要考慮到施工環(huán)境、成本和技術(shù)能力的平衡。

1.4 泥漿護(hù)壁成孔灌注樁

泥漿護(hù)壁成孔灌注樁是一種在地質(zhì)條件復(fù)雜或需要深基礎(chǔ)的風(fēng)電工程中廣泛應(yīng)用的樁基技術(shù)。這種方法在鉆孔過(guò)程中使用特制的泥漿來(lái)維持孔壁穩(wěn)定，防止坍塌，直到混凝土灌注完成。泥漿的使用可以有效控制孔壁的穩(wěn)定性，尤其在松散或易坍塌的土層中尤為重要。此外，泥漿護(hù)壁技術(shù)允許更深的鉆孔，以增加樁的承載能力。由于泥漿在灌注前需要被清除，這一步驟提供了對(duì)樁孔質(zhì)量進(jìn)行檢查的機(jī)會(huì)，能確保樁基的質(zhì)量。然而，泥漿護(hù)壁成孔灌注樁的缺點(diǎn)在于施工過(guò)程的復(fù)雜性和成本。泥漿的制備、循環(huán)和處理需要專業(yè)設(shè)備和技術(shù)，增加整體的施工成本，此外，不當(dāng)?shù)哪酀{處理對(duì)環(huán)境造成污染［2］。

2 常見樁基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)分析

2.1 長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)分析

長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù)是一種先進(jìn)的樁基施工方法，適用于多種土壤類型，尤其在松散或濕潤(rùn)土壤中表現(xiàn)優(yōu)異。在此技術(shù)的應(yīng)用中，首先需要對(duì)土壤類型進(jìn)行精確分析，以確定適合的鉆孔參數(shù)和混凝土配比。鉆機(jī)的定位精度對(duì)整個(gè)樁基的穩(wěn)定性和垂直度有著決定性影響。鉆機(jī)定位后，必須進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)工作，確保其位置準(zhǔn)確無(wú)誤。在鉆至設(shè)計(jì)深度并完成清孔作業(yè)后，鉆桿應(yīng)提升至適當(dāng)高度以便進(jìn)行混凝土澆筑。澆筑初期，需暫停10～20s進(jìn)行加壓，以確?；炷猎跇犊變?nèi)均勻分布，隨后緩慢提升鉆桿并繼續(xù)作業(yè)。這一過(guò)程中，持續(xù)監(jiān)控混凝土的流動(dòng)性和壓力是關(guān)鍵，以防止混凝土分層或產(chǎn)生空洞。此外，鉆孔的直徑、深度和混凝土的質(zhì)量也需嚴(yán)格控制，以確保樁基的整體性和承載力。

2.2 靜壓力樁施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)分析

靜壓力樁施工技術(shù)是一種高效且環(huán)境友好的樁基建設(shè)方法，特別適用于城市或?qū)υ胍艉驼駝?dòng)敏感的區(qū)域。這種技術(shù)通過(guò)靜壓機(jī)械將預(yù)制樁或現(xiàn)場(chǎng)澆筑樁緩慢壓入地下，而不是使用傳統(tǒng)的打擊或振動(dòng)方法。關(guān)鍵的技術(shù)要點(diǎn)包括精確的樁位定位和垂直度控制。由于該技術(shù)依賴于樁的自重和額外的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)穿透，因此選擇合適的樁類型和尺寸至關(guān)重要，以匹配特定地點(diǎn)的土壤條件和預(yù)期的承載需求。在施工過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)控樁的壓入速度和深度是必要的，以確保樁基按照設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確安裝。同時(shí)，應(yīng)對(duì)周圍土壤的壓縮情況進(jìn)行評(píng)估，防止對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)造成損害。由于靜壓力樁施工過(guò)程中幾乎無(wú)噪音和振動(dòng)，它對(duì)周圍環(huán)境的影響最小。

2.3 錘擊沉樁施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)分析

錘擊沉樁施工技術(shù)是一種在各類土建工程中廣泛使用的傳統(tǒng)打樁方法，它通過(guò)使用重錘對(duì)樁體進(jìn)行連續(xù)擊打，使樁體穿透土層并達(dá)到預(yù)定深度。在施工中，對(duì)樁體周圍間隙的控制至關(guān)重要，以保證樁基的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的均勻性。一般情況下，樁周間隙不應(yīng)超過(guò)10mm。同時(shí)，樁體的垂直插入至關(guān)重要，其偏差必須嚴(yán)格控制在0.5％以內(nèi)。在密集樁群的施工中，尤其是當(dāng)樁距小于3.5倍樁徑時(shí)，打樁順序的合理安排是關(guān)鍵。為減少對(duì)周圍建筑物或已有樁基的影響，通常遵循“先密后稀、先深后淺、先長(zhǎng)后短”的原則進(jìn)行施工。這種順序可以有效減少由于打樁引起的土壤位移和對(duì)周圍結(jié)構(gòu)的潛在損害。此外，錘擊沉樁過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音對(duì)周圍環(huán)境造成影響，因此在城市或敏感區(qū)域施工時(shí)需特別注意振動(dòng)和噪音控制。

2.4 干作業(yè)成孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)分析

干作業(yè)成孔灌注樁技術(shù)是一種在土建工程中常見的樁基施工方法，尤其適用于地下水位較低的地區(qū)。此技術(shù)的核心在于先進(jìn)行干燥條件下的鉆孔，然后在孔內(nèi)灌注混凝土以形成樁基。在施工過(guò)程中，精確的鉆孔定位和孔深控制至關(guān)重要，以確保樁基的準(zhǔn)確位置和所需承載能力。鉆孔完成后，需仔細(xì)清理孔內(nèi)雜物，保證灌注混凝土的質(zhì)量?；炷恋臐仓?yīng)連續(xù)進(jìn)行，以防止混凝土層間產(chǎn)生斷層。在施工中，對(duì)混凝土的流動(dòng)性、強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求較高，以確保樁體的結(jié)構(gòu)完整性和持久性?？紤]到干作業(yè)成孔灌注樁的施工特點(diǎn)，此技術(shù)尤其適合于土壤松散或易于鉆進(jìn)的地區(qū)。然而，由于其對(duì)干燥工作環(huán)境的依賴，此技術(shù)在地下水位高或土壤濕度大的情況下不適用。此外，由于需要使用專門的鉆孔設(shè)備，相對(duì)于其他類型的樁基施工方法，干作業(yè)成孔灌注樁在設(shè)備投入和技術(shù)要求上更高［3］。

3 干作業(yè)成孔灌注樁施工要點(diǎn)問(wèn)題及優(yōu)化措施

3.1 塌孔問(wèn)題分析及優(yōu)化措施

在干作業(yè)成孔灌注樁施工過(guò)程中，塌孔是一種常見的問(wèn)題，它指的是在鉆孔過(guò)程中由于土壤結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定或施工方法不當(dāng)導(dǎo)致的孔壁坍塌。塌孔問(wèn)題的出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重影響樁基的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全。其主要原因包括土壤自身的物理性質(zhì)、水分含量、以及施工過(guò)程中的操作技術(shù)。在松散或含水量高的土壤中，孔壁更容易發(fā)生坍塌。此外，鉆孔速度過(guò)快或鉆具選擇不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致塌孔。塌孔不僅會(huì)增加施工難度和成本，而且會(huì)導(dǎo)致混凝土灌注不均勻，進(jìn)而影響樁基的整體穩(wěn)定性和承載力。

針對(duì)塌孔問(wèn)題，采取有效的預(yù)防和應(yīng)對(duì)措施是確保干作業(yè)成孔灌注樁施工質(zhì)量的關(guān)鍵。首先，使用護(hù)筒是一種有效的預(yù)防措施。護(hù)筒需要保證垂直狀態(tài)，并至少高出地面0.3m，以穩(wěn)固孔壁并防止坍塌。此外，在孔周圍選擇合適含水量的粘土原材料進(jìn)行回填也有助于增強(qiáng)孔壁穩(wěn)定性。在鉆孔操作中，選擇適合的地層，如松軟砂層，可以降低塌孔風(fēng)險(xiǎn)。在操作過(guò)程中，控制成孔速度是另一個(gè)關(guān)鍵因素。成孔速度應(yīng)保持在2m/h的范圍內(nèi)，這有助于減少因速度過(guò)快導(dǎo)致的孔壁壓力不均和坍塌。同時(shí)，鉆孔過(guò)程中持續(xù)監(jiān)測(cè)孔壁狀況，及時(shí)調(diào)整施工方法和工具，對(duì)于預(yù)防和減少塌孔也至關(guān)重要。

3.2 孔位偏移問(wèn)題及優(yōu)化措施

孔位偏移也是干作業(yè)成孔灌注樁施工中的一個(gè)主要問(wèn)題，指的是鉆孔位置與設(shè)計(jì)位置之間的偏差。這種偏差由多種因素引起，如設(shè)備定位不準(zhǔn)確、操作技術(shù)不足、地質(zhì)條件復(fù)雜或施工環(huán)境變化。孔位偏移的發(fā)生會(huì)對(duì)整個(gè)樁基的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生負(fù)面影響。特別是在密集的建筑環(huán)境中，孔位偏移會(huì)導(dǎo)致鄰近結(jié)構(gòu)的損害或者施工安全事故。地質(zhì)條件，如不均勻的土層、巖石層的存在，或者土壤中的障礙物，都會(huì)導(dǎo)致鉆頭偏離預(yù)定軌跡。此外，鉆機(jī)的穩(wěn)定性和精確性也對(duì)孔位的準(zhǔn)確性起著決定性作用?？孜黄撇粌H會(huì)增加施工成本和時(shí)間，還會(huì)導(dǎo)致樁基承載力不足，影響整個(gè)建筑物的穩(wěn)定性和安全［4］。

為減少孔位偏移問(wèn)題，采取一系列預(yù)防和校正措施是至關(guān)重要的。首先，確保鉆機(jī)的精確定位是預(yù)防孔位偏移的關(guān)鍵步驟。使用高精度的定位設(shè)備和技術(shù)，如GPS或激光導(dǎo)航系統(tǒng)，可以顯著提高鉆孔的定位準(zhǔn)確性。其次，施工前進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘查和分析，了解地下條件，特別是不均勻土層和障礙物的分布，有助于制定更有效的鉆孔策略。在施工過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)控鉆孔過(guò)程和鉆頭位置，對(duì)于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正偏移至關(guān)重要。此外，加強(qiáng)操作人員的培訓(xùn)和技術(shù)指導(dǎo)，確保他們能夠熟練掌握設(shè)備操作和應(yīng)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件的技巧。針對(duì)已發(fā)生的孔位偏移，采取有效的校正措施，如使用導(dǎo)向系統(tǒng)或調(diào)整鉆孔路徑，也是解決此問(wèn)題的關(guān)鍵。最后，鉆孔完成后，進(jìn)行詳細(xì)的檢查和測(cè)量，確保每個(gè)樁孔都符合設(shè)計(jì)要求，對(duì)于保障工程質(zhì)量和安全至關(guān)重要。

3.3 導(dǎo)管堵塞問(wèn)題及優(yōu)化措施

導(dǎo)管堵塞是干作業(yè)成孔灌注樁施工中遇到的一個(gè)技術(shù)難題，它指的是在混凝土灌注過(guò)程中，導(dǎo)管內(nèi)部發(fā)生堵塞，阻礙混凝土的順利流動(dòng)。這種情況通常發(fā)生在混凝土的澆筑和輸送階段，尤其是當(dāng)混凝土的流動(dòng)性不足或?qū)Ч軆?nèi)部有雜質(zhì)時(shí)。導(dǎo)管堵塞不僅會(huì)延遲施工進(jìn)度，還會(huì)導(dǎo)致混凝土灌注不均勻，影響樁基的整體質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全。堵塞的原因包括混凝土的粘度過(guò)高、配合比不當(dāng)、灌注速度過(guò)快或過(guò)慢、導(dǎo)管內(nèi)部清潔不足等。此外，施工環(huán)境的溫度和濕度變化也會(huì)影響混凝土的流動(dòng)性，增加導(dǎo)管堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。

為有效預(yù)防和解決導(dǎo)管堵塞問(wèn)題，需要采取一系列綜合措施。首先，在混凝土配制階段，應(yīng)確?；炷辆哂羞m當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性和穩(wěn)定性。這包括選擇合適的水泥品種、骨料級(jí)配和水泥用量，以及添加適量的減水劑和其他外加劑來(lái)改善混凝土的工作性。其次，施工前對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行徹底清潔，以去除內(nèi)部的積垢和雜質(zhì)，防止混凝土灌注過(guò)程中的堵塞。在混凝土灌注過(guò)程中，控制合適的灌注速度也至關(guān)重要。過(guò)快的灌注速度會(huì)導(dǎo)致混凝土在導(dǎo)管中迅速固化，而過(guò)慢則會(huì)導(dǎo)致混凝土分層。因此，需要根據(jù)混凝土的特性和環(huán)境條件調(diào)整灌注速度。此外，在混凝土灌注過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控壓力和流量，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理堵塞問(wèn)題。最后，當(dāng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管堵塞時(shí)，應(yīng)立即停止灌注，并采取有效的清理措施，如使用高壓水或空氣清洗導(dǎo)管，確保堵塞物被完全清除［5］。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，風(fēng)電工程的土建施工中，樁基礎(chǔ)技術(shù)的選擇和應(yīng)用對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的成功至關(guān)重要。從干作業(yè)成孔灌注樁到靜壓力樁，每種技術(shù)都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)。有效的施工策略，包括對(duì)于具體技術(shù)的深入了解和針對(duì)性的優(yōu)化措施，不僅能提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，還能確保施工過(guò)程的經(jīng)濟(jì)效益。在未來(lái)的風(fēng)電工程發(fā)展中，繼續(xù)探索和改進(jìn)這些技術(shù)，將對(duì)提升工程質(zhì)量和環(huán)境可持續(xù)性產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

參考文獻(xiàn)：

［1］張亞飛，田果.建筑工程土建施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究［J］.建材發(fā)展導(dǎo)向，2021，19（20）：136-137.

［2］田建輝.樁基礎(chǔ)技術(shù)在建筑工程土建施工中的應(yīng)用研究［J］.中國(guó)建筑裝飾裝修，2021（10）：54-55.

［3］郭磊，潘雷雷，樊亮亮.研究樁基礎(chǔ)技術(shù)在土建工程施工中的應(yīng)用［J］.中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)，2021（9）：114-115.

［4］種生平，柴成平，季海興.建筑工程土建施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究［J］.智能城市，2021，7（14）：147-148.

［5］鄒康.建筑工程土建施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用探究［J］.智能城市，2021，7（13）：167-168.