鉆孔擴(kuò)底灌注樁技術(shù)措施以及施工工藝探討

■黃型念

（廣東省地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)中心 廣東廣州510425）

鉆孔擴(kuò)底灌注樁技術(shù)措施以及施工工藝探討

■黃型念

（廣東省地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)中心 廣東廣州510425）

鉆孔灌注樁由于具有應(yīng)用范圍廣、操作簡(jiǎn)便、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和孔壁扎實(shí)穩(wěn)定等特點(diǎn)，而被廣泛運(yùn)用于施工當(dāng)中，尤其是其不受施工場(chǎng)地的限制等優(yōu)勢(shì)特性，也在具體施工中廣受好評(píng)。本文結(jié)合具體施工區(qū)域的情況，從而解釋說(shuō)明了擴(kuò)底鉆孔灌注樁的技術(shù)措施和相關(guān)施工工藝，以期望能夠?yàn)槠渌嗨频你@孔擴(kuò)底灌注樁施工工程提供有用參考。

鉆孔擴(kuò)底灌注樁施工工藝技術(shù)措

1　引言

隨著我國(guó)各個(gè)地區(qū)高層建筑物、橋梁等施工工程的迅速興起和發(fā)展，鉆孔灌注樁施工技術(shù)也逐漸被廣泛應(yīng)用于施工當(dāng)中，其操作方便、應(yīng)用范圍廣泛的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)也備受好評(píng)。近些年來(lái)，擴(kuò)底鉆孔灌注樁技術(shù)也逐漸發(fā)展起來(lái)，由于其單樁承載力較高，且抗震性能良好，施工過(guò)程中沉降較小，施工單位同時(shí)在考慮到節(jié)約工程總成本的情況下，也往往會(huì)使用擴(kuò)底鉆孔灌注樁技術(shù)。通過(guò)探討和研究鉆孔擴(kuò)底灌注樁技術(shù)的主要施工流程及施工工藝，從而不斷完善有關(guān)技術(shù)措施，提高專(zhuān)業(yè)水平，不僅對(duì)于企事業(yè)單位來(lái)說(shuō)能夠提高自身的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于普及鉆孔灌注樁技術(shù)，不斷提高施工水平也有著重要的意義。

2　某工程概況

某工程為集五星級(jí)酒店、寫(xiě)字樓、商業(yè)中心、公寓、住宅和開(kāi)放式景觀公園一體的大型綜合項(xiàng)目。由酒店1棟（樓高約190m、50層，地下4層）、高檔住宅、商業(yè)中心4棟（樓高約108m、30層，地下3層）組成，其中的抗拔樁為樁徑Φ1000的旋挖鉆孔灌注樁，定長(zhǎng)24米，單樁抗拔承載力特征值為1800N，樁底約1.5米采用旋挖擴(kuò)孔鉆頭進(jìn)行擴(kuò)底，以便提高抗拔承載力。

2.1地質(zhì)情況

根據(jù)相關(guān)地質(zhì)勘察報(bào)告顯示，場(chǎng)地內(nèi)的土層分布依次為雜填土、素填土、粉質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土、含礫中砂和圓礫層等。本次設(shè)計(jì)將采用圓礫層作為持力層。

2.2施工中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

根據(jù)具體施工圖紙和地質(zhì)勘察報(bào)告顯示，本次工程樁基施工中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾個(gè)主要方面：

（1）鉆孔擴(kuò)底：在圓礫層進(jìn)行鉆孔擴(kuò)底時(shí)，要確保其擴(kuò)底參數(shù)符合具體設(shè)計(jì)中的詳細(xì)要求。

（2）擴(kuò)底檢測(cè)：主要檢測(cè)鉆孔擴(kuò)底是否達(dá)到了施工具體設(shè)計(jì)要求。

（3）灌注成孔：主要探討如何控制孔底的沉渣厚度，從而確保擴(kuò)底段灌注砼后能夠獲得完整的樁徑，從而確保樁身的具體質(zhì)量。

3　主要施工工藝和技術(shù)措施

鉆孔擴(kuò)底灌注樁作為近些年來(lái)比較新穎的施工方法，鉆孔灌注樁的一種創(chuàng)新和改變，它是通過(guò)鉆孔來(lái)達(dá)到工程要求的持力層后，在樁端換用特殊的機(jī)械擴(kuò)孔鉆頭將樁端的直徑擴(kuò)大，從而提高樁的極限承載力。此外，對(duì)于一些高層建筑物來(lái)說(shuō)，鉆孔擴(kuò)底灌注樁能夠在提高自身經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，彌補(bǔ)其他進(jìn)型的劣勢(shì)和缺點(diǎn)，使其最終達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鉆孔擴(kuò)底灌注樁技術(shù)的詳細(xì)工藝流程如圖1。

3.1鉆孔成孔

本次工程通過(guò)使用回旋鉆機(jī)設(shè)備，從而帶動(dòng)鉆頭的進(jìn)入，之后再采用泥漿護(hù)壁，通過(guò)正循環(huán)的方式進(jìn)行全面排查，以此達(dá)到鉆孔的目的。通過(guò)鉆孔成孔處理，能夠準(zhǔn)確把握成孔的詳細(xì)深度，從而幫助施工人員在鉆桿上設(shè)置準(zhǔn)確的深度標(biāo)尺，并以此進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)此次工程施工現(xiàn)場(chǎng)樁機(jī)的抖動(dòng)變化情況以及區(qū)域巖樣的情況，在施工過(guò)程中，技術(shù)人員通過(guò)結(jié)合地質(zhì)勘察報(bào)告的相關(guān)資料來(lái)判定入巖。

圖1　鉆孔擴(kuò)底灌注樁技術(shù)具體施工流程

3.2泥漿護(hù)壁

進(jìn)行泥漿護(hù)壁的處理是為了防止鉆孔擴(kuò)地灌注樁在施工中發(fā)生縮頸、塌孔以及漆皮等其他現(xiàn)象，當(dāng)調(diào)試的泥漿過(guò)稀時(shí)，鉆頭鉆進(jìn)的速度加快，容易導(dǎo)致塌孔現(xiàn)象的發(fā)生；當(dāng)泥漿過(guò)稠時(shí)，鉆進(jìn)的速度又會(huì)減慢，造成泥皮過(guò)厚，從而造成其承載力過(guò)低，影響工程整體質(zhì)量。因此，在具體的施工過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員要嚴(yán)格控制好泥漿的粘度、密度和含沙率等相關(guān)指標(biāo)，確保泥漿護(hù)壁的功能，盡量減小泥皮的厚度。

3.3擴(kuò)孔

鉆孔擴(kuò)底灌注樁是對(duì)鉆孔灌注樁的進(jìn)一步改進(jìn)，通過(guò)充分利用區(qū)域內(nèi)各種優(yōu)良的土層和風(fēng)化巖層，作為擴(kuò)大頭持力層，使樁的承載力得到大幅度的提升，對(duì)于在各種地質(zhì)條件復(fù)雜，施工困難條件下的工程也同樣適用。在鉆孔擴(kuò)底灌注樁技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，需要引起注意的是，在具體施工過(guò)程中應(yīng)準(zhǔn)確擴(kuò)大頭的擴(kuò)底直徑能否達(dá)到施工工程的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)不同的施工情況和需要，進(jìn)行擴(kuò)底直徑的測(cè)量和確定，從而通過(guò)地面試驗(yàn)來(lái)確定準(zhǔn)確的擴(kuò)底形成。當(dāng)鉆機(jī)鉆至擴(kuò)孔段前，就開(kāi)始換機(jī)械擴(kuò)孔鉆頭，下至孔底逐漸施加壓力使擴(kuò)孔鉆頭打開(kāi)，開(kāi)始擴(kuò)孔鉆進(jìn)。此外，當(dāng)擴(kuò)底鉆頭下入孔底后，要注意在主鉆桿上做好行程標(biāo)記。擴(kuò)出一段后，換斗齒鉆頭清渣，并鉆進(jìn)一部分，再換擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)孔。最后，進(jìn)行清孔處理，通過(guò)重力作用收起鉆頭提出孔外，從而完成整個(gè)擴(kuò)孔的操作過(guò)程。

3.4擴(kuò)底檢測(cè)

檢測(cè)鉆擴(kuò)樁的擴(kuò)底直徑必須要通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備進(jìn)行專(zhuān)業(yè)測(cè)量，這也是保證工程達(dá)到設(shè)計(jì)要求的重要指標(biāo)。本次工程采用的是JJC-1D灌注樁孔徑檢測(cè)系統(tǒng)，以此來(lái)進(jìn)行擴(kuò)底檢測(cè)。本系統(tǒng)是通過(guò)電腦具體顯示出樁底擴(kuò)孔的效果和樁徑的整體變化，然后相關(guān)技術(shù)人員通過(guò)擴(kuò)底檢測(cè)過(guò)程來(lái)證明本工程擴(kuò)孔樁徑的設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性。

3.5清孔

清空工作影響著之后成孔的具體效果。經(jīng)過(guò)樁徑擴(kuò)底之后，工程樁底的面積增加，在具體的清孔施工過(guò)程中，在孔底部容易出現(xiàn)沉渣大量沉淀的現(xiàn)象。因此，本次工程總共分三次進(jìn)行清孔工作，具體采用泵吸反循環(huán)清孔。第一次清孔在達(dá)到鉆進(jìn)的具體深度之后，將鉆頭提高孔底后再進(jìn)行換漿清孔；第二次清孔是在擴(kuò)底完成后；第三次清孔則是在安裝鋼筋籠及灌注導(dǎo)管完成后、灌注砼前及更換泥漿前進(jìn)行。在具體清孔的實(shí)施過(guò)程中，技術(shù)人員要注意不斷測(cè)量孔底沉渣的厚度、泥漿性能等，從而嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)要求，防止出現(xiàn)吸塌孔壁的狀況發(fā)生。此外，當(dāng)泵吸反循環(huán)清孔時(shí)，要讓砂石泵排量大于孔內(nèi)的沖洗液量，從而防止孔內(nèi)水位下降，導(dǎo)致塌孔。另外，還要對(duì)孔內(nèi)沖洗液的相對(duì)體積質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制把關(guān)，保證孔內(nèi)水頭高度的合理。

3.6灌注砼

混凝土的具體灌注工作，尤其是對(duì)于初慣量的控制，關(guān)系著工程成樁的質(zhì)量。此次工程中，為了確保擴(kuò)底樁混凝土的灌注質(zhì)量，初慣量埋管要大于等于0.8m，導(dǎo)管的高擴(kuò)底樁底部大于0.3m，全部選用小于1.5m以下長(zhǎng)度的漏斗夾，從而保證埋管的高度合理。在具體灌注過(guò)程中，均采用勻速向?qū)Ч芰隙穬?nèi)進(jìn)行灌注砼，為了防止出現(xiàn)賭管現(xiàn)象，要注意適量灌注砼，使導(dǎo)管內(nèi)的空氣慢慢從導(dǎo)管的底部排出，從而帶動(dòng)導(dǎo)管拔出砼面。需要注意的是，在灌注砼時(shí)要連續(xù)進(jìn)行，不能在中途停止灌注。如果灌注砼不及時(shí)，可以在砼中適量放入緩凝劑，防止凝固現(xiàn)象。在下灌完成后，再進(jìn)行后續(xù)的灌注工作，之后再通過(guò)撈取混凝土樣以便確定混凝土的具體高度，并與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行對(duì)照。

本次工程的樁基工作全部結(jié)束后，進(jìn)行了靜載試驗(yàn)，證明其沉降量符合具體的設(shè)計(jì)要求。此外，在整個(gè)鉆孔擴(kuò)底灌注樁施工過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員都做到了嚴(yán)格把關(guān)，在施工進(jìn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)都注意把握施工進(jìn)度和施工質(zhì)量，對(duì)于工程中的突發(fā)狀況和可能發(fā)生的狀況做了詳細(xì)準(zhǔn)確的分析，這次工程取得了較為滿(mǎn)意的成果。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，鉆孔擴(kuò)底灌注樁技術(shù)對(duì)于節(jié)約單位成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益方面有著重大的意義。除了具備有鉆孔樁獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)之外，還具有能夠充分利用各種性質(zhì)優(yōu)良的土層和風(fēng)化巖層作為擴(kuò)大頭持力層的特點(diǎn)，由于其具有承載力高和適應(yīng)能力較強(qiáng)的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。但是需要注意的是，鉆孔擴(kuò)底灌注樁技術(shù)的工藝技術(shù)要求一般較高，加上受工程地質(zhì)條件的影響較大，因此在具體施工過(guò)程中需要相關(guān)的技術(shù)與施工人員進(jìn)行密切的配合，才能夠保證施工的進(jìn)度和質(zhì)量，從而確保工程建筑的整體水平。

[1]劉勇平.機(jī)械鉆孔擴(kuò)底灌注樁的設(shè)計(jì)與施工.有色冶金設(shè)計(jì)與研究.2003.24（1）.

[2]韓建強(qiáng)，宋慶東，楊明.鉆孔擴(kuò)底灌注樁的設(shè)計(jì)與檢測(cè) [J].地質(zhì)與勘探，2003,39，（4）：90-92.

P612[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-397-1