建筑工程沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)初探

朱文平（婁底市城鄉(xiāng)建設(shè)投資開發(fā)集團(tuán)有限公司，湖南 婁底 417000）

沖孔灌注樁施工技術(shù)是現(xiàn)代化建筑工程項(xiàng)目中一種較為常見的施工技術(shù)，相比常規(guī)的工程施工技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、承載力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。但由于此項(xiàng)技術(shù)大多被應(yīng)用在基礎(chǔ)工程項(xiàng)目的施工中，而施工方極易忽視在施工中對(duì)技術(shù)行為的約束管控，導(dǎo)致工程竣工后會(huì)存在質(zhì)量方面的不足。為此，下文將以某建筑工程項(xiàng)目為例，對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)施工開展研究。

1 建筑工程沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

為保證項(xiàng)目的順利實(shí)施，應(yīng)在開展施工作業(yè)前，完成工程施工的準(zhǔn)備工作。例如，保證所有進(jìn)入工程施工場(chǎng)地的材料都是通過專業(yè)質(zhì)檢機(jī)構(gòu)鑒定與檢驗(yàn)合格的，并按照材料的質(zhì)檢批次對(duì)其進(jìn)行編號(hào)。同時(shí)，在工程項(xiàng)目施工前，需要做好對(duì)各單位與不同參與方的安全核查，包括現(xiàn)場(chǎng)工人是否按照標(biāo)準(zhǔn)佩戴安全設(shè)備與防護(hù)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)等，確保相關(guān)工作完善后，按照下文所述步驟，對(duì)沖孔灌注樁的施工技術(shù)應(yīng)用展開詳細(xì)設(shè)計(jì)研究。

1.1 泥漿制備與埋設(shè)護(hù)筒

在沖孔灌注樁施工中，最常見的現(xiàn)象便是施工孔坍塌，為解決此種問題，確?？變?nèi)水體與水位的綜合穩(wěn)定，應(yīng)提前做好泥漿制備工作。同時(shí)，控制孔內(nèi)的泥漿高度高于護(hù)筒底部至少1m（注意在進(jìn)行此步驟設(shè)計(jì)時(shí)，要保證泥漿高度同樣滿足高于地下水水位至少1m的要求）。在此基礎(chǔ)上，使用膨潤(rùn)土進(jìn)行制備工作，以此便可以形成一個(gè)相對(duì)完整的護(hù)壁結(jié)構(gòu)。

在完成對(duì)泥漿的制備后，使用厚度約在6mm～9mm的鋼板制作護(hù)筒[1]。制作時(shí)，應(yīng)保證護(hù)筒內(nèi)部直徑要大于樁體內(nèi)徑的100mm～200mm。考慮到工程施工場(chǎng)地較為復(fù)雜，可能在施工中遇到緊急或突發(fā)性安全事件。為了避免孔洞坍塌事故，應(yīng)根據(jù)施工場(chǎng)地的實(shí)際情況，將護(hù)筒埋設(shè)在3m左右的深度位置，保證護(hù)筒結(jié)構(gòu)的頂部高于地面200mm～300mm。護(hù)筒結(jié)構(gòu)的伸入方式可以為錘擊或重壓[2]。埋設(shè)時(shí)，應(yīng)保證筒體結(jié)構(gòu)的整體垂直，控制筒體結(jié)構(gòu)的垂直度誤差在1%范圍內(nèi)，同時(shí)，控制護(hù)筒結(jié)構(gòu)的中心位置與樁體結(jié)構(gòu)的中心位置重合，滿足上述需求后，設(shè)計(jì)筒體結(jié)構(gòu)的平面允許誤差在50mm范圍內(nèi)。至此完成在施工中對(duì)護(hù)筒的埋設(shè)。

1.2 沖擊成孔與清孔

為避免在沖孔灌注樁施工中出現(xiàn)塌孔問題，應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范化的沖擊成孔作業(yè)流程，具體流程如圖1所示。

圖1 沖擊成孔標(biāo)準(zhǔn)化流程

在沖擊成孔過程中，應(yīng)先進(jìn)行低錘高密度錘擊工作，同時(shí)，根據(jù)工程施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，控制鋼繩的松量，此種行為應(yīng)嚴(yán)格遵循“少放”“勤放”的作業(yè)原則，確保對(duì)鋼繩松量調(diào)整的可行性。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)控制好沖擊成孔的沖程，通常情況下，將沖程控制在1m范圍內(nèi)即可，并通過泥漿持續(xù)供給的方式，保證孔內(nèi)漿液的穩(wěn)定性。

在沖擊成孔施工中，施工方應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行松繩對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度的及時(shí)調(diào)整，通過對(duì)松繩長(zhǎng)度的優(yōu)化，可以避免或降低打孔錘的問題出現(xiàn)[3]。同時(shí)，應(yīng)控制施工中的高沖程行為，避免出現(xiàn)卡錘、斜孔等問題。在進(jìn)行沖孔沖擊鉆的選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工需求，優(yōu)選偏心值相對(duì)較小的沖擊錘與沖擊鉆作為施工設(shè)備。

在進(jìn)行基巖結(jié)構(gòu)的沖擊施工處理時(shí)，可采用間斷性沖擊的方式，提高成孔位置的準(zhǔn)確性，避免孔位出現(xiàn)偏移。如果在施工中遇到孔底位置土質(zhì)分布不均問題，可以由工人拋填石片，以此種方式形成對(duì)底部結(jié)構(gòu)的交替沖擊。

完成上述施工作業(yè)后，進(jìn)入到?jīng)_孔作業(yè)階段，在此項(xiàng)工作中，現(xiàn)場(chǎng)工人要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行土層的觀察。當(dāng)沖孔行為達(dá)到結(jié)構(gòu)持力層位置時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)工人需要根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)度與實(shí)際情況，探討是否還應(yīng)當(dāng)按照原有的計(jì)劃或預(yù)設(shè)的高度進(jìn)行施工。當(dāng)沖孔作業(yè)達(dá)到巖層時(shí)，應(yīng)每間隔200mm或300mm進(jìn)行一次清孔與樣本采樣驗(yàn)收，當(dāng)采集的樣本達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，才能進(jìn)行終孔質(zhì)量驗(yàn)收[4]。

在清孔工作中，整體采用換漿的方式進(jìn)行清理。完成初步清理后，應(yīng)安排技術(shù)人員對(duì)孔內(nèi)或孔底的殘?jiān)M(jìn)行測(cè)驗(yàn)，當(dāng)測(cè)驗(yàn)結(jié)果顯示孔底殘?jiān)穸刃∮?0mm時(shí)，完成清孔處理。否則應(yīng)繼續(xù)按照上述步驟進(jìn)行清孔，直到底部殘?jiān)鼭M足小于50mm的標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.3 灌注導(dǎo)管與灌注混凝土

在灌注施工前，施工方最容易忽視的一個(gè)環(huán)節(jié)與步驟是鋼筋籠的制作就位[5]。在制作時(shí)，應(yīng)根據(jù)所選用施工材料的質(zhì)量，對(duì)制作過程中所使用的鋼筋進(jìn)行清潔與除銹處理，同時(shí)在制作中調(diào)整主筋位置，確保主筋在結(jié)構(gòu)中的中心位置誤差＜1%后，在結(jié)構(gòu)中對(duì)應(yīng)的接頭位置進(jìn)行焊接施工。對(duì)于制作過程中長(zhǎng)度＞12m的結(jié)構(gòu)，要對(duì)其進(jìn)行分段處理，對(duì)于制作過程中長(zhǎng)度不足12m的結(jié)構(gòu)，可以直接對(duì)其進(jìn)行成型制作。為了避免在灌注過程中結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，可在每間隔2m的位置處，設(shè)置一道加勁箍，并在每間隔4m的位置處，設(shè)置一個(gè)十字筋。

完成上述處理后，進(jìn)行灌注導(dǎo)管的吊裝試拼接處理，確保在灌注中所有接口呈現(xiàn)緊密連接狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上，下放導(dǎo)管，在正式進(jìn)行導(dǎo)管灌注施工處理前，需要對(duì)管道進(jìn)行封水試驗(yàn)，對(duì)所有通過檢驗(yàn)的導(dǎo)管進(jìn)行施工前的吊放處理[6]。完成對(duì)導(dǎo)管內(nèi)部的清理后，即可開始進(jìn)行混凝土導(dǎo)管灌注施工。為保證灌注施工質(zhì)量，此次施工所選用的混凝土均為商品混凝土。灌注施工前，可在導(dǎo)管結(jié)構(gòu)的最上端連接一個(gè)漏斗，用于灌注混凝土材料，將控制混凝土下落的水栓設(shè)置在臨近漿面表層的位置，當(dāng)漏斗中積攢了一定量的混凝土材料后，對(duì)固定在水栓結(jié)構(gòu)中的鐵絲進(jìn)行剪斷處理，確保灌注材料的下落。為確保灌注施工行為的連續(xù)性，應(yīng)將吊斗中的混凝土與下落混凝土的速度保持一致，通過此種方式，確保添加到孔內(nèi)的混凝土可以滿足不間斷灌注施工的作業(yè)需求。

1.4 空孔處理與泥漿排放

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中存在空孔，對(duì)于工程整體而言是存在一定安全隱患的，為了確保工程的順利實(shí)施，需要及時(shí)進(jìn)行施工中的空孔處理[7]。對(duì)于樁身結(jié)構(gòu)上的空孔，應(yīng)使用合理的砂土對(duì)其進(jìn)行回填，確?；靥畹母叨葢?yīng)與自然地面高度一致。對(duì)于施工中已伸出地面的鋼筋，可以采用對(duì)其進(jìn)行反向折彎處理的方式，將其埋進(jìn)空孔中，通過此種方式進(jìn)行空孔處理，不僅可以避免對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員造成損傷，同時(shí)也避免對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械運(yùn)行造成影響。

為確保工程滿足綠色建筑項(xiàng)目的要求，應(yīng)在完成上述相關(guān)工作中，做好在施工現(xiàn)場(chǎng)的泥漿排放等工作，保證對(duì)泥漿進(jìn)行清潔處理后排放，在條件允許的情況下，安排專門的工人進(jìn)行綜合管控[8]。確保在施工中，對(duì)泥漿的規(guī)范化排放與處理。

2 工程應(yīng)用

為檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的施工技術(shù)具有可行性，選擇A建筑工程項(xiàng)目作為試驗(yàn)對(duì)象，對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行描述，見表1。

表1 所選試驗(yàn)對(duì)象簡(jiǎn)介

在了解此工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)信息后，調(diào)派地質(zhì)人員對(duì)施工場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)勘查，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的地質(zhì)情況較為復(fù)雜，地質(zhì)層中含有鵝卵石夾砂，地下水位的高程高度為-0.5m，綜合施工方與技術(shù)方的多次會(huì)議后，選擇沖孔灌注樁施工技術(shù)開展此工程項(xiàng)目的施工。

施工時(shí)按照本文提出的內(nèi)容，進(jìn)行施工工序設(shè)計(jì)。為避免在施工中出現(xiàn)斷樁、堵管、斜孔等方面的問題，應(yīng)從下述幾個(gè)方面，進(jìn)行施工中的質(zhì)量控制。例如，在施工中，為了避免出現(xiàn)斜孔，可在樁機(jī)達(dá)到施工指定位置后，對(duì)其進(jìn)行水平調(diào)整，確保將樁機(jī)施工的高程高度差控制在30mm范圍內(nèi)。對(duì)于持力層傾斜角度過大的問題，可以在施工中對(duì)基層填充石塊材料，通過上述方式，降低結(jié)構(gòu)斜孔現(xiàn)象的發(fā)生概率。為避免施工中出現(xiàn)堵管問題，應(yīng)規(guī)范混凝土的配置標(biāo)準(zhǔn)，并將混凝土的坍落高度控制在170mm～230mm內(nèi)，以此縮短運(yùn)輸上料的時(shí)間，有效處理并解決由于相關(guān)方面問題導(dǎo)致的泥漿拌制不均勻問題。此外，要注意將施工中所用的粗骨料粒徑控制在20mm范圍內(nèi)。對(duì)于斷樁問題，可采用保證拔管連續(xù)性的方式避免。

按照上文所述內(nèi)容，規(guī)范施工行為，并按照規(guī)范化的施工工序進(jìn)行基礎(chǔ)施工。施工后，將單樁承載力作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，隨機(jī)選擇結(jié)構(gòu)中的多根單樁，對(duì)其進(jìn)行承載力計(jì)算。計(jì)算公式如下：

式中Quk-代表單樁承載力；

Qsk-代表淤泥層承載力；

Qpk-代表樁端受力。按照上述計(jì)算公式，對(duì)所選的單樁進(jìn)行承載力計(jì)算，將承載力計(jì)算結(jié)果與單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖2所示。

圖2 承載力計(jì)算結(jié)果與單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

從圖2可知，所選的單樁結(jié)構(gòu)承載力均符合承載力標(biāo)準(zhǔn)，說明按照本文設(shè)計(jì)的施工技術(shù)進(jìn)行工程基礎(chǔ)施工，可以有效提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力，從而起到提高工程質(zhì)量的綜合作用。

3 結(jié)語(yǔ)

為提高建筑項(xiàng)目施工質(zhì)量，本文開展了此次研究。實(shí)踐結(jié)果證明，所設(shè)計(jì)的方法可以有效提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力。但要正式將此方法投入市場(chǎng)使用，還需要在后續(xù)的研究中，做好對(duì)技術(shù)應(yīng)用方案的整理，通過對(duì)技術(shù)在應(yīng)用中存在不足與短板的分析，進(jìn)一步提高工程品質(zhì)，通過此種方式，助推我國(guó)現(xiàn)代化建筑行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。在后續(xù)的研究中，可將重點(diǎn)置于對(duì)工程施工成本的宏觀控制中，通過對(duì)成本的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的推廣。