鉆孔灌注樁施工技術在房屋建筑工程中的應用

黃 龍 中國水利水電第八工程局有限公司

1 前言

隨著現代高層建筑的普及，房屋建筑工程建設對基礎施工提出更高的要求。為了能夠保證工程的施工質量和整體效果，做好房屋建筑地基處理十分關鍵，鉆孔灌注樁作為一種有效且成熟的施工技術得到了廣泛應用，其施工靈活性相對較強，且可壓縮基坑開挖面積，不會對基礎土體的承載力產生不利影響，受到了各大施工單位的青睞，本文主要圍繞鉆孔灌注樁施工技術展開詳細分析。

2 鉆孔灌注樁概述

樁基技術是地基加固技術，為建筑工程提供良好地基基礎。隨著社會經濟的快速發展，大型建筑對于地基的要求越來越高，樁基技術也隨之發展。早期使用木材作為樁基，現在用鋼材、混凝土等材料制作樁基結構，且樁基施工技術也越來越多，為建筑施工提供了良好的基礎支撐。

鉆孔灌注樁是通過機械鉆孔的方式，將鋼筋籠放置于樁孔內，然后再灌注成為樁基的技術，鉆孔灌注樁技術適用性廣，既可以用于防止土體滑坡，也能夠做好邊坡支護，因此，被廣泛地應用于建筑工程的樁基工程中。依照成孔方法的差異，可將灌注樁分為幾種不同的類型，分別是：鉆孔灌注樁、沉管灌注樁和挖孔灌注樁等。鉆孔灌注樁具有直徑大、承載力高等特點，施工優勢可歸納如下。

（1）地基壓實效果好，能夠減小土顆粒之間孔隙，提高地基土體的密實度以及穩定性，承載力較大，可很好地承受來自建筑上部結構的荷載；

（2）鉆孔灌注樁有良好的適用性，可適應大部分地質環境，且施工過程十分靈活，可根據項目具體需求對施工方法進行調整；

（3）安全性好，鉆孔灌注樁可實現樁體和土體的協調共存，提升基礎承載能力的同時，為房屋建筑工程的使用安全奠定基礎；

（4）成本相對較低，經過長期實踐鉆孔灌注樁技術得到了優化和完善，整體工藝成本不斷下降，整體經濟效益提升。

3 房屋建筑工程中鉆孔灌注樁施工技術要點

從鉆孔灌注樁的施工來看，主要包括樁基測放、護筒埋設、樁位復核以及鉆機就位、鉆進成孔、鋼筋籠放置、灌注混凝土、成樁等流程。在施工過程中，需要選擇合適的鉆進成孔技術，加強施工控制，確保樁基質量符合要求。

3.1 鉆進成孔技術選擇

鉆孔灌注樁可以選用反循環、正循環、沖擊反循環等鉆進成孔方式，具體如下。

（1）反循環鉆進成孔。反循環鉆進是利用沖洗液流到孔底，以冷卻鉆頭，并且在鉆進的同時將鉆渣帶到地面，該方法具有功率消耗低、鉆進效率高等特點，可以廣泛應用于多種地質的鉆進成孔中，反循環鉆進成孔質量較高，而且能夠穩定孔壁，減少施工風險。且鉆進成孔中，孔底沉渣較少，灌注較為順暢。

（2）正循環鉆進成孔技術。該技術主要是利用鉆機回轉驅動進行切割，并且在鉆井泥漿墻時排除沉渣，正循環鉆進成孔的技術特點是設備簡單、施工成本較低，而且設備不易出現故障，適用于多種地質，但是鉆進效率不如反循環鉆進成孔，而且正循環鉆進成孔無法有效地消除底部沉積物，鉆進效率和灌注效率都會受到一定的影響。

（3）沖擊反循環鉆進成孔。該技術是利用沖擊鉆平衡提引機，牽引鋼絲繩，并且在鉆頭中心孔的作用下進行鉆進，鉆進過程中吸收沖擊和渣場，相比于反循環鉆進施工技術，沖擊反循環鉆進成孔在赫土、壤土和粉土等地質環境下成本較低，而且運輸成本低，具有一定的應用優勢。

3.2 施工過程技術要點

鉆孔灌注樁施工過程中需要注意以下幾點。

（1）施工準備。在鉆孔灌注樁施工前，需做好施工準備工作，做好設備準備、現場準備以及材料準備，測量現場環境，調試施工設備，確保設備的狀態良好，再根據施工需求選擇合適的鉆孔機，確定施工條件。

（2）測量放樣。測量放樣主要是針對鉆孔灌注樁施工中樁孔的空間位置以及鉆機的軌道位置進行測定，確保鉆孔的準確性。測量放樣環節，工程技術人員應在區域內設置相應的控制點，數量不能少于3個，同時，還需要通過埋設測量物的方式對控制點進行標記和放樣，嚴格依照設計圖中的樁體放樣標準進行操作。另外，應在施工現場引入相應的基準點，并進行區域施工標高設置，確定鉆機軌道面的標高，保證測量放樣結果的有效性。

（3）護筒埋設。護筒埋設是鉆孔灌注樁施工的一個關鍵環節，埋設的質量會對最終施工效果產生直接影響。護筒埋設時，可借助全站儀進行放樣，確定護筒具體位置，以保證施工質量。技術人員可以根據施工現場的地質狀況出發，對護筒埋設的方法進行選擇，比較常見的方法有循環鉆孔法、挖坑埋設法等，并對護筒的厚度和直徑等參數進行嚴格管控，更好適應工程的實際需要，護筒埋設完成后，必須做好回填工作，回填厚度≥35cm。護筒埋設過程中，工程技術人員必須對其水平度和垂直度進行嚴格控制，利用專業的工具設備輔助施工，以達到預期效果。

（4）泥漿制備。泥漿在鉆孔灌注樁施工中發揮著多樣化的作用，如潤滑鉆具、護壁防塌、冷卻鉆頭等，關系著鉆孔灌注樁施工的質量和安全，因此，在對泥漿進行制備的過程中，需要做好原材料質量和比例的控制，從工程的實際情況出發，做好全面分析論證和數據計算，得到最佳的配比方案，提升泥漿制備的質量。

（5）鉆孔與清孔。施工期間需要根據地質情況，調整鉆進速度和轉速，嚴格控制鉆孔參數，以防發生坍塌等事故。鉆孔施工前，工程技術人員應對每一層土層的施工情況進行記錄，孔位鉆進過程中，應確保施工樁徑不小于設計樁徑。在一些復雜地質條件下進行鉆孔，可能會導致泥漿密度大而黏度小，需要做好施工管理，必要時使用泥漿比重儀做好測定，以保證成孔的質量。鉆孔完成后，需要做好清孔工作，一般會進行二次清孔，在每一次清孔完成后，都要做好驗收工作，對清孔的效果進行確認。清孔時間應根據具體施工情況確定，通常約為40min，二次清孔在鋼筋籠安裝完成后進行，清孔結束后需要盡快進行混凝土澆筑工作。

（6）混凝土灌注。混凝土灌注前需嚴格控制原料質量，加強混凝土配合比控制，確保混凝土符合工程需求。混凝土灌注施工中，需要將注漿導管平順地插入灌注孔內，避免出現漿體泄漏、變形等問題、導管中心線位置應與鉆孔中心線保持一致，不能存在明顯偏差，同時避免與鋼筋籠的碰撞。另外，還應對儲料斗進行固定，依照相應的技術要求，確定儲料斗的容積。對混凝土導管進行防水測試，確保控制嚴格后開始試驗，澆灌期間需要注意防水開關，為了防止導管堵塞，需要嚴格控制混凝土攪拌時間和坍落度。

混凝土灌注的速度可以根據實際情況確定，當混凝土灌注高度超過鋼筋籠約1m時，應適當提升導管，距離鋼筋籠頂部高度約2m時，需要適當減緩混凝土灌注的速度，確保樁身混凝土質量。

4 實例探析鉆孔灌注樁施工技術在房屋建筑工程中的應用

4.1 工程概況

本項目為某超高層住宅建筑，共計10棟住宅，采用鋼筋混凝土剪力墻結構，地下4層（其中含一層設備層），地上46層，建筑高度約139.0m。超高層住宅的基礎采用筏板基礎，根據地質條件，可滿足設計要求。但因其中兩棟超高層住宅附近有規劃即建地鐵線，為避免后期地鐵開挖施工對高層住宅基礎產生不利影響，經方案論證及專家評審，改用直徑800mm的泥漿護壁鉆孔灌注樁基礎，采用樁端樁側后注漿工藝。

4.2 鉆孔灌注樁設計參數

項目場地地形平坦，地貌形態為沖積平原，地層結構為沉積韻律，成層條件穩定，各巖土層分布較均勻。場地地面絕對標高46.36m～48.32m，地層共劃分為12個大類土層，泥漿護壁鉆孔灌注樁設計參數見表1。

表1鉆孔灌注樁設計參數

根據JGJ 94—2008《建筑樁基技術規范》中第5.3.1規定，建筑樁基的承載力應通過單樁靜載試驗確定。樁徑為800mm，有效樁長24m，樁身采用C50的混凝土，注漿閥六個：樁端注漿閥兩個，樁側注漿閥四個，注漿閥分三組埋置于樁頂下8m（樁側注漿閥），16m（樁側注漿閥），24m（樁端注漿閥），樁身斷面見圖1所示。

圖1樁身斷面圖

4.3 鉆孔灌注樁施工要點

4.3.1 成樁要點

（1）施工期間，護筒內泥漿面高出地下水位≥1.0m，受水位漲落影響時，泥漿面需高出最高水位≥1.5m；

（2）清孔過程中，不斷的置換泥漿，直至灌注水下混凝土；

（3）混凝土灌注前，鉆孔深度需達設計要求，落實清孔工作，孔底500mm內泥漿相對密度＜1.25，含砂率≤8%，黏度≤28s；

（4）易產生泥漿滲漏土層中，需采用維持孔壁穩定的措施；

（5）鉆孔達設計深度，灌注混凝土前需清孔，孔底沉渣厚度≤50mm。

4.3.2 后注漿要點

本工程后注漿導管采用的是Q235BΦ42×3.5mm無縫鋼管，在施工時與鋼筋籠加勁筋綁扎牢固。通過試樁確定漿液配比、終止注漿壓力、流量、注漿量，具體如下。

（1）本工程注漿水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥；

（2）漿液水灰比根據本場地土的飽和度及滲透性確定為0.55；

（3）樁端終止注漿壓力為2.8MPa；

（4）注漿流量≤75L/min；

（5）單樁注漿量（以水泥質量計）為3.05t。

4.4 鉆孔灌注樁施工效果

本工程采用樁端、樁側后注漿技術后，通過試樁試驗驗證可知，單樁承載力對比如表2所示。因樁周土為礫砂、圓礫土，采用樁端、樁側后注漿技術能夠顯著提高灌注樁的單樁承載力，單樁承載力特征值提高幅值為116.7%～131.3%，比以往的設計經驗幅值要高。

表2單樁豎向承載力特征值對比表

5 結束語

綜上所述，鉆孔灌注樁采用機械鉆孔以及現場澆灌的方式完成灌注樁，該技術能夠解決鉆進過程中樁底沉渣的問題，有效地提升施工效率。在不良地質的鉆進成孔中，鉆孔灌注樁具有明顯的優越性，而且施工受氣候因素、外界環境因素的影響較小，施工的適用性廣。

為了加強鉆孔灌注樁的質量控制，需要從施工準備階段開始，選擇合適工程的鉆進成孔技術，做好施工過程質量控制，確保施工質量符合工程需求，真正為后續施工夯實基礎，推動我國建筑工程健康的、持續發展。