干法旋挖成孔灌注樁施工技術應用

龔文婷

福建正爵海建設發展有限公司，福建 寧德 352100

在建筑工程樁基工程中，常見的錘擊樁噪聲污染問題較為突出，難以滿足建筑工程文明綠色施工技術要求。干法旋挖成孔灌注樁是利用旋挖機成孔后灌注形成樁基，具有施工噪音小、單樁承載性能高等特點。在建筑工程中應用廣泛，但也存在成樁質量不易控制、易出現自縮頸、漏筋等質量問題。本文結合某建筑工程，深入分析干法旋挖成孔灌注樁施工技術難點和施工技術要點，以期為建筑工程施工提供有益借鑒，

1 工程概況

本工程為某超高層建筑。建筑面積為430600m2，地上建筑88 層，建筑高度428m。根據工程設計，本工程采用鉆孔灌注樁基礎，樁徑為800mm、1000mm 兩種類型樁型，樁長為15.7～26.7m。灌注樁數量625 根，樁身混凝土強度C50。

根據工程勘測，擬建場地環境較為復雜，場地面積僅為55m×60m，交叉作業影響較大。水位埋深為35～40m，水頭標高為32.5～34.3m，水文勘測報告揭示場地內存在巖溶裂隙水，變化幅度為10～12m，常年水頭標高在32～39m 范圍內。

2 施工技術難點及對策研究

2.1 場地狹小，流水作業施工難度大

本工程場地狹小，旋挖鉆機施工難度大，且相互作用影響顯著，給施工進度控制和四個安全帶來不良影響。為保障現場有序施工，施工單位將施工現場劃分為3 個區域，安排3 臺鉆機同時施工，相鄰鉆機中心距≮4m 且鉆孔時間間隔≮36h。

2.2 鉆孔深度大

根據工程設計，灌注樁深入巖層深度為4m，且鉆孔深度較大，給鉆孔施工造成一定的困難。經與業主、監理、設計單位溝通，將入巖深度由4m 調整為1m，經驗算，樁基承載能夠滿足建筑基礎荷載要求。

3 干法旋挖成孔施工技術應用優勢及施工技術要點

3.1 干法旋挖成孔灌注樁施工技術應用優勢

干法旋挖成孔施工技術具有多種應用優勢：①不要制備和使用泥漿，施工效率高，節省泥漿外運費用，且符合現代城市現場文明施工要求；②噪音污染少，本工程位于市中心，對噪音污染要求嚴格，干法旋挖成孔灌注樁噪音污染小，能夠滿足現場文明施工標準要求；③成孔速度快。由于干法旋挖成孔灌注樁不需要制備泥漿，機械化程度較高，施工效率高，可滿足施工進度控制要求；④承載力性能高。本工程屬于超高層建筑，單樁豎向承載力性能要求達到12000kN，使用干法旋挖成孔灌注樁技術無泥漿潤滑作用，樁身側阻力較高。單樁承載力高于濕法旋挖成孔灌注樁；⑤地質條件適應性良好。干法旋挖成孔灌注樁鉆機可更換鉆頭，能夠應對多種復雜地質條件，不需要配合其他施工機械施工，有利于施工成本控制。綜合上述原因，本工程選擇采用干法旋挖成孔灌注樁施工工藝［1］。

3.2 施工工藝流程

干法旋挖成孔灌注樁施工工藝流程為：施工準備→護筒埋設→鉆孔→沉渣檢測與清孔→鋼筋籠制作與安裝→導管安裝→二次清孔→混凝土灌注→后注漿。

3.3 施工準備

在干法旋挖鉆孔灌注樁施工前，為確保各施工人員掌握施工技術要點，施工單位根據施工設計進行施工技術交底，由設計人員對施工技術人員和施工班組落實施工技術交底，并要求加強施工測量，明確樁孔位置，確定鉆機行走路線和施工間距，繪制施工現場平面布置圖，確保施工現場有序施工。場地整平，以推土機整平、壓實場地，承載力不足區域鋪設500mm 厚建筑廢料，以滿足鉆機行走要求［2］。

3.4 護筒埋設

護筒埋設前，在頂部焊接吊環，內筒加設3 道加強筋，防止護筒吊裝過程中發生護筒變形扭曲現象。護筒埋設時，加強護筒定位測量，根據樁位中心控制線確定護筒中心點位置，將中護筒中心點位偏差控制在5mm 以內。護筒控制到位后，沿護筒外側分層填實原土，防止護筒移位。

3.5 鉆孔施工

由于鉆孔深度較大，貫穿土層包括雜填土層、黏土層、卵石層、粉質土層、泥灰巖層、中等風化巖層等，根據巖土勘察報告和鉆進深度更換鉆頭，土層鉆進使用筒式鉆頭，巖層鉆進使用螺旋嵌巖鉆頭。鉆機就位后，鉆桿在液壓馬達帶動下產生向下壓力和扭矩，帶動鉆頭螺旋切削巖土。破損卵石、泥灰巖等隨土體壓入鉆頭筒內，通過鉆機提升裝置帶出。為防止鉆孔坍孔問題，鉆孔連續鉆進，減少成孔后暴露時間，鉆孔與混凝土間隔時間控制在24h 以內［3］。

3.6 沉渣檢測與清孔

根據工程設計要求，沉渣厚度應控制在20mm 以內。鉆孔成孔后，采用垂球法進行孔底沉渣測量孔底沉渣厚度，并更換筒式鉆頭清孔，將孔底沉渣控制在20mm 以內。

3.7 鋼筋籠制作與安裝

本工程中，鋼筋籠在加工平臺上加工制作。鋼筋籠截面對稱設置4 塊混凝土墊塊，墊塊露出鋼筋籠厚度為70mm，作為鋼筋籠保護層，避免鋼筋籠與護筒碰撞。墊塊布設間距為2m，每道4 塊。為滿足成樁質量檢測要求，鋼筋籠制作時內設2 根聲測管，聲測管下端封閉，上段加蓋，與鋼筋籠綁扎固定。鋼筋籠吊裝施工時，應勻速提升和下放，吊點應設置加強筋位置，防止鋼筋籠吊裝變形［4］。

3.8 導管安裝

導管安裝時，導管接頭采用橡膠密封圈絲扣連接。導管位于樁孔中心位置，距孔底高度控制在1 以內，避免混凝土灌注對孔底產生沖擊作用?；炷凉嘧⑶皯M行水密性檢測和承壓試驗，避免混凝土灌注過程中出現漏漿問題。

3.9 二次清孔

本工程中，為確保成樁質量，避免出現夾渣、縮頸等問題，采用氣舉反循環法進行清孔，鉆頭更換三牙輪鉆頭，排氣孔底部距孔底2m，空壓機產生高壓空氣注入樁孔內，沉渣經導管排除（如圖1 所示），多次循環清孔。

圖1 氣舉反循環示意圖

3.10 混凝土灌注

導管安裝并二次清孔檢查合格后灌注混凝土。本工程中，混凝土配合比經試驗配比確定，采用P.O 52.5 普通硅酸鹽水泥，水灰比0.55?；炷凉嘧⒅袛鄷r間應小于初凝時間，避免形成斷樁?；炷凉嘧r，應高于設計標高0.5m 左右。

3.11 后注漿

為提高灌注樁承載力性能，在灌注樁成樁后，施工單位對灌注樁進行后注漿加固處理，通過后注漿技術提高樁端固結程度和樁側摩阻力，提高灌注樁承載力性能，避免樁基工程出現不均勻沉降。本工程中，后注漿混凝土配合比與樁身混凝土一致，單樁混凝土注漿量≮1.0t，以注漿量和注漿壓力雙控，注漿完成后及時封堵注漿管［5］。

4 干法旋挖成孔灌注樁常見質量問題及對策研究

4.1 坍孔問題及應對

在灌注樁施工中，坍孔是最為常見的問題，在各階段均可能發生。本工程可能引發坍孔的原因包括：粉質土松散、鉆孔速度過快、鉆頭擾動孔壁、孔內形成負壓等。由于本工程鉆孔深度較大，鉆頭提升時容易形成負壓，引發坍孔問題。如遇坍孔問題，應及時停止施工，拔出鉆頭并分析坍孔成因，經研究制定應對措施后繼續施工。如遇輕微坍孔可拔出鉆頭后重新鉆進，如遇嚴重坍孔且鉆頭拔出困難時，可反向旋轉并逐步提升、拔出鉆頭。鉆頭拔出后，可在樁孔周圍對稱澆筑混凝土砂漿，待周圍土體固結后重新鉆進。

4.2 鋼筋籠卡導管及應對

鋼筋籠吊裝至樁孔后，安裝導管并灌注混凝土。在混凝土灌注和導管提升時，因導管與鋼筋籠碰撞、鉤掛等造成導管提升困難。針對該問題，可采用緩慢旋轉、振動導管方式解決，并注意導管提升高度，嚴禁將導管提升至混凝土界面以上。

4.3 鋼筋籠上浮及應對

在灌注樁澆筑施工過程中，在混凝土澆筑沖擊作用下，鋼筋籠受混凝土浮力作用容易出現上浮問題，其主要原因是澆筑速度過快，混凝土對鋼筋籠形成較大的浮力。針對該問題，應嚴格控制混凝土澆筑速度，加強混凝土坍落度指標控制，加強攪拌站拌和質量控制，對不符合質量要求混凝土予以退場處理。

4.4 埋鉆和卡鉆問題及應對

在旋挖成孔施工中，如旋挖速度過快可能造成卡鉆、埋鉆等問題，導致鉆頭提升、鉆進困難，并引發鉆頭損壞、鉆桿扭斷等問題，影響干法旋挖灌注樁施工效率和成樁質量。遇埋鉆、卡鉆等問題時，在保持孔內壓力的情況下，借助起重機、振動錘等設備緩慢提升，提鉆過程中邊提升邊振動，嚴禁強行提鉆。

5 結語

本工程中，施工單位加強施工過程各環節施工技術要點管理和質量控制，取得了良好的技術應用效果。經第三方專業單位樁基檢測，灌注樁樁身完整性達到Ⅰ類樁，合格率為98%，達到工程預期目標，有力保障了建筑工程結構安全。