機械成孔灌注樁施工技術分析

許曉明

摘要：分別從旋挖鉆機施工、沖擊鉆機施工以及長螺旋鉆機施工三種機械成孔灌注樁施工方法探討了機械成孔灌注樁施工技術的優缺點。同時，結合施工實際情況，詳細論述了機械成孔灌注樁施工中存在的主要問題，提出了對應的解決措施，形成了相對完善的機械成孔灌注樁施工技術體系。

關鍵詞：灌注樁；旋挖鉆；機械成孔一、引言

機械成孔灌注樁技術由于主要的施工任務都在隱蔽處進行，導致在整個施工過程中不能對之進行持續有效觀察。同時，在成樁之后也不能馬上進行檢查與驗收，一旦施工過程中出現部分質量因素，會對主體工程的質量和施工進度造成影響。因此，有必要在對不同的機械成孔灌注樁的施工技術特點進行分析的基礎上，探討施工過程中存在的主要問題，并提出對應的施工測量，以達到施工設計規范。

二、機械成孔灌注樁的主要施工技術

（一）旋挖鉆機施工技術。(1)施工技術。施工工序為：測放點位—鉆機就位—點位的復測—旋挖成孔與護壁施工—成孔的驗收—鋼筋籠沉放—導管的安裝—混凝土澆筑。(2) 旋挖樁施工優勢及局限性。旋挖鉆機進行成孔施工的一個優點是設備的成孔速度快，成本較低、充盈系數小，有利于施工環境的控制。且因為采用了柴油機作為動力，因此對現場的電力負荷要求較低。但是，對于存在較大漂石的地層以及含有密實卵石層的工程，其施工難度較大，導致其成孔作業中存在一定的局限性。

（二）沖擊鉆機施工技術。(1) 施工技術。沖擊鉆的施工工序為：測放點位—鉆機就位—護筒的埋設—點位的復測—沖擊成孔—成孔的驗收—成孔清理—鋼筋籠沉放—澆筑導管設置—再次清孔—混凝土的澆筑。(2) 沖擊鉆機的優勢及局限性。雖然沖擊鉆機具有上述相關的施工優點，但是與旋挖鉆機相比，沖擊鉆機的功效比較低，且存在著移動不方便、成孔速度慢等問題，通常成孔速度在30m—40m/天，而且在施工過程中存在著安全性較差的問題。而且在施工過程中產生了大量的泥漿，對施工場地的環境影響較大。而且在施工過程中需要較大的電力負荷。所以，成孔施工過程中一般是與其他的成孔鉆機配合使用，主要扮演“清道夫”的角色。

（三）長螺旋鉆機施工技術。(1) 長螺旋鉆機施工方法。由于長螺旋鉆機在施工過程中容易出現成孔孔壁垮塌、孔徑縮小以及受地下水影響等問題，因此在施工的組織設計過程中可以根據地層的不同特點采用對應的施工技術方案。① 干成孔施工技術：測放點位—鉆機就位—點位的復測—成孔施工—成孔的驗收—鋼筋籠沉放—澆筑導管的安裝—混凝土的澆筑。② 后插鋼筋籠施工技術：測放點位—鉆機就位—點位的復測—成孔施工—成孔的驗收—混凝土澆筑—鋼筋籠后插。 (2) 長螺旋鉆機優勢及應用局限性。長螺旋鉆機的施工具有施工速度快、成孔速度高的優點，每日成孔長度保持在120m—150m之間，且混凝土的充盈系數保持在1.05左右。因為小孔徑的灌注樁所在的構筑物載荷較小，而且在施工過程中對深入密實卵石層的深度也控制在1m以內，且可以直接采用長螺旋鉆機進行施工。在整個施工過程中，長螺旋鉆機施工不會產生泥漿，使得整個施工場地較為清潔。對于少數施工過程中遇到粉質粘土層中包含直徑較大的卵石時，可以結合沖擊鉆進行成孔施工。

三、機械成孔灌注樁施工關鍵點及采用的技術

（一）鉆孔工序。從具體的施工條件來看，不論采取何種機械灌注樁的成孔施工，導致護筒漏水的一個主要原因在于護筒鋪設過程中，其基坑與護筒之間存在較大的縫隙，導致護筒內外之間的水位差別過大。而且在護筒的提升過程中，孔壁會對護筒產生碰撞，從而導致護筒出現漏水。因此，當鋪設護筒的過程中，應該盡量選擇土質相對較為均勻的黏土對護筒進行夯實作業處理，且要對粘土的含水量予以關注。在護筒的提升過程中，要盡量避免對護筒壁產生的碰撞。

（二）孔徑彎曲與偏差糾正。在機械成孔施工過程中，由于作業設備安置位置不平整、不穩固或者鉆孔設備安裝過程中沒有對其穩定性予以控制，從而導致成孔路徑出現彎曲、成孔孔徑出現幾何偏差等問題。從施工實際情況來看，造成上述偏差的問題主要與施工對象地層的實際地層環境有關，例如地層土質分布不均勻、硬度不一、存在大塊的巖石等問題。

鉆機安裝的過程中，必須確保鉆架滑輪與轉盤的中心處于一條直線，而且偏差要控制在20cm以下。尤其是在當地層的不均勻程度較大時，所選擇的鉆機必須具有足夠的自重和強度，但是，這將導致成孔施工速度較慢。為了避免出現鉆孔傾斜的問題，必須在施工過程中采用導正裝置，或者在作業過程中將鉆頭提出，對鉆頭進程重復清理，保證鉆孔作業精度。

（三）鋼筋籠上浮問題及解決措施。鋼筋籠上浮現象就是指鋼筋籠的實際位置與預期位置相比，其位置相對較高。導致該問題的主要原因是建筑鋼筋籠所使用的混凝土自身具有一定的流動性，這將造成混凝土澆筑導管埋深過大，最終使得混凝土將鋼筋籠托起的位置超出了設計位置。同時，當使用導管向鋼筋籠澆筑混凝土時，若將導管提升，則會在導管深入鋼筋籠

1cm左右時對鋼筋籠產生沖擊作用，使得鋼筋籠位置發生變化。另外，當進行混凝土的澆筑作業時，澆筑的最終位置超出了鋼筋籠的實際位置，導致上部混凝土較早出現凝固問題，在其表面產生一層硬殼，當將澆筑導管提升時也對鋼筋籠的位置造成了改變。

根據導致鋼筋籠位置發生變化的原因，可以采取不同的技術措施對之進行處理：① 最初確定鋼筋籠位置的過程中要對該位置進行準確定位，確保孔口牢固可靠；② 施工過程中要合理提高混凝土的澆筑施工速度，合理縮短施工時間，避免在澆筑過程中出現鋼筋籠上層出現先凝固的問題。且在澆筑施工的過程中要對混凝土灌注的深度以及澆筑導管的埋深進行合理設計；③ 當出現鋼筋籠上浮問題時，必須立即停止混凝土的澆筑作業，在對上浮深度和已經澆筑混凝土深度進行計算之后，采用對應的緩解措施。

（四）沉渣過厚問題及解決措施。成孔樁端部出現沉渣過厚問題的主要原因是成孔作業環節中的清渣工序不足而造成的。當沉渣厚度不足時將會使得灌注樁的承載能力以及抵抗變形的能力下降，這主要是因為：① 清孔不到位將導致鉆孔作業中需要重復清理端部的沉渣，從而延長混凝土的澆筑時間。加之泥漿比重較大，在混凝土體中下沉的速度快，最終會形成沉渣問題；② 初灌量較少，較少的初灌量不能通過動、勢能將其中的沉渣返流出來，使得沉渣持續集中在樁孔的底部，這都會造成沉渣問題。

在施工過程中，可以通過下述措施對之予以控制：確保

30min以上的清孔時間；盡量使用比重合適的泥漿；鋼筋籠沉放過程中盡量保持垂直、緩速；使用澆筑導管對底部進行清水的二次沖孔，減少沉渣厚度；將初灌量控制在導管底部能埋入混凝土1.0m以上，確保能對底部沉渣進行有效的沖刷。

結語：機械成孔灌注樁的施工是一個系統化的施工工種，在施工的過程中要根據所施工的實際地層特點選擇合適的施工鉆孔施工機具作為施工設備，以保證施工工程具有施工工期短、施工質量高、施工穩定、成孔速度快的特點。對于施工過程中存在的典型問題，應該根據工地中所遭遇的實際情況采取對應的措施予以預先解決。

參考文獻：

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