建筑領域鉆孔灌注樁基礎施工技術應用策略研究

韓書敏HAN Shu-min

（張北鑒衡可再生能源技術服務有限公司，張家口 075000）

0 引言

建筑領域地基基礎和樁基礎的設計與施工有著一定復雜性，存在許多潛在危險因素，施工難度較大。如果無法有效應用建筑基礎的施工技術，很難保障建筑物的安全性和穩定性。隨著建筑工程施工技術的創新與發展，鉆孔灌注樁基礎施工技術是目前應用最廣泛的施工形式，具備效率高、機械作業質量可控、安全性高等優勢，樁基礎施工技術的高效應用，對強化建筑物整體的施工質量有著重要作用。對此，本文依據該技術的施工工藝流程，以某建筑工程項目為案例，從準備工作、鉆機安裝與定位、護筒埋設、泥漿制備、鉆孔清潔、鋼筋骨架施工以及混凝土灌注等環節，詳細分析了鉆孔灌注樁基礎施工技術的應用策略，并提出了施工過程中的一些技術要點。但是，由于該技術受各種因素的影響，難免存在一些問題，因此，對該技術的應用效果進行了檢測與評價，以期促進該技術在房屋、橋梁等建筑項目中的應用。

1 鉆孔灌注樁技術應用意義

1.1 鉆孔灌注樁基礎施工技術內涵

高層建筑、公路橋梁等整個建筑物埋于地下的部分，可稱為基礎。樁基礎主要由基樁和連接于樁頂的承臺共同組成，可維持建筑物基礎土層的穩定，也有著較高的承載力，廣泛應用于各類建筑項目。樁基礎施工技術中，鉆孔灌注樁技術是當前較為常用的一種技術手段。對于高層建筑、橋梁、高鐵等建筑項目來說，若地基的土質復雜或砂土、碎石過多，建議優先選擇該技術手段對建筑物地基進行加固施工。但是鉆孔灌注樁基礎施工技術專業性強、操作復雜，若該技術應用不合理或者施工質量不合格，不僅影響建筑物的外觀，還會帶來嚴重的建筑工程安全隱患。

1.2 鉆孔灌注樁基礎施工技術應用價值

該技術的施工過程中，需要借助人工、大型器械等多種外力，在成熟的鋼筋混凝土技術支持下，整個建筑工程的開展有著強大的技術保障。鉆孔灌注樁基礎施工技術的應用下可使得建筑基礎土層與灌漿柱緊密結合，建筑基礎的安全性和穩定性很高，相比于普通施工技術，不容易發生意外的建筑事故或者自然災害事故。另外，鉆孔灌注樁基礎施工技術適用性高，建筑工人可根據建筑周圍環境和建造要求適當改動施工方案，這大大降低了建筑工程的建設成本。該技術應用下還可以使灌注樁滲透進土層以及劈裂土層，不僅穩固土層，還能提升地基的穩定性。此技術是建筑領域施工過程中非常重要的技術構成環節，在實際施工中具備一定難度和復雜度，準備工作以及施工技術要點較多，需要進行多項質量控制，如成孔質量控制、清孔質量控制、混凝土灌注質量控制等，因此，在高層房屋、鐵路橋梁等建筑工程中應用該技術，能夠彰顯施工單位和建筑工人的專業化水平，增強施工單位在建筑行業的核心競爭力。在如今社會高速發展、生活質量大幅上升的背景下，建筑項目持續增多，鉆孔灌注樁基礎施工技術的應用，不僅有助于達到當前建筑領域施工標準、滿足施工質量要求，還促進了我國建筑工程施工技術的優化和發展[1]。

2 鉆孔灌注樁基礎施工流程與技術應用策略

某建筑工程中，主樓共有26 層，其中地下2 層，總建筑面積達到了50000m，其中地下建筑面積占14220m。基于該建筑工程概況，其基坑開挖深度最深約為7.8m。由于基坑面積較大，采用鉆孔灌注樁作為支護結構，以增強建筑的強度和穩定性。在較大的基坑空間內，灌入混凝土支撐基坑，預防其變形，增強鉆孔灌注樁基礎施工技術的應用效果。該施工項目中鉆孔灌注樁技術具體應用流程如圖1 所示。

圖1 施工流程

2.1 準備工作

在正式施工之前需要做好各項技術準備工作，包括施工材料的準備、施工機械設備的配備以及相關建筑人員的安排等，逐一確認各種材料與設備是否配齊，在建筑現場開始施工前，必須對施工材料進行嚴格的檢測和驗收，檢測其是否符合建筑領域相關規范標準，性能是否達標，保障建筑項目所用材料全部為優質材料。在開始施工前，需要做好現場的衛生清理工作，保障場地平坦，對施工面殘留的砂漿、油漬和各種工業垃圾，進行施工面的清除工作。在施工現場有許多數據需要測量，如鉆孔的基礎點位、樁體位置、機械位置等，在鉆孔灌注樁基礎施工技術的的具體應用中，相關建筑人員需要多次、詳細測量施工水準點的位置，同時掌握與控制樁基礎的實際施工深度。樁基礎建設完成后，下一步需要確定鋼筋籠的施工位置，在鋼筋籠的施工方位標記作業中，可使用不同顏色的涂料進行標記。同時，也需將施工現場的人員、環境等情況納入考慮范圍，綜合考慮各項因素，制定出更加科學合理的施工方案[2]。

2.2 鉆孔機的安裝與定位

為保障鉆孔灌注樁作用的高效發揮，需要進行樁位中心位置的確定。先將鉆桿的移動大致定位，再利用千斤頂將機架頂起，使起重滑輪、鉆頭與護筒中心在同一垂線上，保證鉆機水平方向和垂直方向的準確度。按照鉆孔機基座、轉盤驅動裝置、絞車、導軌、井架等先后安裝順序，正確安裝鉆孔機。

2.3 護筒埋設

對樁基進行定位放樣工作，然后根據各樁基的具體位置，進行護筒的埋設工作。可選擇使用壁厚10mm 的鋼護筒來定位需要鉆的樁位，護筒內徑要大于樁徑約30cm。護筒的埋設需要結合區域內的地質情況，來設定詳細化的埋設方案，主要施工方式分為2 種，一種是在施工土面上確定護筒的位置，直接施加壓力將護筒打入地下；另一種是挖坑后再埋放，若直接下壓較為困難，先將土體挖出一部分，大約1m 到2m 的深度，再進行埋設，施工過程中應檢查護筒是否垂直，若發現歪斜，及時糾正，確保其與理論樁中心傾斜度誤差小于1%。護筒埋設就位后，在孔內回填一定的粘土進行填實，以防止護筒的周圍發生漏水的問題。粘土的回填厚度在40～45cm 即可，通常護筒埋置高出地面0.3～0.5m[3]。

2.4 泥漿制備、護壁

鉆孔泥漿必須使用粘土或者粘性土配置，制備原材料除了水和粘土外，還有各種添加劑。鉆孔泥漿的作用很多，主要起到冷卻和潤滑鉆頭、鉆具，清洗孔底、懸浮鉆渣，保持水頭高度、控制地層壓力，形成泥皮、避免坍塌等作用。泥漿的制備中，泥漿與水的比重、粘度、含砂率等指標需要結合建筑施工項目的實際需求進行確定，在對建筑區域內地層變化的了解與分析基礎上，制備出符合施工要求的泥漿。泥漿的制備具有一定的技術難度，如果泥漿稠度過高，鉆孔的沖擊力就會相應降低，不容易快速鉆進；如果泥漿濃稠度不夠，其懸浮泥沙石的能力不足，泥漿的排渣效果就不夠理想，護臂效果也會大打折扣。泥漿的含砂率指標合理時，能夠保障鉆孔內外的水壓差，可預防塌孔或縮孔。不同地層情況下泥漿制備的性能指標如表1 所示。

表1 泥漿性能指標技術要求

2.5 鉆孔、清孔

鉆孔方式可視工程地質情況而定，此工程施工中，可采用旋轉振動鉆機成孔法、地質鉆機鉆孔法等，鉆機作為鉆孔灌注樁技術應用的主導機械，其類型選擇往往是決定鉆孔效率與質量的關鍵因素。鉆孔灌注樁技術常用的鉆機選擇與對應經濟性分析如表2 所示[4]。

表2 常用鉆機的技術、經濟指標

鉆孔的實際位置與設計樁位之間的差距應控制在50mm 以內，成孔過程做好數據記錄。完成鉆孔施工后，需要進行孔底殘渣的清理，為后續混凝土的灌注環節提供便利。將孔底大量泥渣混合物清除后，可以減小孔底沉淀層厚度。鉆孔灌注樁清孔的方法有抽漿法、換漿法、掏碴法、用砂漿置換鉆碴法等，通常高層建筑、鐵路橋梁等建筑施工中可采用第一種方法，因為抽漿清孔較為徹底，也適用于各種鉆孔灌注樁的清孔工作。換漿法是注入參數不同的泥漿將孔內雜質替換出來，該方法雖然不易坍孔，但清孔時長較長、清孔效果不夠理想。鉆孔清潔方式的選擇需結合實際施工情況，無論哪種方式都必須保證施工安全性，杜絕坍塌情況出現。

2.6 鋼筋施工

首先以工程建筑樁基設計要求為指導，進行鋼筋骨架的制作，通常情況下采用單面搭焊的方式，因該施工工程中樁基的孔深值較大，因此采用現場焊接的方式。鋼筋骨架制備完成后，需要保證其在起吊施工過程中不會發生形變。在鉆孔清潔作業達標后，進行安裝環節，向鉆孔內安置鋼筋骨架。利用吊車進行起吊工作，先對準中心孔，向鉆孔內緩緩放入第一節段，同時可在護筒口架設支護鋼管，陸續完成后續節段的置入工作。鋼筋骨架下放置入鉆孔的時候，不能觸碰、碰撞孔壁。當鋼筋骨架全部置入鉆孔后，對護筒口進行掛環處理，將護筒口以及骨架主筋進行焊接固定，以免鋼筋骨架在后續環節晃動或者上浮[5]。

2.7 混凝土灌注

首先，安裝導管。遵循施工技術規定，選擇合適的導管。所用各個導管的內徑要高度統一，使得接口緊密連接。導管使用前需進行試拼、漏水等測試，確保導管的質量；再次檢查孔底沉渣厚度，若厚度不達標需要進行二次清孔；然后進行混凝土的配比。選用高質量的、符合建筑施工標準的原材料進行配比，材料如水泥、石料、添加劑等，對配比后的混凝土進行混凝，混凝土初凝時間不易超過2.5 小時，超過以后需要驗證其性能符合要求方可使用；最后進行混凝土的灌注。依照自上而下、自左而右的順序進行混凝土的灌注。灌注過程中需要時刻檢測灌注施工壓力，盡量維持在0.2MPa～0.4MPa 范圍內。隨著灌注時間的增加，壓力值呈現逐步升高的趨勢，這樣可以有效預防灌注施工中瞬間壓力過大造成裂縫擴張的問題。當導管的充實度不足時，導管中肯定存在不少空氣，此時需要放慢混凝土灌注速度，不應大規模灌注，同時邊灌注邊振搗，減少混凝土中的空洞。當灌注的混凝土面與鋼筋骨架相距小于兩米時，需要減緩灌注速度，避免對鋼筋骨架造成沖擊[6]。

3 鉆孔灌注樁基礎施工技術應用效果

經以上施工過程后，拔出導管，清洗器械，完成建筑工程施工任務。為驗證該建筑工程中鉆孔灌注樁技術的應用效果，可對樁身進行檢驗，抽取該項目所有鉆孔灌注樁數的2%～5%進行檢驗。其中，芯樣試件混凝土強度換算值

公式（1）中，d 表示所檢測的芯樣試件的平均直徑（mm），F 代表試件抗壓試驗所得的最大壓力值（N），芯樣試件高徑比不同時，混凝土強度換算系數不同，該系數用α 表示，如高徑比1.0 時，α 取1.0；高徑比1.5 時，α 取1.15；高徑比2.0 時，α 取1.24。該檢測計算中，α 取1.0[7]。通過對鉆孔灌注樁的綜合檢驗與評價，反映出該建筑工程地基的穩定性與安全性。由于建筑項目基坑發生變化的時間較長，因此，在鉆孔灌注樁基礎施工完成28 天后，采用鉆孔取芯方法檢測建筑工程施工質量。混凝土強度標準為C25，鉆孔取芯的檢測結果如表3 所示。

表3 鉆孔取芯檢測結果

由表3 可以看出，檢測的6 個芯樣均密實、完整，施工強度均值為35.9MPa，可較好滿足建筑項目設計要求，保證了鉆孔灌注樁技術應用下的建筑物的質量[8]。

4 結語

在建筑工程實施過程中，鉆孔灌注樁基礎施工技術的高效應用有著重要意義，不僅可以提升建筑物的質量與抵御自然災害的能力，還可以加快施工效率與降低施工成本。由于該技術在實際的施工作業中，涉及環節繁多復雜，只有從各個流程中嚴格把控該技術的應用與控制要點，才能更加充分發揮出鉆孔灌注樁基礎施工效果，減少施工過程中質量問題的出現，為建筑整體穩定性、安全性提供保障。