建筑旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點及控制措施

楊益

旋挖鉆孔施工技術(shù)具有環(huán)境污染少、能夠提高樁基承載力，減少結(jié)構(gòu)沉降等優(yōu)點，目前在建筑工程基礎(chǔ)施工中得到了廣泛應(yīng)用。然而，在實際旋挖鉆孔施工過程中，經(jīng)常會受到地質(zhì)條件、鉆孔工藝等因素的影響，從而給施工中質(zhì)量控制增加了難度。因此，需要不斷加強建筑旋挖鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制。本文結(jié)合工程實例，就高層建筑旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點進(jìn)行探討，并提出了施工中質(zhì)量控制措施及注意事項。

一、工程概況

華潤置地總部大廈地基與基礎(chǔ)工程，擬建場地位于南山區(qū)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園中區(qū)東片。場地總用地面積10092m2，基坑周長約342m，擬建5層地下室。現(xiàn)狀地面高程4.60～9.50m，基坑底絕對高程-12.37m，基坑開挖深度16.97～21.87m。屬于典型的深大基坑工程，具有較大的支護(hù)難度。

本項目工程樁為旋挖灌注樁，工程樁在地面施工，空樁長度約20米。本項目樁基礎(chǔ)共有旋挖灌注樁約270根，其中塔樓為2.5m和2.8m大直徑樁共約50根，裙樓為直徑1.2m樁約220根，工程樁持力層為微風(fēng)化花崗巖，共安排3臺大功率（360型以上）旋挖機進(jìn)行旋挖樁成孔施工。

二、旋挖樁施工

1.樁位放樣

在施工前，測量人員先做好工程測量放樣工作，先對基樁中心位置進(jìn)行放樣，并在樁心邊設(shè)置護(hù)樁，在護(hù)樁設(shè)置時，應(yīng)保證樁位的牢固性，并報監(jiān)理單位復(fù)核樁位坐標(biāo)，成孔后再復(fù)核一次。

2.護(hù)筒埋設(shè)

（1）勘察報告研究。在護(hù)筒埋設(shè)前，先要深入施工現(xiàn)場了解場地地質(zhì)條件，如果土層穩(wěn)定性較差，應(yīng)深入了解巖土性質(zhì)及厚度；其次，在了解場地水文地質(zhì)以后，對于較淺的地下水，要結(jié)合施工場地情況及地層性質(zhì)、地下水埋深等條件，掌握好地下水的埋深及護(hù)筒長度。如果孔口為雜填土，保證護(hù)筒長度大于雜填土層的厚度，并確保土層護(hù)筒的穩(wěn)定性。

（2）護(hù)筒選擇。在選擇護(hù)筒時，應(yīng)選擇直徑大于鉆孔的護(hù)筒。這種護(hù)筒在埋設(shè)護(hù)筒時易于操作及調(diào)整，保證護(hù)筒與鉆孔中心相重合，同時也能夠確保護(hù)筒口與土層之間的密實性，以及護(hù)筒旋挖鉆進(jìn)過程中的穩(wěn)定性；二是在旋挖鉆頭移動時，應(yīng)防止鉆頭和護(hù)筒之間出現(xiàn)縫隙，以免護(hù)筒與鉆頭發(fā)生碰撞。

（3）護(hù)筒固定。在護(hù)筒埋設(shè)前，旋挖鉆機開孔直徑應(yīng)大于護(hù)筒直徑，以便于護(hù)筒埋設(shè)。如果護(hù)筒與土層之間有縫隙，應(yīng)采用回填材料進(jìn)行回填，如粉質(zhì)粘土。在實際回填時，應(yīng)采用分層回填方式，并及時夯實，以提升護(hù)筒的摩阻力，保證護(hù)筒固定的穩(wěn)定性，以免管道或孔內(nèi)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。回填護(hù)筒間隙完畢后，應(yīng)采用木橫擔(dān)在孔口土層上，做好護(hù)筒和方木的連接，以防護(hù)筒沉陷。

（4）在護(hù)筒埋設(shè)時，保證護(hù)筒上口高出地面20cm，這樣有利于防止地面水流向孔內(nèi)；同時，在送漿管末端作彎頭型，且將彎頭卡到護(hù)筒頂上，在泥漿輸送時，不能將高壓泥漿噴射在護(hù)筒下層上，以免泥漿給護(hù)筒下層造成破壞，以及防止送漿管和護(hù)筒發(fā)生摩擦而出現(xiàn)破裂，泥漿灑在護(hù)筒周邊的土層上。

多規(guī)合一項目協(xié)調(diào)生成階段包含的選址決策過程，是結(jié)合各類項目的用地性質(zhì)、用地面積、選址偏好等具體要求，從全面、科學(xué)、協(xié)調(diào)發(fā)展的視角，并揉和候選地塊的空間分布及城市規(guī)劃學(xué)、地理學(xué)、社會經(jīng)濟(jì)學(xué)、工程學(xué)等多學(xué)科知識，靈活設(shè)定各類項目選址評估模板，為后續(xù)選址方案的綜合評估、協(xié)同審批提供基礎(chǔ)[13-14]。基于“多規(guī)合一”的共享數(shù)據(jù)與沖突檢測服務(wù)，采用WebGIS、ArcSDE 數(shù)據(jù)管理、SOA 服務(wù)、多規(guī)管控分析等技術(shù)開發(fā)規(guī)劃選址輔助決策系統(tǒng)，在選址規(guī)劃符合性自動檢查基礎(chǔ)上，實現(xiàn)選址優(yōu)化多層次因子靈活組合與權(quán)重設(shè)置功能，直接服務(wù)于國土規(guī)劃審批業(yè)務(wù)的項目選址決策。

3.泥漿注入

在鉆機施工過程中，泥漿的作用是防止孔壁發(fā)生坍塌，同時能夠有效抑制地下水鉆渣。所以，為保證孔壁的穩(wěn)定性，應(yīng)注重泥漿注入的質(zhì)量。如果泥漿過稀，將會影響到鉆進(jìn)效果；當(dāng)過稠時，應(yīng)將泥漿附在孔壁上，以免影響樁基混凝土施工質(zhì)量。

在制漿之前，應(yīng)打碎粘土塊，并采用泥漿攪拌機進(jìn)行制作，當(dāng)制作成泥漿以后才能使用。同時設(shè)置泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)，以實現(xiàn)泥漿原料回收，減少對周邊環(huán)境的污染。在鉆進(jìn)時，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場地層情況，保證靜水水頭壓力滿足鉆進(jìn)要求，且要采用鉆進(jìn)平衡的原理進(jìn)行泥漿管理，利用地層粘土進(jìn)行造漿。在造漿時，如果泥漿稠度難以達(dá)到要求，應(yīng)優(yōu)選粘度大、造漿能力強的粘性土，以提高泥漿稠度，避免鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

在樁孔施工時，應(yīng)保證一次完成，避免施工時出現(xiàn)間斷，在實際施工過程中，應(yīng)結(jié)合出渣情況確認(rèn)土層結(jié)構(gòu)，及時對泥漿性能指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。施工中如果遇到松散地層，應(yīng)增大泥漿粘度，確保孔內(nèi)水頭的高度，以防輕沖液影響到孔壁，并能夠有效降低轉(zhuǎn)速和鉆壓，以達(dá)到施工質(zhì)量要求。

為了避免孔壁坍塌，穩(wěn)定液的粘度應(yīng)滿足表1要求；如果不能滿足要求，應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行試配及調(diào)整。

表1 穩(wěn)定液必要粘度參考值

4.鉆孔

在鉆機就位之前，先在護(hù)筒周圍采用砂礫填筑，并將它壓實，以防鉆進(jìn)時鉆機下沉，或者出現(xiàn)傾斜。在鉆機開啟前，先掛出護(hù)樁十字線，應(yīng)采用鉆機自動調(diào)控裝置對鉆頭進(jìn)行調(diào)整，并對準(zhǔn)十字線，鉆桿傾斜度不大于1%。

在鉆進(jìn)時，應(yīng)向孔內(nèi)注漿，保證孔內(nèi)水位高度滿足要求。鉆機鉆孔深度采用自動檢測方式，而為了掌握沉渣厚度，應(yīng)采用測繩對孔深進(jìn)行復(fù)測，在實際鉆進(jìn)過程中，施工人員可通過控制儀表來實現(xiàn)鉆桿垂直度控制，確保孔垂直控制在1%；另外，在鉆進(jìn)時，應(yīng)及時清除棄渣，且按照2h的時間進(jìn)行一次泥漿性能指標(biāo)測定，并及時作出調(diào)整。如果鉆機鉆到粉砂層，應(yīng)在孔內(nèi)投入適量水泥，以確保護(hù)筒穩(wěn)定。

除了以上措施，在鉆孔時，還要對孔口出渣進(jìn)行清運，以免影響到鉆孔施工質(zhì)量，防止周邊環(huán)境受到污染，當(dāng)鉆孔深度達(dá)到要求以后，及時將鉆桿提起，再對孔深進(jìn)行測量。

5.鋼筋籠的吊裝

本工程主吊選用50 噸的履帶吊進(jìn)行。考慮鋼筋籠“全籠一次起吊”和“分段起吊”兩種情況，根據(jù)現(xiàn)場實際起吊情況進(jìn)行選用。以“盡可能減小鋼筋籠起吊過程中最大彎矩值”為原則，計算得出各吊點的位置。

（1）鋼筋籠全籠一次起吊。選取本工程支護(hù)樁的鋼筋籠為分析對象，計算得到其吊點的布置如下圖所示，圖示起吊初始的情形。

圖1 吊點布置圖

為了加強鋼筋籠的剛度，減小在起吊過程中的變形，在鋼筋籠變截面位置加設(shè)杉木桿，將其與主筋綁扎在一起。

（2）鋼筋籠分段起吊。鋼筋籠分兩段起吊的具體分段方式如下圖所示：

圖2 鋼筋籠分段方式圖

兩段鋼筋籠在孔口處采用加鎖母型套筒連接。先下放第一段的鋼筋籠段至孔口并固定，然后吊運第二段鋼筋籠至孔口，兩段鋼筋籠在白色油漆標(biāo)記處用加鎖母型套筒連接。

6.水下混凝土灌注

（1）根據(jù)砼的施工要求，在樁設(shè)計時，混凝土強度為C30，且可根據(jù)試驗要求摻加適當(dāng)?shù)臏p水劑。在混凝土配合比中，禁止使用氯化鈣的外加劑。在混凝土配制時，應(yīng)保證其密實性及流動性。在本工程水下澆注過程中，采用C40混凝土配比，可滿足水下砼灌注要求。

（2）混凝土試驗。在混凝土試驗前，應(yīng)出具配比單，在混凝土灌注前兩周，應(yīng)及時提交混凝土配合比設(shè)計方案，以便相關(guān)部門審批。在物料現(xiàn)場時，應(yīng)要求出廠商出具原材料質(zhì)量證明書、出廠合格證、原材試驗報告等，包括水泥、砂、石、外加劑，以便工地備查。在澆筑混凝土之前，應(yīng)派專人負(fù)責(zé)有關(guān)實驗。

（3）混凝土骨料檢測。當(dāng)混凝土骨料供應(yīng)獲得批準(zhǔn)以后，應(yīng)及時進(jìn)行骨料試驗。試驗內(nèi)容包括顆粒分析，粘土、粉土的含量檢測，有機物重量比，吸水量測試等。測試完畢后，應(yīng)及時將其結(jié)果提交相關(guān)單位審批。

（4）在混凝土澆注前，應(yīng)及時對成孔深度進(jìn)行復(fù)查，并進(jìn)行混凝土澆注申請，經(jīng)相關(guān)單位批準(zhǔn)以后才能進(jìn)行澆注。另外，要對砼坍落度、和易性進(jìn)行嚴(yán)格審查，并作好記錄。及時將混凝土運到灌注點，以防混凝土離析。

（5）在導(dǎo)管內(nèi)，保證隔水塞球膽大小滿足安裝要求，在安裝時，應(yīng)將它安裝在水面上。在混凝土灌注前，應(yīng)將孔口蓋好，以防混凝土落入孔中而導(dǎo)致泥漿受到污染。

（6）在混凝土灌注時，保證首灌量灌至高于導(dǎo)管下口2m，本工程首灌量為8m3，將導(dǎo)管埋入混凝土4m。同時，在混凝土灌注時，混凝土埋入的深度應(yīng)大于1.5m，小于6m，并進(jìn)行測定，以滿足導(dǎo)管提升高度要求。在導(dǎo)管拆卸時，應(yīng)對導(dǎo)管埋深進(jìn)行測量計算，并對卸管長度進(jìn)行確定，以便混凝土處于流動狀態(tài)，并作好記錄。另外，在混凝土灌注過程中，應(yīng)保證連續(xù)不斷進(jìn)行，及時清洗拆下的導(dǎo)管，并在架子中放入導(dǎo)管。

（7）在混凝土灌注時，確保導(dǎo)管處于中心位置，在提升導(dǎo)管時，應(yīng)派專人負(fù)責(zé)，以防鋼筋骨架移位，在骨架上升時，及時停止提升導(dǎo)管作業(yè)，下降導(dǎo)管，并與骨架脫開。

（8）當(dāng)混凝土灌注至樁孔上部時，可停止提升導(dǎo)管作業(yè)，待灌注達(dá)到標(biāo)高以后，再將它拔出。同時，當(dāng)灌注至樁頂以后，應(yīng)再灌注2m，這樣能夠確保樁頂混凝土的強度。待混凝土灌注結(jié)束以后，應(yīng)將護(hù)筒拔出，當(dāng)灌注作業(yè)完成以后，如果樁頂混凝土面低于地面，應(yīng)采用回填土進(jìn)行覆蓋，以防出現(xiàn)塌孔，確保施工人員的安全。

（9）在混凝土灌注時，應(yīng)采用污水泵將積水排出，以防泥漿溢出，保證施工質(zhì)量。

（10）在混凝土澆注前，應(yīng)開展砼強度試塊，并按照50m3澆筑量組成一組，每根樁應(yīng)超過1組。當(dāng)試塊養(yǎng)護(hù)好以后，強度達(dá)到要求時，應(yīng)及時進(jìn)行拆模，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

（11）當(dāng)混凝土施工結(jié)束后，應(yīng)對材料出廠合格證、強度報告進(jìn)行收集，并進(jìn)行混凝土強度評定。

三、結(jié)語

綜上所述，通過旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)在建筑基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，此技術(shù)具有施工適應(yīng)能力強、施工效率高、施工安全性高、環(huán)境污染少等優(yōu)點，然而，在目前旋挖鉆孔施工過程中，仍存在許多的問題，如施工材料問題、施工不規(guī)范、施工過程控制不嚴(yán)等，這些問題直接影響施工的正常進(jìn)行。因此，在建筑旋挖鉆孔灌注樁施工過程中，施工人員應(yīng)做好施工前準(zhǔn)備，加強施工中各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，進(jìn)而為建筑樁基質(zhì)量夯實基礎(chǔ)。