鉆孔灌注樁技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用

寇寶懷

山西三建集團有限公司 山西 長治 046000

隨著城鎮(zhèn)化進程加快，建筑行業(yè)快速發(fā)展，同時也對建筑工程施工有了更高的要求。鉆孔灌注樁技術(shù)因具有施工效率高、安全有保障、施工成本低等諸多優(yōu)勢，目前廣泛應(yīng)用在建筑工程基礎(chǔ)施工中，并對提升建筑基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和承載力有重要的作用。為進一步推廣鉆孔灌注樁技術(shù)在建筑工程施工中應(yīng)用并提升應(yīng)用效果，建筑施工單位應(yīng)明確該技術(shù)的要點，并加強施工過程控制，有效發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢作用，提升建筑工程施工的質(zhì)量與效果。

1 工程概況

某城市高層建筑，位于城市偏僻的郊區(qū)，周圍有耕地、居民區(qū)、重要市政道路及環(huán)城高速等。項目總的建筑面積為80000㎡，共有6棟高層居民樓和2棟裙樓，每棟居民樓占地面積大約在400～900㎡之間，裙樓面積共16000㎡，另設(shè)有地下室，總面積為15000㎡。工程主要涉及基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)、水電安裝等施工內(nèi)容。其中，在基礎(chǔ)施工中，基坑支護是重點內(nèi)容。由于鉆孔灌注樁施工效果良好，施工完成后的支護性能安全穩(wěn)定，因此本項目采用的是鉆孔灌注樁施工技術(shù)。設(shè)計使用的鉆孔灌注樁直徑為800mm，樁間距為1200mm，樁長則是基坑深度的1.8倍，目的是保證支護安全和支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。

2 鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用要點

2.1 前期準備工作

本項目在應(yīng)用鉆孔灌注樁技術(shù)前，為保證后續(xù)施工順利進行并提升施工質(zhì)量效果，需要做好以下幾個方面的準備工作：

（1）深入現(xiàn)場開展地質(zhì)勘查工作，了解項目現(xiàn)場地質(zhì)水文、周圍環(huán)境等情況，編制地勘報告，據(jù)此設(shè)計施工方案，并結(jié)合施工方案合理安排施工。優(yōu)化現(xiàn)場施工布置，明確土石方外運路線及棄土位置；結(jié)合工程實際布設(shè)排水溝和集水溝，做好基坑排水工作，營造良好的作業(yè)條件。

（2）現(xiàn)場管理人員組織施工技術(shù)人員進行技術(shù)交底，基于施工方案與圖紙進行技術(shù)較多，使施工技術(shù)人員充分掌握鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點及相關(guān)注意事項。加強對施工技術(shù)的人員的考核培訓(xùn)，確保人員持證上崗操作，提升施工人員實踐技能水平。

（3）立足工程實際做好施工材料采購工作，結(jié)合工程質(zhì)量要求選購質(zhì)量合格的施工材料。材料運輸至施工現(xiàn)場時，對材料進行抽樣檢驗，符合規(guī)范要求的材料才可進入施工現(xiàn)場。泥漿制備時，加強原材料質(zhì)量與比例的控制，優(yōu)選黏性大的土進行泥漿制備，以保證泥漿的稠度和粘度。做好施工設(shè)備的檢測與維護保養(yǎng)工作，保證施工設(shè)備正常使用。

（4）場地屏障，及時清理施工現(xiàn)場雜物，做好軟土地基處理工作，提高地基平整度。根據(jù)施工圖紙要求，搭設(shè)平臺，以此進行樁位放樣和定位測量。測量內(nèi)容包括灌注孔間距、孔洞位置、孔洞大小、孔洞深度等，必要時，使用精密的測量儀器準確測量。嚴格把控樁位定位測量的精準度，安排專門的測量人員進行復(fù)核檢查，減少誤差[1]。

2.2 成孔施工

成孔施工是鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。鉆機應(yīng)在成孔施工前安裝就位，且鉆機穩(wěn)定、可靠，避免因設(shè)備不穩(wěn)定使后續(xù)鉆孔施工有孔斜、孔偏等問題出現(xiàn)，影響整體施工質(zhì)量。

待鉆機就位后，進行護筒埋設(shè)。工程中使用的護筒為鋼制，護筒剛度為1.5，厚度8mm，長度在2～4m范圍，內(nèi)徑比樁徑大200mm。在工廠預(yù)制加工全部護筒，之后運送至施工現(xiàn)場。為避免變形，在護筒上下兩端與中間外側(cè)各焊上一道加勁肋。接頭位置使用0.5cm橡皮墊圈，避免漏水。埋設(shè)護筒時，使護筒口高度高于地面0.2～0.3m，護筒埋深在2m以上，護筒中心與樁中心重合。考慮施工場地環(huán)境較干燥，使用一定的回填土回填，保證護筒底部及周圍區(qū)域充分壓實。

完成護筒埋設(shè)后，開始鉆孔。鉆孔前，結(jié)合施工要求科學(xué)制備泥漿，在制備泥漿時，需嚴格控制粘土、水、添加劑等材料的比例，保證泥漿稀釋度符合施工要求，不能過稀，也不能過稠，否則會影響鉆孔灌注樁施工質(zhì)量。同時密切關(guān)注泥漿的粘度、膠體率、密實度等參數(shù)，確保符合施工要求。鉆孔時，采用沖擊式鉆孔的方式，鉆孔期間，需合理控制鉆進的速度，首次樁以低檔慢速、輕壓慢鉆、泥漿小泵量狀態(tài)鉆進，直到鉆至護筒腳下1m時，改為中速、大泵量鉆進，并控制鉆頭與孔底距離超20cm，避免鉆頭排水堵塞。另外，在鉆孔期間，注意檢查鉆孔的傾斜度，保證各項參數(shù)符合設(shè)計規(guī)范，本工程成孔質(zhì)量允許偏差具體見表1所示。

表1 成孔質(zhì)量允許偏差

2.3 鋼筋籠施工

鋼筋籠施工作為鉆孔灌注樁施工的重要部分，主要涉及鋼筋籠制作與鋼筋籠安放這兩項內(nèi)容。

在鋼筋籠制作前，需檢查全部使用的鋼筋是否有質(zhì)量合格證，且鋼筋規(guī)格是否與設(shè)計要求相符，之后還需取樣試驗，只有試驗合格的鋼筋才能進入施工現(xiàn)場使用。在制作鋼筋籠時，主要采用焊接方式，焊接長度是鋼筋直徑的10倍。在焊接時，將焊點錯開，并在鋼筋直徑的35倍以上。同一截面的焊接，其焊點率需在50%以內(nèi)。本工程使用的鋼筋籠預(yù)先在工廠內(nèi)加工制作完成，采用分段制作的方式，長度40m以下的鋼筋分兩段制作，長度在40m～60m之間的鋼筋分三段制作。每完成一段鋼筋制作，采用搭接焊的方式連接[2]。

在完成鋼筋籠制作且驗收達到標準后，將鋼筋籠運送至現(xiàn)場安放。在下放鋼筋籠前，先檢查孔底沉渣是否清除干凈，孔底干凈才可下放鋼筋籠。在下放鋼筋籠時，保持鋼筋籠穩(wěn)定、順直，并緩慢下放，避免鋼筋籠與孔壁發(fā)生碰撞，破壞孔壁。同時，根據(jù)樁頂標高、護筒標高計算鋼筋籠的頂部深度和吊筋長度，避免有鋼筋籠上浮或移動問題發(fā)生。

2.4 清孔作業(yè)

在應(yīng)用鉆孔灌注樁技術(shù)時，通常需要進行兩次清孔作業(yè)。第一次清孔作業(yè)是在成孔施工后。因為鉆孔灌注樁主要是通過干方式成孔，但本工程所在區(qū)域地下水位較高，使得成孔施工時容易在孔內(nèi)形成1.1～1.13左右的泥漿，進而對成樁質(zhì)量有影響。所以就需要在鉆至設(shè)計孔深后進行一次清孔作業(yè)。在具體清孔過程中，利用泥漿的流動性和沖擊作業(yè)對樁孔沖擊處理，由此將一些雜質(zhì)帶出來，以達到清孔的效果。二次清孔作業(yè)是在導(dǎo)管下放和混凝土澆筑前進行，在澆筑混凝土前，檢查孔底沉渣厚度，若超出設(shè)計規(guī)定值，就需要按照首次清孔步驟進行二次清孔，直到孔底沉渣厚度符合設(shè)計要求。兩次清孔操作的要求具體見表2所示。

表2 兩次清孔作業(yè)操作要求

2.5 混凝土澆筑

在混凝土澆筑之前，需下設(shè)澆筑導(dǎo)管。本工程使用的導(dǎo)管我雙螺紋接頭管，將導(dǎo)管連接漏斗，并結(jié)合孔洞深度設(shè)計導(dǎo)管的長度。導(dǎo)管下放時，控制其與孔底間距在40cm左右。為保證后續(xù)澆筑效果，在下放導(dǎo)管前，檢查導(dǎo)管的質(zhì)量，避免有漏氣、漏水或變形等質(zhì)量問題，并對導(dǎo)管進行水密性和抗拉性試驗，充分保證導(dǎo)管的質(zhì)量。

在下放導(dǎo)管后便開始進行混凝土澆筑。澆筑前，檢查混凝土配合比是否科學(xué)合理，確認混凝土性能符合施工質(zhì)量要求后進行混凝澆筑。在混凝土澆筑期間，用導(dǎo)管進行混凝土灌注。首次灌注時，保證導(dǎo)管在混凝土液面下方0.8m處，每次減管時都要對液面高度檢測，以保證導(dǎo)管始終處于混凝土中。混凝土灌注應(yīng)連續(xù)性進行，若必要進行中斷，需控制中斷的時間在45min內(nèi)。另外，在混凝土灌注時，若鉆桿管芯充滿混凝土，需及時提鉆，并控制提鉆速度在2.0～3.0m/min，始終保證鉆桿導(dǎo)管沒入混凝土1m左右，樁頂超過設(shè)計標高50cm以上，實現(xiàn)對樁身的有效保護。

2.6 樁間清理及成樁質(zhì)量檢測

在完成成樁施工后的28d，及時清理樁間的渣土，用小型輔助工具進行橫向清理，之后用切割機切樁，使其符合設(shè)計標高要求。

在完成成樁施工后，及時對成樁質(zhì)量進行檢測，避免出現(xiàn)斷樁、混凝土松散等情況。常用的檢測方法有鉆芯法和超聲波法。鉆芯法主要是利用鉆機對混凝土灌注樁鉆芯取樣，然后對芯樣測試以檢驗成樁的質(zhì)量。考慮這一檢測方法難以全面反映成樁質(zhì)量，且耗時費力，因此本工程中主要是采用超聲波法這一無損檢測技術(shù)進行成樁質(zhì)量檢測。在具體檢測過程中，先是預(yù)設(shè)超聲檢測的位置及換能器管道，之后進行混凝土灌注。檢測期間，需要保證探頭持續(xù)移動，由此對混凝土相關(guān)參數(shù)進行測定，進而分析混凝土的質(zhì)量。圖1-圖3為超聲波檢測法檢測樁基質(zhì)量的示意圖。

圖1 樁基檢測結(jié)果

圖2 聲波檢測的關(guān)系曲線圖

圖3 樁身剖面檢測結(jié)果

3 鉆孔灌注樁施工常見問題處理及質(zhì)量控制措施

3.1 常見問題及處理措施

（1）鉆孔傾斜。在鉆孔灌注樁施工中，鉆孔傾斜是常出現(xiàn)的質(zhì)量問題。施工地面不平整、鉆機傾斜等，都可能會引起鉆孔傾斜。若是施工地面不平整導(dǎo)致鉆孔傾斜，需增加堅硬場地墊料；若是鉆機傾斜引起，需在鉆孔前穩(wěn)定好鉆機，適當加大鉆機的支撐面，并對施工范圍的地基進行加固處理。

（2）孔壁坍塌。在鉆孔灌注樁施工中，若泥漿中不斷冒出氣泡或泥漿突然消失，則表示可能出現(xiàn)了孔壁坍塌問題。導(dǎo)致這一問題出現(xiàn)的原因有許多，水頭壓力過大或不足、成孔速度過快、鋼筋籠下放不規(guī)范等均有可能造成孔壁坍塌。若是水頭壓力過大或不足引起，需及時調(diào)整水位，使孔內(nèi)水位高于地下水位2m左右；若是成孔速度較快引起，需要結(jié)合實際地質(zhì)情況合理調(diào)整成孔的速度；若是鋼筋籠下放不規(guī)范引起，則需要通過調(diào)整吊裝位置、增加鋼筋籠保護墊塊等方式進行處理。

（3）斷樁。斷樁是鉆孔灌注施工中較為嚴重的事故。處理過程中，需要堅持防治結(jié)合的原則進行。在預(yù)防上，應(yīng)在未出現(xiàn)斷樁前做好混凝土灌注前的準備工作，包括鉆孔設(shè)備細致檢查、天氣和水文地質(zhì)情況細致調(diào)查、施工方案及設(shè)計意圖全面掌握等；在治理上，需在發(fā)生斷樁事故后采取適宜的方法處理，可適宜接樁法錘，先將缺陷處混凝土鑿除感覺，然后重新搭建灌注模板，并用鋼筋綁扎牢固，使用高于原標號的混凝土進行灌注。完成灌注后，還要及時做好養(yǎng)護工作。

3.2 質(zhì)量控制措施

（1）加強成孔質(zhì)量檢查。為保證鉆孔灌注樁施工質(zhì)量，需加強成孔質(zhì)量的監(jiān)督檢查。重點檢查鉆機定位情況、泥漿質(zhì)量、鉆進速度、成孔保護等。鉆機定位使用極坐標法保證定位的精度，并對現(xiàn)場每個樁位的定位情況進行復(fù)核；泥漿質(zhì)量控制主要是優(yōu)選泥漿類型，可選用膨潤泥漿保證鉆孔質(zhì)量；鉆進速度控制需保證速度適宜，避免發(fā)生塌孔；成孔質(zhì)量檢測主要是加強成孔后沉渣的檢查，可適宜沉淀盒、測砣等方式檢查孔壁質(zhì)量及沉渣情況。

（2）加強混凝土質(zhì)量檢查。在鉆孔灌注樁施工過程中，會使用大量的混凝土材料，其質(zhì)量對整體施工有重要的影響。因此為保證鉆孔灌注樁施工質(zhì)量，必須要加強混凝土質(zhì)量的檢查。可采用超聲波等無損檢測技術(shù)檢測混凝土的強度和韌性，檢查是否有斷樁的問題。若發(fā)現(xiàn)有斷樁的情況，第一時間進行注漿處理。而注漿使用的混凝土，必須要控制其強度在10MPa左右，避免在注漿時出現(xiàn)離析或沉渣的現(xiàn)象[3]。

4 結(jié)語

綜上，鉆孔灌注樁技術(shù)因具有諸多優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用在建筑工程施工中。而為提升鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用的效果，夯實建筑工程質(zhì)量基礎(chǔ)，需要施工單位及施工人員充分掌握鉆孔灌注樁技術(shù)的要點，并加強施工過程的質(zhì)量控制，從而有效提升鉆孔灌注樁施工質(zhì)量。