高層建筑鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析

摘要：本文結(jié)合某工程實(shí)例，主要分析了鉆孔灌注樁的施工工藝，總結(jié)了鉆孔灌注樁施工的關(guān)鍵技術(shù)措施，可供類(lèi)似工程參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；鉆孔灌注樁；施工技術(shù)；水下混凝土灌注

1、工程概況

該工程基地占地22761.7m2，本工程為一期工程。一期共建2幢18層住宅樓、一幢8層住宅樓、1座地下二層車(chē)庫(kù)、一座一層垃圾壓縮站。總建筑面積85738.2m2，地上建筑面積63046.33m2，地下建筑面積22691.87m2。設(shè)計(jì)嚴(yán)密的基坑圍護(hù)體系，基坑圍護(hù)采用地下連續(xù)墻及鉆孔灌注樁，內(nèi)部設(shè)三道支撐，確保基坑的安全，也確保了管線的相對(duì)安全。

2、鉆孔灌注施工工藝及主要技術(shù)措施

2.1成樁工藝

圖1-1GPS-10型鉆機(jī)成樁工藝圖

圖1-2GPS-10型鉆機(jī)立柱樁成樁工藝圖

2.2測(cè)量定位

運(yùn)用全站儀來(lái)進(jìn)行測(cè)量和定位，在工程測(cè)量時(shí)，其基準(zhǔn)點(diǎn)選在混凝土澆筑固定，并對(duì)其防護(hù)標(biāo)志做好相應(yīng)安裝，避免因重物的碰撞或者車(chē)輛碾壓而致使其出現(xiàn)移位現(xiàn)象，基準(zhǔn)點(diǎn)在進(jìn)行安裝時(shí)，必須保證其在視線范圍內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)物體變形，測(cè)設(shè)點(diǎn)均需要通過(guò)混凝土來(lái)實(shí)施有效的保護(hù)。在對(duì)樁位進(jìn)行測(cè)定之前，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)建筑物的基點(diǎn)進(jìn)行復(fù)校，并進(jìn)行測(cè)量閉合。

明確紅線與基點(diǎn)之間的關(guān)系，保證其控制在誤差范圍內(nèi)，再進(jìn)行樁位的測(cè)定。在對(duì)樁位進(jìn)行測(cè)量時(shí)，將其分為3次，在對(duì)護(hù)筒前進(jìn)行挖埋處理時(shí)，需要進(jìn)行1次測(cè)量，在實(shí)施護(hù)筒埋設(shè)處理之后，還需再次對(duì)護(hù)筒中心與樁位之間的偏差進(jìn)行測(cè)量，保證控制在50mm范圍內(nèi)，并落實(shí)好相應(yīng)的樁位標(biāo)志，再采用水準(zhǔn)儀來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)護(hù)筒標(biāo)高的測(cè)量，做好相應(yīng)的測(cè)量記錄，在鉆機(jī)到位之后即可進(jìn)行第3次的測(cè)量，同時(shí)對(duì)樁芯做好相應(yīng)標(biāo)記。

2.3埋設(shè)護(hù)筒

在工程樁設(shè)置相應(yīng)的孔口護(hù)筒用于對(duì)孔口進(jìn)行保護(hù)處理，針對(duì)上部雜填松散物進(jìn)行隔離處理，避免孔口出現(xiàn)塌陷是非常重要的措施，同時(shí)也是控制定位，對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)高控制的關(guān)鍵。為此，每根工程樁在施工處理之前，必須做好護(hù)筒埋設(shè)處理，護(hù)筒必須選擇比樁徑大10cm的鋼制護(hù)筒，埋入深度必須保證雜填土能夠得到滿足，以有效避免孔口塌陷為最佳，在護(hù)筒的外周間隙粘土進(jìn)行回填處理，并將其充分搗實(shí)，進(jìn)而更好的保證護(hù)筒具有較高的穩(wěn)定性。

2.4鉆機(jī)就位

當(dāng)鉆機(jī)在到位之后，對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)的中心進(jìn)行調(diào)整使其能夠?qū)?zhǔn)樁中心，且必須將偏差控制在15mm以內(nèi)，保證轉(zhuǎn)盤(pán)始終保持水平，并確保轉(zhuǎn)盤(pán)、天平以及樁位的中心能夠保持在一條直線上，此時(shí)即可將鉆頭放入，并與主鉆桿連接，并與泥漿循環(huán)系統(tǒng)相互連接。

2.5成孔施工

2.5.1鉆機(jī)連接

本項(xiàng)目所運(yùn)用的鉆機(jī)來(lái)進(jìn)行正循環(huán)鉆進(jìn)成孔，該鉆機(jī)從上方到下方分別運(yùn)用的是水龍頭、主動(dòng)鉆機(jī)、從動(dòng)鉆機(jī)、加重桿以及鉆頭。

2.5.2護(hù)壁

在形成鉆孔之后，因受到地層覆蓋壓力的影響，必然會(huì)致使其自由面出現(xiàn)非常明顯的變形。在對(duì)泥漿進(jìn)行使用的過(guò)程中，若得當(dāng)則能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生的變形造成抑制。結(jié)合本工程巖土地質(zhì)的性質(zhì)，該工程土層必然會(huì)致使?jié){性能明顯較差，在進(jìn)行鉆進(jìn)處理期間，就必須對(duì)造漿就需要加強(qiáng)泥漿性能指標(biāo)的控制，并保證地層側(cè)壓力能夠維持平衡，從而更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)孔壁塌陷、縮徑的有效抑制。

2.5.3終孔確定

按照設(shè)計(jì)所提出的相關(guān)要求，本項(xiàng)目鉆孔樁其樁底隨之進(jìn)入到了設(shè)計(jì)的持力層。在鉆進(jìn)即將接近孔洞的終點(diǎn)時(shí)，就必須結(jié)合地質(zhì)的治療來(lái)對(duì)孔口實(shí)現(xiàn)取樣，在實(shí)施鉆孔時(shí)，其深度應(yīng)當(dāng)與鉆探資料逐漸接近，此后再聯(lián)系監(jiān)理對(duì)其實(shí)施驗(yàn)收，通過(guò)對(duì)界面深度進(jìn)行明確之后，即可再次鉆進(jìn)，直至其達(dá)到了設(shè)計(jì)要求即可，最終經(jīng)過(guò)監(jiān)理的驗(yàn)收后即可確定終孔。

2.5.4清孔

在鉆孔灌注樁的施工過(guò)程中，清孔可以說(shuō)是非常重要的一道工序，在進(jìn)行清孔處理的過(guò)程中，其質(zhì)量的優(yōu)劣可直接影響樁身質(zhì)量、水下砼灌注施工以及承載力的大小。在進(jìn)行清孔的過(guò)程中，主要采取正循環(huán)清孔，而為了達(dá)到更好的清孔效果，本項(xiàng)目實(shí)施了兩次清孔處理，進(jìn)而更好的保證在進(jìn)行清孔之后沉渣能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)，而在鉆進(jìn)將達(dá)到孔的深度之后，可對(duì)鉆孔的速度進(jìn)行控制，進(jìn)而更好的保證土層的顆粒能夠獲得更多的水分，以便能夠更加順利實(shí)施清孔。在進(jìn)行第一次的清孔處理時(shí)，在成孔結(jié)束之后不得提鉆慢來(lái)轉(zhuǎn)清孔，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該底層因素的合理考慮，在對(duì)其進(jìn)行清理的過(guò)程中，在泥漿循環(huán)部位可相應(yīng)的放置一個(gè)濾網(wǎng)，對(duì)砂礫進(jìn)行過(guò)濾處理，才能夠更好的保證其達(dá)到二次清孔質(zhì)量，對(duì)泥漿替換孔中的鉆屑以及泥漿進(jìn)行替換處理，通常時(shí)間需保持在30min左右。在進(jìn)行第二的清孔處理時(shí)，則必須在將導(dǎo)管和鋼筋籠在實(shí)施后進(jìn)行。

2.6鋼筋籠制作及安放

所選擇的鋼筋都必須保證具備相應(yīng)的質(zhì)量證書(shū)，經(jīng)由抽樣復(fù)查來(lái)更好的檢驗(yàn)鋼筋的合格性。鋼筋籠應(yīng)當(dāng)由持有電焊工上崗證以及專(zhuān)職鋼筋工來(lái)負(fù)責(zé)，同時(shí)對(duì)鋼筋搭焊質(zhì)量進(jìn)行抽樣送檢，抽樣的數(shù)量應(yīng)當(dāng)為每300個(gè)焊接接頭來(lái)實(shí)施試驗(yàn)。鋼筋籠在進(jìn)行制作的過(guò)程中，必須結(jié)合設(shè)計(jì)的要求來(lái)對(duì)其實(shí)施加勁成型的方法，且兩者之間的間隔距離需要保持在2.0m之間，并且需要在其中增加一道加勁箍，確保鋼筋籠的誤差有效縮小，并且具有更好的直觀效果。

為了能夠更好的確保鋼筋主筋不會(huì)出現(xiàn)露筋的情況，在鋼筋上方每4米的間隔距離，需要設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)墊塊。

在進(jìn)行鋼筋籠的放置之前，工程質(zhì)檢人員必須對(duì)其進(jìn)行非常嚴(yán)格的檢查，并聯(lián)合監(jiān)理進(jìn)行驗(yàn)收，同時(shí)對(duì)隱蔽工程驗(yàn)收單以及相關(guān)質(zhì)量記錄進(jìn)行填寫(xiě)。在進(jìn)行起吊的安裝處理過(guò)程中，必須確保鋼筋籠呈現(xiàn)為垂直狀態(tài)，不得出現(xiàn)變形，并且孔中心與鋼筋籠的中心均能夠保持在相同的直線上。鋼筋籠標(biāo)高控制，主要運(yùn)用2支吊筋，吊筋的長(zhǎng)度也應(yīng)當(dāng)結(jié)合籠頂標(biāo)高以及孔口標(biāo)高來(lái)做出相應(yīng)的計(jì)算，在對(duì)鋼筋籠的上部進(jìn)行焊接，再對(duì)其實(shí)施懸掛固定處理。當(dāng)鋼筋籠逐漸進(jìn)入到孔中之后，嚴(yán)禁出現(xiàn)過(guò)大沖擊和高起高落的情況。

2.7豎向立柱樁上部井形鋼構(gòu)架的制作與安放

井形鋼構(gòu)架按設(shè)計(jì)圖紙要求加工焊接，鋼筋籠與井形鋼構(gòu)架的安放方法及注意事項(xiàng)如下：

鋼筋籠與井形鋼構(gòu)架的安放標(biāo)高，可由護(hù)筒口頂端處的標(biāo)高來(lái)計(jì)算，安放時(shí)必須保證樁頂?shù)脑O(shè)計(jì)標(biāo)高，允許誤差為±50mm。焊有井形鋼構(gòu)架的鋼筋籠下放時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位中心，一般采用正、反旋轉(zhuǎn)慢慢地逐步下沉，防止碰撞，放至設(shè)計(jì)標(biāo)高后應(yīng)立即固定。井形鋼構(gòu)架吊裝由QUY25汽車(chē)吊完成，鋼筋籠與井形鋼構(gòu)架進(jìn)行對(duì)接施焊時(shí)，應(yīng)使鋼筋籠和井形鋼構(gòu)架保持垂直狀態(tài)，對(duì)接時(shí)應(yīng)兩邊對(duì)稱(chēng)施焊。當(dāng)提升導(dǎo)管時(shí)，必須防止井形鋼構(gòu)架被拔起。澆注混凝土?xí)r，必須采取措施，以便觀察和測(cè)量井形鋼構(gòu)架可能產(chǎn)生的移動(dòng)并及時(shí)加以處理。

2.8水下砼灌注

2.8.1清孔（第二次清孔）

根據(jù)設(shè)計(jì)要求第二次清孔采用正循環(huán)工藝清孔。清孔結(jié)束后，測(cè)量其孔底標(biāo)高及孔底泥漿比重，孔底沉渣必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制，按照設(shè)計(jì)要求工程樁控制在50mm內(nèi)，并測(cè)定孔底泥漿性能指標(biāo)，通過(guò)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，方可做后續(xù)工作。如二次清孔完畢后砼開(kāi)灌時(shí)間超過(guò)0.5小時(shí)，應(yīng)對(duì)孔底沉渣厚度重新進(jìn)行一次測(cè)定，如沉渣厚度超過(guò)規(guī)定要求，應(yīng)再次進(jìn)行清孔。

2.8.2砼灌注

本項(xiàng)目主要運(yùn)用的是商品砼，在進(jìn)行砼灌注施工之前，首先需要對(duì)砼運(yùn)輸車(chē)道路做好相應(yīng)的鋪設(shè)，在進(jìn)行清孔處理之前，必須及時(shí)將一切砼灌注工作所需要的物件做好準(zhǔn)備。結(jié)合孔的深度進(jìn)行導(dǎo)管的配置，在導(dǎo)管的下口應(yīng)當(dāng)與孔底保持0.3-0.5m左右的距離，在對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行放置的過(guò)程中，必須保證樁孔中心以及導(dǎo)管中心均處于統(tǒng)一水平上。項(xiàng)目中混凝土均為商品混凝土，為了能夠達(dá)到更好的砼初灌量，第一斗必須運(yùn)用滿斗來(lái)進(jìn)行灌入，并且必須要保證其連續(xù)性。隔水栓需要運(yùn)用球膽或者鐵板，并且不得運(yùn)用其他替代品或者砂包來(lái)替代。

水下混凝土坍落度為20±2cm，擴(kuò)散度大于35cm，砂率不小于40%。導(dǎo)管埋深控制在2～6m之間，混凝土灌注速度不小于20m3/h，灌注時(shí)間不超過(guò)4小時(shí)。每根樁應(yīng)及時(shí)做好試塊及測(cè)量砼坍落度，試塊每根樁做一組，坍落度不少于2次。灌注過(guò)程中要定時(shí)測(cè)量混凝土高度并做好記錄。

為確保樁頂部位質(zhì)量，保證導(dǎo)管有2m以上的埋深，應(yīng)控制砼最后一次的灌注量，確保樁頂質(zhì)量，樁頂超灌長(zhǎng)度不小于設(shè)計(jì)要求。灌注完畢后及時(shí)回填樁孔。試塊制作和養(yǎng)護(hù)：現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)取樣，每樁一組，采用150×150×150標(biāo)準(zhǔn)試模，按規(guī)定要求制作，隔日拆模和現(xiàn)場(chǎng)水中養(yǎng)護(hù)，定期送試驗(yàn)室，做好抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)，并及時(shí)做好試驗(yàn)報(bào)告的統(tǒng)計(jì)評(píng)定工作。

3、檢測(cè)樁基質(zhì)量

本工程主要采用小動(dòng)測(cè)的方式檢測(cè)樁基質(zhì)量，并根據(jù)規(guī)定要求進(jìn)行取芯檢測(cè)。本工程設(shè)置了兩根準(zhǔn)700mm的試樁來(lái)進(jìn)行抗壓靜荷載試驗(yàn)，試驗(yàn)證明兩根單樁豎向抗壓極限承載力均超過(guò)了7000kN，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，靜荷載試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果如表2所示。

4、結(jié)語(yǔ)

在鉆孔灌注樁施工中，做好了施工前準(zhǔn)備工作，熟悉地質(zhì)情況，可以保證工程建設(shè)順利完成。在施工過(guò)程中，只有嚴(yán)格按照規(guī)范要求控制施工質(zhì)量，取得了良好的施工效果，可供類(lèi)似工程施工參考。

參考文獻(xiàn)：

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