建筑工程中反循環(huán)鉆孔灌注樁的施工研究

林建平

摘 要：這些年我國建筑行業(yè)得到快速發(fā)展，施工的難度與復(fù)雜度越來越高，施工單位為提升施工質(zhì)量與效率，需要對施工的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。反循環(huán)鉆孔灌注樁的施工是建筑工程施工過程中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對工程質(zhì)量的高低具有十分重要的影響，因此施工單位要對反循環(huán)鉆孔灌注樁的施工工藝及常見問題進(jìn)行合理處理，確保施工質(zhì)量得到有效提升。

關(guān)鍵詞：反循環(huán)鉆孔灌注樁；施工工藝；質(zhì)量控制；技術(shù)措施

在建筑工程施工過程中，反循環(huán)鉆孔灌注樁在操作過程中，首先要將泥漿從孔口送入孔內(nèi)，然后在砂石泵的利用下，鉆渣會(huì)被鉆頭的攜帶下從孔地抽出。反循環(huán)鉆孔灌注樁具有特殊的排渣過程，因此在施工過程中需要對地質(zhì)情況進(jìn)行綜合分析，對成孔的直徑進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般確定為500mm到1800mm之間。反循環(huán)鉆孔灌注樁施工方法在實(shí)際應(yīng)用中具有成本低、成孔質(zhì)量好等特點(diǎn)，在我國高層建筑等基礎(chǔ)工程施工中的應(yīng)用十分廣泛。

1.施工工序

第一，做好場地的布置工作。采用封閉圍堰的方式對施工現(xiàn)場進(jìn)行布置；第二，定位放線工作。要在全站儀的利用下對樁的位置進(jìn)行合理確定，將放線偏差進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保在1cm以內(nèi)；第三，成孔。在方向回轉(zhuǎn)循環(huán)鉆孔的方式下利用鉆機(jī)進(jìn)行施工；第四，護(hù)壁。采取綜合護(hù)壁的形式，將鋼護(hù)筒與泥漿進(jìn)行結(jié)合；第五，二次清孔。在反循環(huán)泵的利用下，在鉆孔過程中將孔內(nèi)的泥漿進(jìn)行清除，需要在澆筑前，對孔內(nèi)進(jìn)行二次清孔，保證孔內(nèi)的干凈，將沉積物進(jìn)行合理控制，確保其厚度滿足設(shè)計(jì)要求，在完成孔內(nèi)的清除之后，混凝土水下灌注時(shí)，需要在30min內(nèi)完成。

第六，鋼筋籠制作和安裝。將一節(jié)制作安裝在橫架上，鉆孔就位需要在雙吊法的利用下完成，孔口對中固定；第七，預(yù)拌混凝土進(jìn)場檢驗(yàn)。在目測法在預(yù)拌混凝土進(jìn)場后對混凝土的和易性進(jìn)行觀察，對混凝土的坍塌度與保水性等在坍落度筒的利用下進(jìn)行測量；第八，混凝土灌注。需要借助料斗和水下導(dǎo)管進(jìn)行混凝土的澆灌，確保混凝土自下而上填充滿孔身。

2.鉆孔和成孔工藝流程及技術(shù)措施

2.1鉆孔和成孔工藝流程

開挖孔口→埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位→對安裝進(jìn)行校準(zhǔn)→成孔→對孔內(nèi)進(jìn)行清理→排渣→放置鋼筋籠→灌注混凝土→拔起護(hù)筒→對鉆機(jī)進(jìn)行移動(dòng)。

2.2主要技術(shù)措施

2.2.1埋設(shè)護(hù)筒

當(dāng)開挖孔口時(shí)，需要在開挖到1.7m左右的深度時(shí)，對鋼護(hù)筒進(jìn)行放置。鋼護(hù)筒的厚度與護(hù)筒內(nèi)徑為7mm與150mm，材料是鋼板。需要對護(hù)筒中心與樁中心之間的偏差進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般不超過50mm。在埋設(shè)過程中要確保穩(wěn)固性與精準(zhǔn)性，需要將黏土填滿護(hù)筒的周圍，并在壓實(shí)的力下讓其保持良好的穩(wěn)固性。

2.2.2孔徑與孔斜控制

第一，把好鉆機(jī)安裝關(guān)。保持鉆機(jī)與鉆機(jī)的平穩(wěn)與鉛直。對鉆桿、鉆盤與樁孔的中心位置進(jìn)行嚴(yán)格細(xì)致的校核，讓其保持在一條中心線上，保證鉆盤在鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)處于一個(gè)水平狀態(tài)。

第二，使用合適的鉆頭。鉆頭一般選擇為三翼單環(huán)正式刮刀，確保鉆頭的尺寸符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

第三，合理選擇鉆進(jìn)參數(shù)。需要依據(jù)不同的地質(zhì)情況，在鉆進(jìn)過程中對鉆進(jìn)參數(shù)進(jìn)行合理確定與調(diào)整。

第四，嚴(yán)格控制泥漿質(zhì)量。可以在自然造漿的方法下對土質(zhì)較好的區(qū)域進(jìn)行施工；當(dāng)土質(zhì)較差時(shí)，需要確定優(yōu)質(zhì)土進(jìn)行制漿。在鉆孔作業(yè)過程中，要對泥漿相對密度與黏度進(jìn)行合理確定，分別為1.2與22。同時(shí)也要對清孔后，對泥漿的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行合理控制，相對密度、含山率與膠體率進(jìn)行合理確定，分別為1.03～1.1、<2%、>98%。

2.2.3砂土層鉆進(jìn)

在鉆孔作業(yè)過程中，需要在循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔過程中進(jìn)行慢速的作業(yè)，為保持孔壁的穩(wěn)固性，需要在黏土造漿的方式下完成，確保孔內(nèi)的液體高度符合設(shè)計(jì)值。

2.2.4終孔

在鉆孔前要對施工圖紙進(jìn)行細(xì)致的分析，確保孔深符合實(shí)際需求，并將誤差控制在300mm以內(nèi)。

2.2.5清孔

在鉆孔過程中，在反循環(huán)和正循環(huán)交替的方式下，渣質(zhì)會(huì)被攜帶出孔內(nèi)。施工人員要通過手捻的方式進(jìn)行確定，確保砂土沒有顆粒感，保證孔底沉積厚度控制在10cm以內(nèi)，在混凝土灌注過程中要在30min以內(nèi)完成。

3.鋼筋籠制作與安放工藝流程及技術(shù)措施

3.1鋼筋籠制作與安放工藝流程

下料→除銹→對加勁圈進(jìn)行焊制→對主筋進(jìn)行焊接→對箍筋進(jìn)行電焊→合理裝設(shè)保護(hù)層圈→吊放鋼筋籠就位。

3.2主要技術(shù)措施

在下料時(shí)需要嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行操作，并且要對錨固的長度等進(jìn)行合理確定，將誤差控制在允許的范圍內(nèi)，并滿足施工圖紙的需求。

4.工藝流程與技術(shù)措施

4.1樁身混凝土灌注工藝流程

圖1為樁身混凝土灌注工藝流程圖：

4.2主要技術(shù)措施

第一，在進(jìn)行混凝土進(jìn)行灌注時(shí)，要確保混凝土的質(zhì)量符合施工要求。當(dāng)含沙率在40%～50%時(shí)，要選擇中粗砂進(jìn)行施工。對粗骨料的最大粒徑進(jìn)行合理控制，確保直徑在40mm以內(nèi)。并且要對混凝土進(jìn)行嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)，確保坍落度符合設(shè)計(jì)要求。如果混凝土不符合灌注的質(zhì)量要求的，要堅(jiān)決不予進(jìn)場[1]。

第二，澆灌混凝土。需要在計(jì)算的方式下對混凝土的澆筑量進(jìn)行確定。在第一次澆筑時(shí)，要保證1次埋管深度大于1m。吊繩等是在連續(xù)灌注下經(jīng)常使用到的工具，利用該工具測量混凝土，合理控制埋管的深度，一般在2m到6m之間。當(dāng)完成灌注之后，需再一次進(jìn)行計(jì)算，確保樁頂?shù)母叨确闲枨螅话闱闆r下樁頂高度要高于設(shè)計(jì)高度的0.9m左右，這樣才能確保灌注樁的質(zhì)量[2]。

第三，采用跳樁施工的方法對相鄰樁間距小于3倍樁徑的樁進(jìn)行施工，如果在完成混凝土澆筑之后，時(shí)間在24h之內(nèi)，5m范圍內(nèi)的相鄰樁不能進(jìn)行成孔，通過這樣的方式來保證成樁的整體質(zhì)量[3]。

第四，在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的要求與入中風(fēng)化巖深度的結(jié)合下，對樁長進(jìn)行合理確定。如果在施工過程中土質(zhì)為軟弱夾層，需要穿過該土層，并進(jìn)入中風(fēng)化巖層，進(jìn)入的深度要控制在0.5m以上[4]。

5.常見的質(zhì)量問題及處理方法

反循環(huán)鉆孔灌注樁的施工過程中需要對鉆機(jī)成孔和混凝土灌注進(jìn)行關(guān)注，這兩個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量對樁身的質(zhì)量有著直接聯(lián)系。

5.1孔位偏差

孔位偏差是施工過程中較為常見的問題，為控制孔位偏差，需要經(jīng)過3次測定對孔位進(jìn)行確定。第一次是在粗側(cè)的方式下對樁孔的位置進(jìn)行確定，第二次是在護(hù)筒的埋設(shè)時(shí)，第三次則是在鉆機(jī)就位之后。在測量過程中測量人員需要在全站儀的借助下，完成對樁位置的多次測量，減少由于人工測量時(shí)引起的誤差。

5.2不埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒在實(shí)際施工過程中具有多種作用，能夠?qū)段贿M(jìn)行固定，對孔口進(jìn)行有效的保護(hù)，避免地面上的一些石塊落入孔內(nèi)，要確保泥漿水位保持在一個(gè)合理范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)坍孔的情況，同時(shí)在對樁頂?shù)臉?biāo)高進(jìn)行控制時(shí)也要將護(hù)筒作為參考。施工人員需要對鋼護(hù)筒進(jìn)行細(xì)致、嚴(yán)格的埋設(shè)，對周圍的土壤進(jìn)行挖掘，將黏土回填進(jìn)去，對土層進(jìn)行壓實(shí)。施工人員在鉆孔過程中，要檢查互通的情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)進(jìn)行處理。

5.3頸縮

在成孔之后，如果設(shè)計(jì)孔直徑大于樁孔的直徑，就會(huì)出現(xiàn)鋼筋籠無法放置的情況。造成這種現(xiàn)象的主要原因是由于鉆頭磨損情況較為嚴(yán)重，鉆齒也出現(xiàn)一些問題，但是工作人員未能對其進(jìn)行細(xì)致的檢查。如果存在這種情況，可以通過更換鉆頭進(jìn)行解決。

5.4樁底沉渣過厚

孔洞深度需要在終孔之后利用吊繩的方法進(jìn)行檢測，設(shè)計(jì)標(biāo)高要小于孔底標(biāo)高。造成這種現(xiàn)象的主要原因是由于泥漿相對密度過小，使得沉渣難以浮起。或者對孔內(nèi)的清理不夠干凈或者在清理孔內(nèi)之后，但是放置的時(shí)間過長。在對該問題進(jìn)行處理時(shí)，要對泥漿進(jìn)行更換，確保泥漿的性能符合要。在鉆孔成形之后，要對鉆頭的高度進(jìn)行合理控制，一般要升高15cm，并且需要經(jīng)過幾分鐘的慢速空鉆。要在二次清孔前放入鋼筋籠。導(dǎo)管的底部不應(yīng)離孔底要保持適當(dāng)?shù)奈恢貌拍苓M(jìn)行混凝土的灌注。

5.5出現(xiàn)斷樁

導(dǎo)致斷樁情況出現(xiàn)的原因有混凝土未能進(jìn)行連續(xù)供應(yīng)，在鉆孔過程中混凝土出現(xiàn)中斷的情況。如果混凝土的和易性不符合標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)出現(xiàn)堵塞管道的情況。在灌注混泥土過程中，泥漿相對密度如果不符合要求，會(huì)導(dǎo)致孔壁坍塌，進(jìn)而使得混凝土難以上浮，導(dǎo)致斷樁問題的出現(xiàn)。當(dāng)施工人員進(jìn)行操作過程中時(shí)間過長，導(dǎo)管埋入深度不符合要求。因此在對該問題進(jìn)行解決時(shí)，需要連續(xù)供應(yīng)混凝土，并且要將混凝土運(yùn)輸車的時(shí)間間隔控制在0.5h以內(nèi)，在對混凝土的檢測中，發(fā)現(xiàn)混凝土的坍落度不符合要求，要及時(shí)做退場處理，在選擇泥漿時(shí)要保證泥濘的質(zhì)量，并且要對砂粒含量進(jìn)行合理控制，確保其符合實(shí)際需求。需要在灌注過程中對導(dǎo)管深度進(jìn)行檢測，確保深度符合需求。

6.結(jié)語

反循環(huán)鉆孔灌注樁雖然在實(shí)際建筑工程施工過程中的應(yīng)用較為廣泛，并且存在很多優(yōu)勢，但也在施工過程中存在一些劣勢，比如對施工人員的技能掌握情況要求較高，在施工過程中循環(huán)系統(tǒng)較為復(fù)雜等，這些問題都需要在日后的研究與應(yīng)用中進(jìn)行合理解決。對反循環(huán)鉆孔灌注樁的施工工藝及常見問題處理進(jìn)行研究，有助于實(shí)現(xiàn)我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，提升施工單位的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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