王仲興
樁基屬于建筑結構的基礎部分,有效建設樁基對于保障上方結構穩定和建筑整體安全具有重要作用。為了充分發揮出建筑樁基施工技術的應用優勢,需梳理技術的應用流程,準確把握施工要點。
貴州省黔南州科技園項目占地面積273 700 m2,建筑面積39 989.3 m2,信息中心、青少年活動中心以及科技館均屬于項目重點建設內容,建筑面積分別為10 568.7 m2、10 768.6 m2、18 652 m2。鉆孔灌注樁具有穩定可靠、適用范圍廣以及施工便捷的特點,在本項目中具有可行性。
現場清理→墊層施工→機具就位→砌磚護壁→測量放線→挖孔樁施工→虛土清理→鉆孔質量檢驗→下放鋼筋籠→澆筑混凝土→養護。
3.1.1 樁位測量
以設計圖紙為準,由專員利用全站儀測放樁位,明確樁基施工位置后設置醒目標記,并加強復核,確保無誤。樁位偏差和垂直度偏差是重點控制指標,以樁徑為0.8 m的鉆孔灌注樁為例,樁位偏差不超過50~100 mm,垂直度也需控制在工程許可范圍內[1]。
3.1.2 樁位復核
樁機移位應通過儀器復核或根據軸線控制樁拉線復核,保證樁位的準確性。樁機移位時,嚴格控制樁機的移動方向和距離,加強對標志樁的防護,以防受損。樁位實際偏差不超過允許偏差,具體考慮帶有基礎梁的樁和承臺樁兩類。樁位允許偏差如表1所示,表中H為現場地面標高與樁頂設計標高的差值。

表1 樁位允許偏差
準確測放定位孔,將提前加工好的護筒置于鉆進成型的孔中。護筒的埋設深度約為1.5 m,埋設到位的護筒需做到位置準確、穩定可靠[2]。埋設時,需確保護筒沿著孔中心下放到位,減少剮蹭。護筒中心誤差不得超過50 mm,樁孔中心應與樁位中心重合。若護筒與孔壁間存在少量空隙,應分層回填黏土并壓實,以維持護筒的穩定性。
護筒埋設完成后,根據工程施工方案安排沖孔樁機就位,保證設備位置準確,運行平穩。
首先,現場測量人員用水平尺測量四角周圍,期間密切觀察機臺的平整性和穩定性,確保在樁機運行過程中無樁機傾斜、偏位等異常狀況。
其次,嚴格控制樁機立軸的垂直度,可聯合采用水平尺、吊線等,根據垂直度偏差及時調整樁機立軸。
另外,樁機就位期間的各項檢測數據均要完整記錄,作為后續工作的參考。
泥漿具有穩定孔壁的作用,合理制備高性能的泥漿并規范應用尤為關鍵。通常情況下,泥漿由黏土或膨潤土制備而成。以黏土為例,在取用材料時應加強對性能指標的檢測與控制,如塑性指數需在20以上,顆粒含量超過50%。對于黏土的應用,需要考慮到粘度和濃度偏低的異常狀況,此類情況的出現將引起過量滲透,泥漿護壁作用被迫削弱,可能發生塌方。由專員在實驗室內檢驗拌制泥漿所用的黏土,其各項指標確認無誤后,按照用量要求取用。護壁泥漿的量必須充足,以保證護壁的有效性[3]。
適度上提鉆桿,鉆頭持續運轉以便將鉆孔中堆積的鉆渣排放至地面,此方法操作便捷,清孔具有及時性,但可能影響鉆孔效果。主要原因在于鉆孔過程中孔內難免堆積泥土,若未完全排出鉆孔中的泥漿,容易導致鉆孔深度未達到設計值,不利于后續施工。
針對該問題,除了鉆孔期間的清孔作業外,還需額外安排二次清理,保證孔底的泥渣厚度被控制在許可范圍內。統計一次清孔排出的泥土量,經計算后確定鉆孔深度,與設計要求做對比分析,根據鉆孔深度差距進行控制,并按照所需深度優化泥漿的性能參數,以便鉆孔有效進行。經過兩次清孔后,鉆孔內的泥土量處于許可范圍內。鉆孔樁施工工藝圖如圖1所示。

圖1 鉆孔樁施工工藝圖(來源:網絡)
常見的清孔方法有吸泥機清孔、正循環旋轉鉆機清孔以及抽渣筒清孔等,不同方法的適用性存在差異,需結合方法特點和實際條件進行合理選擇。例如,吸泥機清孔所需配置的設備較少,便于高效進行吸泥作業,清孔效果良好,但在不穩定土層中缺乏適用性。在吸泥機清孔過程中,利用壓縮機產生的高壓空氣,可吹出存在于吸泥機管道內的泥渣。通過終孔檢查后,需要隨即進行清孔,否則將因中途間歇時間過長而引起泥漿沉淀[4]。
另外,清孔細節較多,加強對各項細節的控制尤為關鍵,應注意以下幾個方面。
(1)全面清孔后檢測孔底沉渣量,保證將其控制在合理范圍內,以便混凝土與基巖穩定結合,發揮出混凝土的固結作用,提高樁底的承載力。
(2)終孔后,將鉆頭提至與孔底相距0.2~0.3 m的位置,使鉆頭在此區域保持空轉,隨后吸出孔底鉆渣。為提升鉆渣的清理效果,向泥漿中投入適量純堿,以提高泥漿的膠結能力。
(3)鋼筋籠下放到位后,檢測沉渣厚度、孔深等指標,針對檢測中發現的問題進行處理。若沉渣量超出許可范圍,則用導管中附屬的風管進行清孔,直至檢測結果達標為止。
(4)清孔結束前,根據泥漿性能調整泥漿比重,以便創造有利于水下混凝土灌注施工的條件。
根據試驗結果確定合適的混凝土配合比,準備好水泥、砂石等材料,進場時安排質量檢驗,拌合時根據配合比精準稱量材料,避免用量偏少或偏多。投料后,至少安排1 min的拌合時間,得到均勻性較好的混凝土。混凝土拌合所用粗骨料的最大粒徑不超過40 mm,水泥受潮結塊后不可投入使用。混凝土的坍落度以18~22 cm為宜,考慮到坍落度對混凝土施工質量有顯著影響,施工時應加強檢測與控制。混凝土拌合量根據現場施工需求而定,做到隨拌隨用。現場施工進度發生改變時,拌合站工作人員應及時調整拌合數量,以便與現場灌注工作保持協同。
提前做好混凝土灌注的各項準備工作,先試運行灌注設備,判斷設備的運行穩定性及運行精度,通過檢驗后方可用于施工。正式灌注混凝土時,在混凝土表面下方2~6 m的位置設置導管,借助此裝置灌注混凝土。混凝土運送到場后,根據計算確定的首灌混凝土方量進行輸料,使料斗中存在足量的混合料。開啟閥門漏斗使混凝土落入套筒內,由于材料的注入,導管中多余的水分將被排出,有利于混凝土灌注工作的順利進行,也能夠達到防止混凝土離析的效果。混凝土首灌后,以設備性能、漿液質量、施工進度等因素為參考,動態控制后續的灌注量,有條不紊地完成樁基的混凝土灌注作業[5]。
為評價樁基施工效果,需安排樁基質量檢測,鉆孔灌注樁檢測項目如表2所示。樁基質量檢測貫穿樁基施工全程,檢測內容必須全面,除了混凝土灌注后的檢測,前期的鉆孔、清孔等均屬于重點檢測項目,任何一項指標存在問題均要及時、妥善處理[6-8]。另外,樁基質量檢測的結果必須真實可靠,由監理工程師簽字確認后,方可根據工程施工計劃安排下一道工序。

表2 鉆孔灌注樁檢測項目
樁基施工條件復雜,在內外部因素的干擾下難免出現樁身傾斜問題,將樁身傾斜度控制在許可范圍內至關重要。樁基傾斜度通常需保持在50 mm以內,若超出該范圍則易引發樁身完整性下降(斷裂)、承載力降低等問題,嚴重威脅建筑安全。樁身傾斜超限與樁尖和樁身有關,如果操作不規范、傾斜度檢測不準確以及控制不及時,均可能出現樁身異常傾斜的狀況。針對該問題,施工單位需加強現場保護,通過適度打擊的方式減小傾斜角度[9-11]。常規方法無法取得良好的應用效果時,應作為廢樁處理,并根據現場施工條件額外規劃樁基施工方案。
樁基在土層中受到過強的壓力作用后可能出現縮頸現象,特別是在拔管速度較快時體現得更為明顯。針對樁基縮頸問題,需規范施工,從源頭上予以規避。
例如,在樁基混凝土灌注期間,應以相對較慢的速度勻速拔管,通常為0.3~0.8 m/min,具體拔管速度根據現場施工條件而定。當存在軟土地基時,應加強對拔管速度的控制;拔管期間適度敲打樁基,借助外力作用促使混凝土由松散轉向密實[12]。
混凝土灌注時,根據施工方案嚴格控制灌注量和灌注速度。對于已經出現的樁基縮頸問題,確定縮頸部位后,進行反復敲打。
樁基施工是建筑項目施工全程的基礎環節,樁基質量對建筑工程整體施工效果有著顯著的影響。施工單位需選擇合適的樁基形式,根據現場地質、水文等基礎條件采取科學的施工措施,確保鉆孔、清孔、鋼筋籠安裝、混凝土灌注等各項工程活動均能夠依據規范落實到位。通過本文的分析,提出建筑樁基施工技術的應用要點、常見問題及應對措施,希望能為相關技術人員提供有價值的參考。