淺論基礎(chǔ)工程成樁工藝的選擇

摘要：樁基礎(chǔ)是一種常用的深基礎(chǔ)形式，它由基樁和連接于樁頂?shù)某信_共同組成。通過對樁基設(shè)計參數(shù)、地質(zhì)情況等條件來分析、選擇合適的成樁工藝，往往能使項目基礎(chǔ)工程能更好、更快、更經(jīng)濟(jì)地達(dá)到理想的效果。文章對基礎(chǔ)工程成樁工藝的選擇進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)工程；樁基礎(chǔ)；成樁工藝；地質(zhì)情況；樁基設(shè)計參數(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU97 文章編號：1009-2374（2017）11-0206-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.104

1 概述

某核電廠廠區(qū)在建和已建項目中包括承包商生活臨建，廠前區(qū)各子項、倉庫區(qū)在基礎(chǔ)的處理中都采用了樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式，到底什么樣的巖層，什么樣的條件下適用何種樁型，本文將根據(jù)廠區(qū)內(nèi)已開展的子項樁基基礎(chǔ)工藝不同類型的樁基工藝進(jìn)行分析和比較。

2 廠區(qū)內(nèi)樁基工藝介紹

2.1 旋挖樁

此核電廠承包商生活臨建采用樁基工藝為旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)，被譽(yù)為“綠色施工工藝”。隨著我國鉆孔灌注樁施工技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)如今在基礎(chǔ)工程中的運用越來越廣泛，尤其是其中全新形成的一種先進(jìn)樁基施工工藝——旋挖鉆機(jī)，由于自身具有鉆進(jìn)速度飛快、操作簡單便捷、移動方便及環(huán)境污染小等優(yōu)勢，更是得到了很多工程建設(shè)單位的熱衷。

2.1.1 施工原理。利用鉆桿和鉆斗的旋轉(zhuǎn)，以鉆斗自重并加液壓作為鉆進(jìn)壓力，使土屑裝滿鉆斗后提升鉆斗出土。通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、挖土、提升、卸土和泥漿置換護(hù)理，反復(fù)循環(huán)成孔。采用國際先進(jìn)設(shè)備——旋挖鉆機(jī)施工，自動定位，垂直旋孔，成孔質(zhì)量好。旋挖樁擁有震動小、噪音低、成孔效率高、無污染、移位方便、對位方便準(zhǔn)確、質(zhì)量好等優(yōu)點。

2.1.2 施工工藝。

第一，工藝流程。任何工藝在開展過程中都應(yīng)該遵循相應(yīng)的流程有序進(jìn)行，本工程中所采用到的旋挖鉆機(jī)施工工藝在實施過程中主要的流程為：場地整理→測量定位→鉆機(jī)就位→安裝護(hù)筒→鉆機(jī)鉆孔→成孔→鋼筋籠及導(dǎo)管的安裝→關(guān)注混凝土→成樁。

第二，施工準(zhǔn)備。在真正開展施工作業(yè)前要保證施工場地得到全面的整理，這樣才能保證基礎(chǔ)工程能夠符合鉆機(jī)施工實際承載力的需求；之后再進(jìn)行測量定位，要結(jié)合設(shè)計好的圖紙要求在施工場地內(nèi)按照十字線放樣的要求對樁位進(jìn)行控制；然后利用機(jī)械引孔，這一過程中還要注意對鋼護(hù)筒的埋設(shè)。鋼護(hù)筒主要是由鋼板制作而成，護(hù)筒和護(hù)壁的直徑應(yīng)比樁基孔略大一些，同時護(hù)筒應(yīng)比原地面高出30cm以上，這樣才能有效地確保在進(jìn)行水下混凝土的灌注時泥漿能夠順利流出，同時也可以避免地面上的雜物掉落其中。在護(hù)筒的頂部應(yīng)設(shè)置水平參數(shù)高程，同時應(yīng)做好相關(guān)記錄工作；旋挖鉆機(jī)就位。根據(jù)設(shè)計樁位進(jìn)行鉆機(jī)的就位。當(dāng)鉆機(jī)達(dá)到預(yù)定位置之后，即可對鉆頭的中心與護(hù)筒的中心點進(jìn)行粗略的對中，然后再采用機(jī)架水平垂直儀表進(jìn)行精確的調(diào)整，從而確保鉆頭的精確定位。但旋挖鉆機(jī)就位之后，即可上報監(jiān)理工程師進(jìn)行檢測，監(jiān)理簽字確認(rèn)之后即可開始進(jìn)行鉆機(jī)施工；泥漿制備。

2.2 人工挖孔樁

此核電永久倉庫樁基礎(chǔ)施工是采用人工挖孔樁樁基施工工藝，這也是一種常用的成熟的樁基工藝。所謂人工挖孔樁，顧名思義就是借助人工進(jìn)行成孔的挖掘，在吊入鋼筋籠、澆筑砼后形成樁基的施工工藝。但是與鉆孔或沖孔成樁等工藝相比較，工藝比較簡單，但是機(jī)械化低且危險性很高。通常這種施工工藝比較適用于無地下水或少量地下水或較密實的土層或風(fēng)化巖層等工程項目中。

2.2.1 施工前的準(zhǔn)備工作。

第一，技術(shù)準(zhǔn)備。（1）需要對施工場地及四周的地區(qū)進(jìn)行勘察和了解，對設(shè)計提供的各項資料與地形實際情況是否無縫銜接做出反復(fù)的核查，確保選擇的方法合理性才能確保施工的質(zhì)量及安全性；（2）要對混凝土的配合比例進(jìn)行設(shè)計和試驗，以確保能夠適應(yīng)于挖孔樁灌注施工工藝的要求；（3）要進(jìn)行測量放樣，必須針對樁位中心點位及高程水準(zhǔn)點進(jìn)行測定。

第二，機(jī)具的準(zhǔn)備。要結(jié)合施工現(xiàn)場實際的情況明確在施工過程中可能會運用到的各項機(jī)械設(shè)備，做足施工前設(shè)備及機(jī)械的準(zhǔn)備工作，一般包括挖掘設(shè)備、運輸設(shè)備、安全設(shè)備、護(hù)臂設(shè)備、鋼筋加工、安裝設(shè)備及材料準(zhǔn)備等。

第三，作業(yè)前準(zhǔn)備。對施工工藝不斷進(jìn)行完善，保證施工機(jī)具、模板及安全設(shè)施齊全，所需材料充足；實際開挖前要保證地下水位的具體位置；外孔樁施工前技術(shù)人員應(yīng)接受正規(guī)的培訓(xùn)，并對施工及安全技術(shù)進(jìn)行交底，操作人員盡量不要隨意更換。

2.2.2 人工挖孔樁一般施工技術(shù)。

第一，優(yōu)缺點。和其他類型的樁基工藝相比較，人工挖孔樁不需要投入大量的機(jī)械設(shè)備，且施工方便快捷，而且抗震能力要比木樁及混凝土打入樁的要強(qiáng)，由于不需機(jī)械設(shè)備所以造價成本比較低，在很多建筑工程中得到了廣泛運用。但是由于人工挖孔樁井下作業(yè)條件差，勞動強(qiáng)度大，保證其施工的安全性及效率至關(guān)

重要。

第二，主要機(jī)具設(shè)備。該類型的樁基施工方法不會運用到太過復(fù)雜的機(jī)械，通常只要具備一些基礎(chǔ)的人工使用設(shè)備即可，如鐵鍬、鋼釬、手持式鑿巖機(jī)、空壓機(jī)、風(fēng)鎬等，還要具有各種提升設(shè)備及運輸設(shè)備、安全設(shè)備、護(hù)壁設(shè)備。

第三，施工工藝流程。施工工藝的開展應(yīng)遵循相應(yīng)的流程標(biāo)準(zhǔn)開展，人工挖孔樁施工工藝具體的流程如下：首先進(jìn)行測量放樣及定樁位，然后依次是孔口護(hù)圈澆筑→第一節(jié)樁孔土方開挖→樁基中心位置檢測→支護(hù)壁模板→第一節(jié)護(hù)壁混凝土澆筑→清除土石方→照明燈、通風(fēng)機(jī)、水泵等準(zhǔn)備→開挖、吊運第二節(jié)樁孔土方→支護(hù)壁模板→樁基中心位置檢測→澆筑第二節(jié)護(hù)壁混凝土→依次往下循環(huán)作業(yè)→開挖擴(kuò)底部石方，直至最后的樁孔檢查驗收。開展過程中要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行，確保挖孔樁的質(zhì)量。

2.3 沖孔灌注樁

廠前區(qū)南區(qū)北區(qū)樁基礎(chǔ)施工均是采用沖孔灌注樁工藝施工，沖孔樁是一種歷史比較悠久的鉆孔方法。

2.3.1 施工原理。采用沖擊式鉆機(jī)或卷揚(yáng)機(jī)帶動一定重量的沖擊鉆頭，在一定高度內(nèi)使鉆頭提升，然后突放使鉆頭自由降落，利用沖擊動能沖擠土層或破碎巖層形成樁孔，再用淘渣筒或其他方法將鉆渣巖屑排出。

2.3.2 施工工藝流程及影響沖孔灌注樁施工的因素分析。一般工程施工會受到來自環(huán)境、地質(zhì)、氣候及施工組織等因素的影響，為了能夠保證樁基工程施工有序進(jìn)行，應(yīng)嚴(yán)格按照國家及行業(yè)相關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。通常沖孔灌注樁施工工藝的流程具體總結(jié)為以下步驟：工程前的測量及放樣→孔口開挖→沖進(jìn)成孔→清渣→鋼筋籠吊裝→下灌注導(dǎo)管→灌注水下混凝土→樁基的保養(yǎng)及維護(hù)等，其中比較關(guān)鍵的工序則是沖進(jìn)成孔、灌注水下混凝土及第二次氣舉反循環(huán)清渣三個環(huán)節(jié)。

一般導(dǎo)致沖孔灌注樁受到影響的因素大致分為了地理環(huán)境、天氣狀況、施工技術(shù)、護(hù)孔工藝等。在實際施工過程中不可避免地會遇到各種威脅質(zhì)量的風(fēng)險因素，并且由于沖孔灌注樁施工屬于隱蔽性很強(qiáng)的項目，施工中很難對其進(jìn)行直觀準(zhǔn)確的監(jiān)督與檢測。沖孔灌注樁施工中常見的質(zhì)量問題為縮孔、卡管、導(dǎo)管漏水、漏漿、沉渣厚、鋼筋籠上浮、斷樁等。

2.3.3 有效預(yù)防及處理質(zhì)量問題的措施。（1）在成孔形成之后應(yīng)對其進(jìn)行詳細(xì)的檢查，確保其中沒有大量的沉渣存在，如果有要采用沖洗液進(jìn)行清孔，在沖孔后要及時地進(jìn)行混凝土的灌注，以防出現(xiàn)孔底沉渣超過標(biāo)準(zhǔn)范圍的現(xiàn)象；（2）在開展混凝土澆筑的同時，要著重針對其土面的高度及導(dǎo)管的深入進(jìn)行監(jiān)控，確保導(dǎo)管的穩(wěn)固可靠性，同時還要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求；（3）如果施工中遇到地下水波動太大的部位，要及時地利用套管或水泥妥善處理，在保證不漏水的情況下繼續(xù)進(jìn)行混凝土的灌注；（4）導(dǎo)管的密封性要良好，一般導(dǎo)管拆卸的尺寸會根據(jù)其外在混凝土上升的高度確定，必須控制在理想范圍內(nèi)；（5）通道必須用提前預(yù)埋好的注漿導(dǎo)管或超聲探測管，利用高壓注漿對樁低實施強(qiáng)補(bǔ)。

3 三種樁基施特點分析比較

通過對生活臨建、廠前區(qū)南北區(qū)及倉庫區(qū)的樁基施工工藝的描述介紹，我們可以得出不同的樁基施工工藝自身有著一定的優(yōu)勢和缺陷，并適應(yīng)于不同的范圍內(nèi)。以下針對三種施工工藝的選用原因進(jìn)行了分析：（1）旋挖樁由于回填層土性良好，多為黏土，且效率較高，能夠有效縮短工期，所以被廣泛應(yīng)用；（2）人工挖孔樁由于在管理上比較方便，且施工面較為集中，對環(huán)境的影響很低，造價成本低且性能可靠也被運用到很多工程項目中；（3）沖孔灌注樁的設(shè)備操作簡單便捷、能量消耗少，但是由于會延長工期，出現(xiàn)樁孔不圓情況且對環(huán)境污染大，所以運用時需要酌情選擇。不同的工藝運用的范圍不同，所發(fā)揮的作用也就不同，在施工建設(shè)中應(yīng)結(jié)合實際情況選擇合理的施工工藝方法。

4 結(jié)語

幾乎所有的工程在開展過程中都會涉及到樁基工程，這屬于一種非常基礎(chǔ)的形式，其作用和土自身剛度相比較有很大的優(yōu)勢，通過上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到樁周及樁端十分堅硬且壓縮性小的巖石中，能夠起到降低沉降、使建筑物滿足正常使用功能及抗震的需求。正是由于樁基自身多方面的優(yōu)勢，使得其他各種復(fù)雜地質(zhì)條件開展的工程中得到了廣泛的運用。此核電廠使用的這三種樁型是國內(nèi)建筑市場上較為通用和常用的三種成樁工藝，通過對目前在建和已建成各子項的地質(zhì)條件以及樁基設(shè)計參數(shù)分析及比較，我們可以選擇確定目前廠區(qū)各子項都是選擇了各自相對適用的成樁工藝。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：柴霽（1982-），男，湖南長沙人，浙江省三門核電有限公司項目控制處工程師，研究方向：工程管理。

（責(zé)任編輯：小 燕）