建筑工程大直徑旋挖樁施工標準技術(shù)研究

馮興強

（蘭州鴻維裝飾工程有限公司，甘肅 蘭州 730060）

1 旋挖樁施工技術(shù)優(yōu)缺點分析

（1）適用性強。與其他類型的循環(huán)鉆機施工技術(shù)相比，旋挖樁施工技術(shù)對地質(zhì)環(huán)境要求不高，可適用多種地質(zhì)環(huán)境，特別是松軟土質(zhì)現(xiàn)場，利用泥漿護壁支護技術(shù)可有效縮短鉆孔所需時間、綜合效率更高。如果傳統(tǒng)循環(huán)鉆機作業(yè)對水平高、卵塊大的場所進行施工，無論怎樣變換鉆進方向，都存在較大的施工難度，而旋挖樁施工技術(shù)可以彌補了這一問題。

（2）樁強度高。鉆進時，旋挖樁鉆頭運動軌跡為上下浮動式，這種方法能反復(fù)多次完成孔內(nèi)壁掃孔處理，盡可能減小縮孔情況發(fā)生，有利于保證樁身直徑均勻。另外，旋挖樁施工技術(shù)的鉆頭屬于螺旋狀，在打孔時，可以在空內(nèi)壁上留有旋轉(zhuǎn)槽溝，有利于將樁身緊密鑲嵌到槽溝內(nèi)，進而增強樁身和土體間摩擦力、提升樁體自身承載力。

（3）成孔率高。與其他循環(huán)鉆機設(shè)備相比，旋挖樁施工技術(shù)應(yīng)用的鉆孔設(shè)備重量更大，如果遇到土質(zhì)堅硬的施工條件，其動力頭部件具備的承載力和扭力更大，有利于提高鉆孔成功，這種方法打孔速度更快，孔的質(zhì)地、大小適中，總體成孔質(zhì)量更好，速度更快，在縮短項目建筑工期上發(fā)揮著重要作用。

（4）綠色環(huán)保。傳統(tǒng)鉆孔施工需要使用許多泥漿完成護臂和排渣工作，多數(shù)工地會出現(xiàn)泥漿剩余問題，但泥漿性質(zhì)特殊不能循環(huán)利用，長期停留、堆放在建筑場地，不僅會縮小施工現(xiàn)場使用面積，還會造成嚴重的環(huán)境污染。而旋挖樁施工技術(shù)取土方式更加特殊、更加機械化，雖然需要用到泥漿支持，但僅用少量即可提高護臂穩(wěn)定性。旋挖樁施工技術(shù)的取土工具選用凱式伸縮桿，方法為上提鉆頭，這種方法能將孔內(nèi)土質(zhì)取出，不僅降低了泥漿使用量，還減少了施工成本，更符合環(huán)保理念。

2 建筑工程大直徑旋挖樁施工標準技術(shù)要點

2.1 超前鉆勘察技術(shù)

項目正式開始實施前，施工團隊必須進入實地考察，了解施工現(xiàn)場實際情況，包括地質(zhì)水文條件、地勢、地下水以及環(huán)境等，根據(jù)勘察結(jié)果制定詳細的施工計劃，對有關(guān)數(shù)據(jù)進行精準測量，避免影響周圍建筑，這就要求施工人員進行科學布網(wǎng)。如果勘察過程中選擇了較為稀疏的鉆探點密度，將難以掌握各樁位實際情況。時代發(fā)展，施工技術(shù)人員嘗試將超前鉆勘查技術(shù)應(yīng)用到前期勘測環(huán)節(jié)以解決傳統(tǒng)勘察中存在的問題，這種方法能確定各樁身截面范圍。超前鉆勘查技術(shù)中如果采用普通直徑旋挖樁技術(shù)，會因橫截面積限制，難以獲得詳細、準確的土層層信息，如果應(yīng)用大直徑旋挖樁技術(shù)，可以增大檢測橫截面積，通過在截面范圍內(nèi)設(shè)置正方形或三角形超前鉆點位，能綜合獲取該區(qū)域內(nèi)地層信息。

2.2 大直徑旋挖樁護臂技術(shù)

與普通直徑旋挖樁技術(shù)相比，大直徑旋挖樁橫切面積更大，所需要使用的泥漿數(shù)量更多，但需注意的是，工程建設(shè)時無需在樁坑位附近挖掘小泥漿坑，這種方法便于在工程完成后將泥漿回收，可以滿足泥漿回收凈化系統(tǒng)循環(huán)運行，符合可持續(xù)發(fā)展理念。數(shù)據(jù)顯示，大直徑旋挖所需要的水泥量是普通直徑的5倍左右。實際建設(shè)時，可以嘗試設(shè)置多個成品泥漿罐，并與泥漿處理系統(tǒng)搭配使用，之后，完成三級沉淀處理，這樣方法不僅能提升泥漿循環(huán)利用率，還符合泥漿收納標準，積極踐行可持續(xù)發(fā)展理念，降低泥漿對周邊環(huán)境造成的污染，防止存在浸泡場地現(xiàn)象。

2.3 大直徑旋挖樁護鉆孔技術(shù)

大直徑旋挖樁施工時，會造成周圍樁孔的抖動，對孔壁造成一定擾動。樁徑越大，孔壁環(huán)拱效應(yīng)越小，這就會延長威脅孔壁的時間，如果技術(shù)人員不能及時給予恰當處理，容易產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，嚴重時會出現(xiàn)安全事故，造成孔體坍塌。因此，技術(shù)及監(jiān)管人員必須在實施質(zhì)量管理時，增大護筒掩埋深度，避免在機械鉆孔過程中產(chǎn)生對周圍地質(zhì)的威脅，若施工現(xiàn)場地層、土質(zhì)屬于流沙層，應(yīng)讓護筒貫穿流沙層，以增強其穩(wěn)定性，避免坍塌問題出現(xiàn)，影響施工質(zhì)量。

2.4 清孔處理

當鉆孔工作完成后，應(yīng)有計劃地開展清孔工作，清孔工作應(yīng)放置吊裝前完成。清孔過程中要盡量控制鉆速，選用雙底撈渣鉆頭對樁孔進行清理，將廢渣帶出。在澆筑前完成二次清孔工作，清理主要是開展泥漿置換，根據(jù)有關(guān)標準測定是否滿足清孔規(guī)范，若合格即可結(jié)束。清孔結(jié)束3~5 min后，詳細測量沉渣厚度，如果厚度控制在100 mm內(nèi)即為達標，如果不達標，需要再次完成清孔。

2.5 樁基礎(chǔ)檢測

由于普通直徑旋挖樁技術(shù)便捷，靜載檢測、超聲波等檢測技術(shù)均可用于實際檢測中，只需要技術(shù)人員按照相關(guān)檢測規(guī)范和要求進行檢測即可，首先應(yīng)用低應(yīng)變、超聲波以及抽心法對檢驗結(jié)果存在疑問的樁位進行檢測，如果施工中存在異常樁位可以利用荷載實驗檢測方法進行驗證。

現(xiàn)階段建筑行業(yè)還無法滿足其完成荷載測試條件，通常情況下僅用低應(yīng)變、超聲波以及抽芯的方法進行檢測。由于大直徑旋挖樁無法完成靜載測試，因此要增加抽芯檢測比例，如果抽芯檢測的樣品存在樁底持力層不合格問題，可以采用高壓注漿置換法對其進行處理，處理結(jié)束后，至少選擇三個以上點位開展抽芯檢測，如果合格，說明該樁位符合建筑標準，如有異常，仍然需要利用高壓注漿置換法完成置換工作，并反復(fù)抽芯檢查，指導(dǎo)抽芯檢測均符合標準為止。

3 大直徑旋挖樁施工標準技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

3.1 施工前準備

若想保證建筑工程項目有序開展，各崗位技術(shù)及施工人員應(yīng)在施工正式開始前完成準備工作，要求準備工作做到詳細、充分、不缺項。例如，施工人員必須根據(jù)《地質(zhì)勘察報告》里的內(nèi)容對施工現(xiàn)場的土質(zhì)、現(xiàn)場環(huán)境等進行逐一核對，還要了解周邊區(qū)域地下管道排布及周邊建筑設(shè)施類型。技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)圖紙與實際環(huán)境進行比對，充分考慮施工時可能出現(xiàn)的重點或難點，設(shè)計師在設(shè)計圖紙時，必須掌握工程項目建設(shè)的圖紙設(shè)計理論及施工規(guī)范。應(yīng)在建筑工程建設(shè)現(xiàn)場和場地內(nèi)通道兩側(cè)設(shè)立排水系統(tǒng)，這樣能減少積水對施工活動及現(xiàn)場環(huán)境的影響。正式開始建設(shè)前，技術(shù)人員應(yīng)對施工現(xiàn)場所需要用到的水電設(shè)備、機械設(shè)備以及監(jiān)控設(shè)備等進行全面調(diào)試，確保施工工作能正常開展。施工現(xiàn)場應(yīng)將工作人員的生活區(qū)與施工區(qū)分離，這樣有利于管理人員維護施工現(xiàn)場秩序，減少安全事故發(fā)生。

3.2 現(xiàn)場施工

正式開始施工時，要求施工人員依據(jù)樁位設(shè)計圖上的高程控制點上的標高和坐標，完成樁位防線布控。之后在施工現(xiàn)場內(nèi)部設(shè)置測量控制網(wǎng)，根據(jù)設(shè)計圖確定旋挖樁位置，做好標識，并固定，反復(fù)確認樁位軸線的精準性。利用全站儀完成控制點的坐標定位，要求誤差控制在10 mm以內(nèi)，若高于10 mm，必須停止，重新開展測量。鋼制內(nèi)護筒及外護筒制作以熱軋卷板設(shè)計方法為主，應(yīng)控制制作材料厚度，要求控制在10 mm以上，外護筒設(shè)計長度不僅要穿過軟質(zhì)流沙土層，要求深埋不低于15 mm，這個環(huán)節(jié)中需要利用細沙或粘性土完成空隙回填工作，避免鉆孔或灌注時形成空隙。正式開始鉆孔時，選擇符合實際的鉆頭，評估鉆頭直徑、鉆頭耐磨程度等指標。充分考慮土層情況，再選擇符合工程建筑標準的頭底部切削齒，著重考慮規(guī)格、型狀以及角度。根據(jù)詳細的護筒標高、樁長以及設(shè)計方案完成施工操作。如果樁孔深度已經(jīng)符合建筑施工標準，應(yīng)考慮型狀、位置以及直徑等其他因素。檢測過程中需要將鋼筋制作成直徑為17.4 mm、長度為9 m的檢測器完成檢驗。若檢測難以深入樁孔孔底，則說明樁孔直徑不均勻，可能存在縮頸或位置偏移的問題。

3.3 質(zhì)量保障措施

大直徑旋挖樁技術(shù)使用步驟、流程等必須合理，才能保證施工建筑符合設(shè)計標準，應(yīng)再整個施工流程中加強質(zhì)量管控力度，落實質(zhì)量管控措施。例如，鉆孔過程中必須按照預(yù)期測試樁孔參數(shù)開展施工工作，必須設(shè)置專門管理人員，對各施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生的重要參數(shù)進行統(tǒng)計，包括鉆入深入、施工現(xiàn)場地質(zhì)特點以及現(xiàn)場障礙物遍布情況等問題。管理人員必須對整個施工流程中進行密切監(jiān)控，逐一核查每一項，并做詳細記錄，要求每項數(shù)據(jù)必須真實。科學有效的參數(shù)能為后期工程質(zhì)量檢測和維護提供參考依據(jù)。大直徑旋挖樁成孔時，多數(shù)建筑企業(yè)會將泥漿比例控制在1.2~1.3之間，這種配比方案能讓泥漿在循環(huán)時在孔壁表面形成泥皮，這樣一來泥皮可以與泥漿共同來保護保護孔壁，避免出現(xiàn)孔壁坍塌現(xiàn)象。安裝鋼筋籠及灌漿導(dǎo)管后，需要開展二次清理工作。這種方法有利于在灌注前保證樁孔底部沉渣厚度符合施工管理標準，為后續(xù)開展混凝土成樁工作夯實基礎(chǔ)。

4 建筑工程大直徑旋挖樁施工技術(shù)常見的質(zhì)量問題及解決辦法

4.1 持力層承載力

（1）原因：大直徑旋挖樁橫切面積較大，在超前鉆勘察過程中，需要通過樁中心鉆孔獲得地質(zhì)信息，以此來推斷整個樁位的地質(zhì)情況，這種遞推法存在精準度欠缺的問題，多數(shù)施工區(qū)域地質(zhì)復(fù)雜多變，可能會出現(xiàn)樁底持力層厚度不達標、持力層存在軟質(zhì)夾層等問題。

（2）解決方法：如果技術(shù)人員在抽芯檢測過程中發(fā)現(xiàn)柱底持力層存在軟質(zhì)夾層或出現(xiàn)細碎裂紋，應(yīng)通過高壓注漿法進行有效加固。具體實施如下：首先，選用高壓水泵順著抽芯孔向孔底注射清水，高壓下的水流能將軟質(zhì)夾層沖塌，并將殘渣排除到孔外，沖洗完畢后，利用高強度水泥漿完成填充工作，并將夾層壓實，充滿持力層范圍及周圍巖層縫隙，確保硬度進一步提升。對其進行有效處理后，應(yīng)重新完成抽芯檢測，完成抗壓實驗。

4.2 沉渣過厚

（1）原因：與普通直徑旋挖樁相比，大直徑旋挖樁具有泥漿濃度大、鋼筋籠下放難等難點，造成樁底沉渣過厚的重要原因：①由于大直徑旋挖樁底部面積更大，在清孔過程中，邊緣部位大顆粒沉渣沒有處理干凈，部分沉渣被沖碎，進而造成清理不徹底；②由于鋼筋籠下放較為困難，需要在孔口處完成焊接，這就導(dǎo)致整體流程消耗的時間較長，使得沉渣不斷積累沉淀，另外，下放過程中還會出現(xiàn)碰壁，使得渣土脫離至孔底。

（2）解決方法：①第一次清孔時，應(yīng)利用旋挖機撈渣鉆斗將孔底沉渣進行清理，厚度控制在10 cm以下，檢查樁底沉渣顆粒，并將其搗碎、清理；②鋼筋制安時，應(yīng)提前組裝好鋼筋籠，在完成吊裝準備，下放過程中盡可能避免接觸孔壁。為縮短整體下放時間，可以讓多個焊工共同完成鋼筋籠孔口焊接。③清孔合格后，應(yīng)進款完成混凝土澆筑，時間最好控制在半小時以內(nèi)，避免時間過長，造成沉渣厚度增加，如果抽芯過程中發(fā)現(xiàn)沉渣厚度超標，應(yīng)順著抽芯孔將沉渣沖出孔外，再利用水泥補齊。

4.3 斷樁問題

（1）原因：由于大直徑旋挖樁具有混凝土初灌量大、澆筑時間長等問題，容易出現(xiàn)斷樁，產(chǎn)生原因如下：①初次灌入混凝土時存在灌漿量不足、澆筑前導(dǎo)管插入底部導(dǎo)致空地高度過大，進而造成混凝土初灌未封底的問題；②導(dǎo)管在混凝土澆筑過程中拔出或在接口處斷裂；③混凝土初次凝固或?qū)Ч苎诼襁^深，導(dǎo)致結(jié)束后無法取出。

（2）解決方法：①施工過程中，積極控制導(dǎo)管與底部的距離，保持在300~400 mm之間，正式澆筑前，必須精準計算灌漿量，應(yīng)根據(jù)工程實際情況選擇特殊容積料斗，要求容積不低于初灌量理論值，要求灌漿過程中保持連續(xù)、穩(wěn)定供應(yīng)。另外，可以立即將鋼筋籠及導(dǎo)管等取出，利用設(shè)備將孔底混凝土撈出，之后將鋼筋籠及導(dǎo)管放回，完成清孔工作，重新完成澆筑。②導(dǎo)管使用之間必須嚴格檢查氣密性和強度，之后，導(dǎo)管連接處應(yīng)采用矩形絲固定，防治在澆筑過程中漏水，插拔導(dǎo)管時，避免發(fā)生斷裂滲漏問題。如果出現(xiàn)導(dǎo)管拔出或拔斷等問題，應(yīng)使用新的導(dǎo)管，將導(dǎo)管插入混凝土面下2~3 m左右，利用泥漿泵析出新導(dǎo)管內(nèi)部的泥漿，之后完成清洗工作，再利用泥漿泵對導(dǎo)管內(nèi)清水和混凝土清理，再循環(huán)澆筑環(huán)節(jié)。

5 結(jié)束語

綜上所述，建筑工程項目設(shè)計、施工中，技術(shù)人員能深度挖掘大直徑旋挖樁技術(shù)優(yōu)勢及特點，并與其他技術(shù)緊密結(jié)合，完整的應(yīng)用到施工建設(shè)中，有效提升施工效率、減少安全事故發(fā)生、降低施工人員工作壓力，實際質(zhì)量管理中，應(yīng)明確該項技術(shù)優(yōu)勢，積極完成施工前的各項準備，統(tǒng)籌規(guī)劃施工現(xiàn)場，加強施工質(zhì)量管理，確保建筑施工流程完整，符合有關(guān)建筑標準，推動現(xiàn)代化建筑事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。