房建工程鉆孔灌注樁的施工技術(shù)初探

潘盧

引言

鉆孔灌注樁施工原理為通過(guò)重型機(jī)械進(jìn)行鉆孔，在孔中灌注混凝土，混凝土凝固形成樁體進(jìn)行承力。鉆孔灌注樁建設(shè)技術(shù)目前還處于發(fā)展階段，相較于其余的樁體建設(shè)方式，在施工過(guò)程中需要投入更多精力，并需要對(duì)多種因素進(jìn)行考慮，在保證樁體強(qiáng)度滿足要求的情況下才能進(jìn)行房屋建設(shè)。

1 房建工程鉆孔灌注樁特點(diǎn)

現(xiàn)代房建工程中，已經(jīng)擁有了多種樁體建設(shè)技術(shù)，但是這些建設(shè)方式都存在一定不足，而鉆孔灌注樁建設(shè)可以在很大程度上避免這些不足，其主要具備的優(yōu)勢(shì)如下：①相較于人工挖孔灌注樁，具有勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低、施工速度快、安全性能較高、受地下水位影響小、成本較人工挖孔灌注樁低等特點(diǎn)。充分提高施工過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性[1]。②相較于預(yù)制樁，鉆孔灌注樁能夠產(chǎn)生更大的樁體直徑。具有擠土效應(yīng)小、不受地質(zhì)變化限制、不需要接樁和截樁、振動(dòng)小、噪聲小等特點(diǎn)，預(yù)制樁受限于制造、運(yùn)輸設(shè)備，其直徑在一個(gè)相對(duì)較小的范圍內(nèi)。③相較于錘擊沉入樁，建設(shè)過(guò)程產(chǎn)生的噪音更小，并且不產(chǎn)生振動(dòng)，擠土效應(yīng)很小等優(yōu)勢(shì)。

但是鉆孔灌注樁也產(chǎn)生了一些問(wèn)題：①施工過(guò)程復(fù)雜。由于鉆孔灌注樁是現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)機(jī)械鉆孔在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁，所以在建設(shè)前需要對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)勘察，施工過(guò)程中對(duì)需要考慮多個(gè)因素以保證工程質(zhì)量，過(guò)程繁瑣。②鉆孔過(guò)程中通常需要使用泥漿對(duì)孔洞進(jìn)行保護(hù)，施工過(guò)程中泥漿循環(huán)系統(tǒng)存在泥漿排放，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了不利影響。③澆灌前必須對(duì)孔底沉渣厚度、泥漿含泥量等進(jìn)行檢測(cè)，并埋設(shè)導(dǎo)管，使整個(gè)施工過(guò)程中不容易對(duì)樁身混凝土質(zhì)量進(jìn)行控制。④相較于各類預(yù)制樁和沉入樁，鉆孔灌注樁是現(xiàn)場(chǎng)施工，不但需要嚴(yán)格保證質(zhì)量，也讓質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程更加復(fù)雜。

2 房建工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)

2.1 確定地質(zhì)環(huán)境

在進(jìn)行鉆孔灌注樁的建造時(shí)，需要根據(jù)地質(zhì)條件確定鉆孔方式，由于樁體需要架設(shè)在有一定強(qiáng)度的地基上，所以需要對(duì)地基強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，保證地基能夠滿足強(qiáng)度要求，可采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)定[2]。在強(qiáng)度滿足要求的情況下，還需要對(duì)地質(zhì)的土壤條件進(jìn)行檢測(cè)，這種檢測(cè)用于確定鉆孔方式，并且對(duì)不同的土壤，泥漿的作用也會(huì)產(chǎn)生變化，具體確定方式如表1所示。

表1 不同鉆孔方式對(duì)土質(zhì)要求以及孔徑確定和泥漿作用

由表1，在對(duì)地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)監(jiān)測(cè)后，需要根據(jù)土壤條件進(jìn)行相應(yīng)的鉆孔方式選取，為以后的施工過(guò)程打下基礎(chǔ)。

2.2 設(shè)備搭建

為保證灌注樁的順利施工，在進(jìn)行地質(zhì)檢測(cè)后需要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)備搭建，設(shè)備搭建主要涉及以下幾個(gè)方面：①?gòu)?fù)核鉆孔機(jī)位置地基承載力測(cè)定。該過(guò)程的目的是保證鉆孔機(jī)不會(huì)發(fā)生中心偏移，影響穩(wěn)定性，所以需要對(duì)地面平整度、承載力等進(jìn)行嚴(yán)格檢查，對(duì)地勢(shì)有起伏的地點(diǎn)進(jìn)行平整，鉆孔機(jī)的底座可加鋪鋼板，減小壓強(qiáng)。②埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒應(yīng)采用鋼護(hù)筒，通常用4mm鋼板制成內(nèi)徑比鉆孔直徑大0.1～0.2m的鋼護(hù)筒，護(hù)筒埋設(shè)深度應(yīng)高于地下水位1.0～2.0m，并高出施工地面至少0.3m，如采用旋挖鉆機(jī)開挖護(hù)筒埋設(shè)深度應(yīng)大于2.5m。并且要求堅(jiān)固、不漏水。鋼護(hù)筒頂端應(yīng)留有泥漿的出漿口，護(hù)筒外圍用粘土填筑夯實(shí)。護(hù)筒通常采用鉆機(jī)壓入，護(hù)筒位置應(yīng)準(zhǔn)確，中心線應(yīng)與樁中心線對(duì)齊，并保證護(hù)筒的垂直度。

2.3 泥漿制造

泥漿在鉆孔灌注樁制造過(guò)程中發(fā)揮極其重要的作用，在鉆孔過(guò)程中，泥漿不但對(duì)鉆孔機(jī)械起到潤(rùn)滑作用，而且泥漿的投入使用可以對(duì)鉆頭進(jìn)行降溫，防止產(chǎn)生過(guò)多熱量對(duì)鉆頭造成損壞，但是需要注意的是，泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)需要根據(jù)鉆孔方式不同進(jìn)行選取，性能指標(biāo)選取如表2。

表2 不同鉆孔方式下的泥漿選擇

在進(jìn)行鉆孔操作的過(guò)程中，不但需要合理選擇鉆孔方式，在選取了鉆孔方式后，還需要根據(jù)不同的土層進(jìn)行不同性能指標(biāo)泥漿的制備，形成泥漿循環(huán)系統(tǒng)，在對(duì)鉆孔機(jī)械進(jìn)行防護(hù)的同時(shí)，對(duì)機(jī)械的影響較小。

2.4 鉆孔

鉆孔是灌注樁施工過(guò)程中極其重要的一步，應(yīng)根據(jù)樁位采用“跳打”的施工步驟。由于鉆孔質(zhì)量會(huì)直接影響樁體質(zhì)量，所以在進(jìn)行鉆孔時(shí)，需要對(duì)孔進(jìn)行各項(xiàng)檢查，檢查和鉆孔操作主要涉及以下幾個(gè)方面：①開孔過(guò)程。在開孔時(shí)，必須按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行孔位確定，并在孔的位置上做出明顯標(biāo)記，將鉆桿和鉆頭對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記處，位置誤差經(jīng)檢測(cè)必須符合規(guī)范要求。鉆孔時(shí)，應(yīng)先在鋼護(hù)筒內(nèi)注入泥漿，開始應(yīng)慢速鉆進(jìn)，當(dāng)鉆進(jìn)深度超過(guò)護(hù)筒下2m時(shí)，采用正常速度鉆進(jìn)。②泥漿控制。鉆進(jìn)過(guò)程中要隨時(shí)監(jiān)測(cè)泥漿比重及泥漿中含砂情況，記錄有關(guān)參數(shù)及地質(zhì)情況，校核地勘報(bào)告。當(dāng)鉆到設(shè)計(jì)要求孔深時(shí)停鉆，并保孔內(nèi)持泥漿正常循環(huán)，直到泥漿內(nèi)鉆渣含量小于4%。起鉆時(shí)應(yīng)操作輕穩(wěn)，避免拖刮孔壁，并向孔內(nèi)補(bǔ)充適量的泥漿，使孔內(nèi)水頭高度穩(wěn)定。③鉆進(jìn)控制。在進(jìn)行鉆孔操作時(shí)，每進(jìn)尺2～3m，應(yīng)檢查鉆孔直徑和豎直度。④孔洞檢查。鉆進(jìn)時(shí)如孔內(nèi)出現(xiàn)縮頸、坍孔、涌砂等異常情況時(shí)，應(yīng)立即將鉆具提離孔底，并保持泥漿高度，吸除孔內(nèi)坍落物和涌砂；同時(shí)向孔內(nèi)輸送性能符合要求的泥漿，保持水頭壓力以抵制繼續(xù)涌砂和坍孔。

2.5 清孔

孔內(nèi)清孔分二次進(jìn)行。第一次清孔在成孔完畢后立即采用鉆機(jī)的掏渣筒清孔；第二次在下放鋼筋籠和灌注混凝土導(dǎo)管安裝后進(jìn)行，應(yīng)采用泥漿循環(huán)置換法清孔。清孔過(guò)程中多次檢測(cè)孔底沉渣厚度，直到孔底沉渣厚度不大于100mm時(shí)停止清孔，清孔過(guò)程中應(yīng)保持孔內(nèi)水頭高度，防止坍孔事故。

2.6 鋼筋籠制作和放置

鋼筋籠的成型通常采用加強(qiáng)箍筋成型法，其綁扎順序?yàn)橄戎鹘畹乳g距布置好，待固定并設(shè)置架立筋后，再按設(shè)計(jì)要求綁扎箍筋。鋼筋籠主筋采用機(jī)械連接，同一斷面的主筋接頭率不大于1/2。鋼筋籠下端主筋應(yīng)向內(nèi)側(cè)彎曲呈傾斜狀。為保證樁身混凝土保護(hù)層厚度，在主筋外側(cè)安設(shè)混凝土保護(hù)層墊塊，墊塊間距、規(guī)格應(yīng)符合要求。

鋼筋籠的吊裝通常采用吊車吊放。起吊時(shí)，須用雙吊點(diǎn)，吊點(diǎn)位置要恰當(dāng)，吊點(diǎn)必須堅(jiān)固可靠，以保證吊放時(shí)鋼筋籠的穩(wěn)定。起吊時(shí)應(yīng)慢慢吊直，吊直后將鋼筋籠對(duì)準(zhǔn)孔位緩慢下放，且不得搖晃碰撞孔壁或強(qiáng)行入孔。鋼筋籠入孔后，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行固定，并做好標(biāo)記，保證鋼筋籠位置、標(biāo)高等符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

2.7 混凝土灌注

灌注前應(yīng)先檢測(cè)混凝土拌和物的坍落度等指標(biāo)以及樁孔內(nèi)的泥漿比重，使其符合規(guī)范要求及施工需要，還應(yīng)按規(guī)范要求留設(shè)混凝土試塊，以判定混凝土強(qiáng)度等級(jí)。灌注混凝土施工工序：安設(shè)導(dǎo)管→使隔水栓與導(dǎo)管內(nèi)水面緊貼→灌注首批混凝土→連續(xù)灌注直至樁頂。

混凝土灌注通常采用水下灌注的方式，在灌注過(guò)程中，需要滿足一系列施工要求，通常情況下，需要根據(jù)不同水深確定導(dǎo)管直徑，灌注首批混凝土?xí)r，導(dǎo)管底距孔底宜為0.3～0.5m，且導(dǎo)管首次封入長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.8m。灌注混凝土必須連續(xù)進(jìn)行，不得中斷。在具體過(guò)程中，需要對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行避免：①管道堵塞。堵管問(wèn)題多是由混凝土拌合物質(zhì)量引起，所以需要對(duì)混凝土拌合物的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查，消除灌注過(guò)程中由管道堵塞的問(wèn)題。②防止鋼筋籠浮起。在進(jìn)行混凝土灌注時(shí)，過(guò)大的灌注壓力會(huì)導(dǎo)致鋼筋籠浮起，所以需要對(duì)灌注速度及灌注壓力進(jìn)行嚴(yán)格限制。

2.8 質(zhì)量檢測(cè)

為保證建筑的整體強(qiáng)度，在進(jìn)行灌注樁建造后，需要對(duì)樁體進(jìn)行強(qiáng)度和質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目為樁身承載力和樁體完整性，目前在工程上，針對(duì)不同的監(jiān)測(cè)目的選用不同的監(jiān)測(cè)方法。例如樁體完整性的主要影響因素就是樁體是否出現(xiàn)裂紋以及斷裂，所以針對(duì)這種檢測(cè)，可以采用超聲波檢測(cè)法，采用這種方法不但能夠檢測(cè)樁體是否出現(xiàn)斷裂，還能確定樁體的斷裂位置，這種檢測(cè)方式目前在工程上取得較多應(yīng)用[3]。

3 結(jié)論

綜上所述，鉆孔灌注樁施工過(guò)程中，需要考慮的環(huán)境因素較多，而且施工過(guò)程較為繁瑣，但是由于其在地質(zhì)條件復(fù)雜、持力層埋藏深、地下水位高等不利于人工挖孔及別的工藝成孔的情況下，比較好的工藝選擇，并且樁徑選擇范圍廣，在工程上取得較多應(yīng)用。要進(jìn)行鉆孔灌注樁的完整施工，需要經(jīng)過(guò)勘察地質(zhì)條件、泥漿制備以及樁體檢查等流程，滿足施工要求。

[1]馮寒冬.房建工程鉆孔灌注樁的施工技術(shù)分析[J].建筑設(shè)計(jì)管理，2016，33（02）：80～82.

[2]王者江.地質(zhì)雷達(dá)在混凝土路面強(qiáng)度檢測(cè)中應(yīng)用與研究[A].中國(guó)地球物理學(xué)會(huì).2000年中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)年刊——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第十六屆年會(huì)論文集[C].中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)，2000：1.

[3]王正君.超聲法檢測(cè)灌注樁混凝土強(qiáng)度的研究[D].東北林業(yè)大學(xué)，2005.