房屋建筑工程鉆孔灌注樁施工技術應用研究

呂東鑫

（中國土木工程集團有限公司，北京 100038）

1 引言

鉆孔灌注樁是樁基礎的一種常見形式，因其具備占地少、承載力大以及施工速度快等優點， 廣泛應用于各類建筑工程中。 在實際施工操作中，鉆孔灌注樁施工包括測量、混凝土制備與灌注等工作，并且極易出現樁位偏差、孔底沉渣、樁體混凝土夾泥與斷樁等質量問題， 導致了房屋建筑往往出現難以滿足相關規范要求的問題。 因此，在實際施工中，尤其要把握鉆孔灌注樁施工技術的步驟和實際應用， 在此基礎上加強施工準備，把握好各環節的施工質量控制，確保鉆孔灌注樁的成樁質量。

2 鉆孔灌注樁施工技術的基本機理和步驟

鉆孔灌注樁是一種基礎結構。其基本原理是通過增加地基的承載力和穩定性來提高整體地基結構的穩定性。 鉆孔灌注樁的施工步驟通常為：確定樁的位置和數量，然后進行鉆孔，安裝鋼筋和樁籠，最后進行混凝土灌注。 這一過程需要嚴格控制鉆孔的深度和直徑，以及鋼筋和混凝土的密度和質量。

3 鉆孔灌注樁施工技術的應用與效果

3.1 在房屋建筑中的應用案例

鉆孔灌注樁可以用于提高地基的承載力， 確保建筑物安全穩定。 鉆孔灌注樁施工時，先進行鉆孔，然后將鋼筋籠置入樁孔中，再將混凝土灌入孔中，形成一根鉆孔灌注樁。 一般來說，鉆孔灌注樁的直徑為30～120 cm，長度也可達到100 m 以上。 鉆孔灌注樁不僅可以提高地基的承載力，還能提高地基的穩定性和抗震性能。 在建造重要的城市基礎設施和大型建筑物時經常使用此方法。 鉆孔灌注樁具有較好的抗震性能和穩定性，可用于抵御地震和地質災害。 在地震中，建筑物受到地震力的沖擊，會產生振動和位移，這就需要地基具有足夠的抗震能力。 鉆孔灌注樁可以通過提高地基的承載力和強度提高建筑物的抗震性。 鉆孔灌注樁還可以用于地下水的控制、土壤的加固、邊坡的防護等方面，以在面對地質災害時保護建筑物的安全。

3.2 鉆孔灌注樁施工技術的效果評估

鉆孔灌注樁的抗震性能和結構穩定性是施工效果評估的兩個關鍵指標。 抗震性能是指建筑物在地震中抵抗破壞的能力，而結構穩定性是指建筑物在不同環境下的結構穩定程度。經考察，使用鉆孔灌注樁的建筑物具有較好的抗震性、穩定性和耐久性。在施工過程中，質量是首要考慮的問題。 鉆孔灌注樁的質量受到多種因素的影響，如混凝土的配合比、混凝土骨料的質量、施工設備的品質等。 施工后，鉆孔灌注樁的耐久性也需要考慮，使其壽命應能夠滿足建筑物的使用年限。 經過耐久性測試， 使用鉆孔灌注樁的建筑物具有長久的穩定性和耐久性。 在施工過程中，成本和效益也是需要考慮的因素之一。鉆孔灌注樁的施工成本受到多種因素的影響，如圍巖類型、鉆孔深度、孔徑大小、混凝土骨料的質量、施工設備等。 鉆孔灌注樁的效益主要體現在可以提高建筑物的抗震性能、 穩定性和耐久性，減少后續事故的發生。 因此，施工鉆孔灌注樁具有長期的效益[1]。

4 鉆孔灌注樁施工技術的要點

4.1 施工工作的準備

4.1.1 鉆機

根據房屋建筑施工中成孔方法與鉆孔出渣的基本特征，鉆機主要可以分為：正反循環回轉鉆、螺旋鉆、沖抓沖擊鉆以、鉆頭鉆等類型，在房屋建筑工程中需要根據地質地貌擇優選擇。

4.1.2 場地準備

房屋建筑工程施工現場需要確定樁基設計平面尺寸、鉆機數量以及移位要求、施工方法。

4.1.3 測量放樣

測量放樣是鉆孔灌注樁施工前的關鍵工作。 施工測量主要采用單個導線點的方式進行放樣， 結合定點校準一次性完成樁位的放樣， 通常需要嚴格控制樁位放樣誤差不超過5 mm；表樁樁位直徑50～70 mm，下樁深約為30 cm，用紅漆區分標注[2]。

4.2 鉆孔灌注樁施工技術的要點分析

4.2.1 鉆孔工藝

鉆孔一般分為螺旋鉆幾成孔、正循環回轉法成孔、反循環回轉法成孔、沖擊鉆機成孔。

1）螺旋鉆機成孔

螺旋鉆機成孔主要分為長螺旋與短螺旋鉆機成孔兩種工藝方法。 長螺旋鉆機成孔的施工過程主要為：鉆機就位后使用電動機帶動鉆桿轉動螺旋葉片旋削土，經過出土器排出孔外，測深標尺測量深度，達到預定鉆孔深度要求后提起鉆桿，反復測量孔深與虛土厚度。 短螺旋鉆孔與長螺旋鉆孔一樣，區別在于鉆進時切削下來的土塊需要提鉆反轉甩落在地。

2）正、反循環回轉法成孔

正循環回轉法主要是通過電機動力帶動空心鉆桿轉動，將扭轉的動力傳送至鉆錐， 當鉆錐受到重壓時進行泥沙的切削。 鉆進時，當鉆進刃腳1 m 后，按照土質鉆進，當護筒外側的土層松散時，需要提起鉆錐往孔中倒入黏土，同時放下鉆錐倒轉，使膠泥擠入孔壁堵住漏漿的孔隙，進一步穩住泥漿繼續鉆進[3]。 每鉆進2 m 需觀察地層的變化情況，在泥漿槽中取樣鉆渣并記錄。 無論采用正循環回轉法還是反循環回轉法鉆孔，為避免出現擴孔率較大現象，一般都采用減壓鉆進的方式，通常選擇鉆壓直徑1.1 mm 標準孔最大鉆壓為20 kN。 反循環回轉成孔方法亦同理。

3）沖擊鉆機成孔

主要是在埋好的護筒以及護壁泥漿黏土施工完成后，將鉆機對準樁孔中心鉆進， 施工過程中需要不同土層的特性選擇符合實際需要的沖程，一般遇到巖石類土層時，宜采用高沖程（100 cm）；遇到砂類土層時，宜采用中沖程（75 cm）。 遇到松軟土層時，為防止斜孔以及塌孔等發生，選擇十字形鉆錐沖擊鉆進，掏渣應勤防止事故發生[4]。

4.2.2 混凝土灌注要點

混凝土灌注施工工藝主要包含為：清孔、鋼筋骨架制作與就位、混凝土配制、混凝土灌注的方法。

1）清孔

清孔是通過抽漿與換漿的方法清孔， 抽漿主要是利用鉆機反循環系統的泥石泵吸孔底沉渣5～15 min；換漿是將鉆錐在離孔底20 cm 距離時上提， 將通過將高純度的泥漿灌入把鉆孔沉渣泥漿換出，從而更好地保障混凝土的灌注質量。

2）鋼筋骨架制作與就位

鋼筋骨架一般采用箍筋成型法制作，要求保護層厚度為6～8 cm，焊接鋼筋耳朵的方法設置保護層。

3）混凝土的配制

參照JGJ 106—2023《建筑樁基技術規范》，一般選擇粗骨料碎石、細骨料中砂；水泥標號不低于425（強度為42.5 MPa），用量≥350 kg/m3；混凝土含砂率一般為40%～50%，水灰比為0.5～0.6。

4）灌注方法

目前，在房屋建筑的實際要求下，混凝土灌注施工主要采用直升導管法灌注[5]。 參照JGJ 106—2023《建筑樁基技術規范》規定，在不飽和黏性土、風化巖砂土等中灌漿壓力3～10 MPa；在飽和土中則需要灌漿壓力在1.2～4 MPa，選擇強制式混凝土拌和機，根據施工經驗，一般灌注時間按照樁長度而變化，具體見表1。

表1 灌注時間表

根據表1 中的灌注時間， 在灌注前需要對孔底沉渣進行最后一次測定，符合施工要求然后再灌注首次混凝土，觀察混凝土下降的情況，保證成樁的效果。

4.2.3 成孔質量控制

由于在實際施工中，允許鉆孔灌注樁成孔質量存在偏差，但是，需要將偏差控制在相關規范的允許范圍內。 鉆孔灌注樁成孔質量允許偏差范圍見表2。

表2 鉆孔灌注樁成孔質量允許偏差范圍

5 結語

鉆孔灌注樁施工技術是房屋建筑領域中一種重要且不可忽視的技術。 它在地基處理、抗震性能、結構穩定性以及工程質量和耐久性方面都發揮著重要的作用。 隨著新材料、新技術的不斷出現，鉆孔灌注樁施工技術也在不斷創新和發展。 在未來，隨著人們對建筑物安全和穩定性要求的不斷提高，鉆孔灌注樁施工技術將有更廣闊的應用前景， 為工程建設提供更安全、穩定、環保的施工條件。