復雜地質條件下預制管樁施工技術

張群瑜

（福建旺宇建設工程有限公司，福建 廈門 361000）

在現代建筑中，預制管樁是一種常見的基礎工程施工方式，其優點有施工工期短、不受季節影響、適用于各種地質條件等，已廣泛應用于各類基礎工程施工中。然而，在復雜的地質條件下進行預制管樁施工存在一系列的挑戰和困難，包括土層破碎、孔壁塌陷、管樁質量不穩定等問題，因此，如何在復雜地質條件下保證預制管樁施工質量和效率，成為當前研究的熱點和難點。本文探討了復雜地質條件下預制管樁施工技術的應用和發展。首先，分析了復雜地質條件下預制管樁施工的挑戰和困難。其次，介紹了復雜地質條件下預制管樁施工技術的應用和發展，包括選址、孔壁加固、施工方式、質量控制等。最后，對預制管樁施工技術進行了總結和展望。

1 復雜地質條件下預制管樁施工的挑戰和困難

1.1 土層破碎

土層破碎是指在巖土工程施工時，由于鉆掘設備對土體的作用，使得原有的土層結構發生變化，土層內部的顆粒相互錯動、變形、破碎等，從而影響土層的力學性質和穩定性。土層破碎的影響因素較為復雜，包括巖土本質特性、鉆孔參數、鉆孔設備、作業工藝等。巖土本質特性影響因素是指土體的壓縮性、抗壓強度、裂隙分布等；鉆孔參數影響因素是指孔徑、孔深、孔距、孔壁穩定性等；鉆孔設備影響因素是指鉆頭形式、轉速、沖擊力等；作業工藝影響因素是指控制鉆進速度、控制注漿量、孔壁加固等。

土層破碎會對巖土工程施工和工程質量產生不利影響。一方面，會影響孔壁穩定性，導致孔壁塌方、地下水滲流等問題；另一方面，會影響預制管樁的質量和可靠性，導致管身破損、焊接缺陷等問題。因此，在巖土工程施工時，需要采取合理的孔壁加固措施和施工方式，以降低土層破碎程度，保證施工效果和工程質量。同時，在施工前需要進行地質勘察和設計，評估土層破碎的可能性和風險等級，以制定合理的施工方案和管理措施，保證施工的安全性和效率。

1.2 孔壁塌陷

孔壁塌陷是指巖土工程施工時，孔壁因受到鉆掘設備作用而發生失穩，導致孔壁出現變形、下沉或塌陷的現象?？妆谒菔且环N常見的地質災害，也是巖土工程施工中的一個重要問題。引發孔壁塌陷的主要因素包括地質條件、鉆孔參數和作業工藝等。地質條件是指巖土體的物理性質、結構和裂隙分布等；鉆孔參數是指孔徑、孔深、鉆進速度和注漿壓力等；作業工藝是指控制注漿量、處理鉆進間歇、選擇合適的孔壁加固方式等。

孔壁塌陷會對巖土工程施工和工程質量產生不利影響。一方面，會導致孔壁破壞、地下水滲流等問題，嚴重時甚至會影響周圍環境和建筑物的安全；另一方面，會影響預制管樁的質量和可靠性，導致管身破損、焊接缺陷等問題。因此，在巖土工程施工時，需要采取合理的孔壁加固措施和施工方式，以保證孔壁的穩定性和施工效果。同時，在施工前需要進行地質勘察和設計，評估孔壁塌陷的可能性和風險等級，以制定合理的施工方案和管理措施，保證施工的安全性和效率。

1.3 管樁質量不穩定

管樁質量不穩定是指在預制管樁施工過程中，由于施工操作不當、材料質量問題、設計和施工方案不合理等，導致管樁質量不穩定，出現裂縫、變形、管身破損等問題。管樁質量不穩定是巖土工程施工中常見的質量問題，嚴重影響工程的安全性和可靠性。首先，材料質量不穩定。預制管樁的材料主要包括鋼筋、混凝土等，這些材料的質量不僅直接影響管樁的強度和耐久性，而且還會影響管樁的防腐性能和施工效果。其次，施工操作不當。在預制管樁施工過程中，如果施工人員操作不當或沒有按照要求進行施工，會導致管樁的質量不穩定。例如，鋼筋綁扎不牢固、混凝土振搗不到位、灌漿不均勻等。再次，設計和施工方案不合理。預制管樁的設計和施工方案直接關系到管樁的質量和穩定性。如果設計和施工方案不合理，如鋼筋配置不當、混凝土強度等級不符合要求等，會導致管樁質量不穩定。最后，地質條件復雜。巖土工程施工中，地質條件復雜會影響管樁的質量和穩定性，如地下水位較高、地層變化大、地下巖體裂隙多等。

2 復雜地質條件下預制管樁施工技術的應用

2.1 選址

選址是預制管樁施工過程中非常重要的環節，選址的合理性直接影響工程的施工質量和效益。選址時需要考慮的因素較為復雜。首先，地質條件。選址時需要充分了解、評估地質條件，包括地層的穩定性、地下水位、地下巖體的裂隙和變形等，這些都會對管樁的施工和使用產生重要影響。其次，場地條件。選址時需要考慮場地的平整度、地形和地貌等因素，這些都會對施工的安全性和效率產生影響。同時，需要考慮場地的交通條件和設施設備，以保證施工順利進行。再次，施工環境。選址時需要考慮施工環境的安全性和穩定性，如施工過程中的風險因素、環境污染等情況，這些都會影響工程的安全性和施工效率。最后，周邊環境。選址時需要考慮周邊環境的影響因素，應充分考慮周邊建筑物、道路、地下管線等，以避免對周邊環境和設施造成影響。

為了保證選址的合理性，需要在選址前進行充分的勘察和評估，根據實際情況確定選址方案和施工方案。同時，需要與當地相關部門和單位充分溝通和協調，保證選址和施工過程的合規性、安全性。

2.2 孔壁加固

孔壁塌陷是管樁施工過程中的常見問題，為了解決這一問題，可以采用孔壁加固技術?？妆诩庸淌侵冈阢@孔過程中，通過注漿或其他方式對孔壁進行加固，提高孔壁的穩定性和承載能力，從而避免孔壁塌陷問題。首先，鉆孔時需要實時監測孔壁。發現孔壁出現松動或者裂縫等情況，應立即停止鉆孔，進行加固處理。其次，孔壁加固?？筛鶕煌闆r選擇不同的加固材料和方法，如采用注漿、鋼筋網片、鋼板、固結桿等方式進行加固。注漿時，可根據孔壁的不同情況選擇不同的注漿材料和注漿壓力，以達到最佳的加固效果。最后，加固完畢后，需要全面檢查和驗收孔壁。以保證孔壁穩定、可靠，達到良好的加固效果，從而保證施工順利進行。

孔壁加固技術是管樁施工過程中的重要環節，可有效解決孔壁塌陷問題。在進行孔壁加固時，需要根據具體情況選擇加固方案、加固材料，并全面檢查、驗收加固效果，以保證施工質量和安全。

2.3 施工方式

在復雜地質條件下進行預制管樁施工時，需要選擇合適的施工方式來保證施工質量和效率。常用的施工方式包括：

2.3.1 旋挖鉆機法

旋挖鉆機法是一種常用的預制管樁施工方式，適用于地層相對穩定、較硬、較干燥的場地。該方法是將旋轉鉆桿向下推進，使鉆桿與地面形成孔洞，并在孔洞內加入灌漿材料，形成管壁，最終完成管樁安裝。旋挖鉆機法的優點是施工速度快、質量穩定、安全性高、噪聲小、適用于各種土層和地質條件。旋挖鉆機法的缺點是設備費用高、地質條件要求較高、施工人員技能要求較高、需要定期維護和保養。旋挖鉆機法是一種高效、穩定、安全的預制管樁施工方式，但需要注意選材、選料和安全措施等問題，以保證施工質量和安全。

2.3.2 抽芯取心法

抽芯取心法是一種簡單、有效的預制管樁施工方式。該方法是在孔壁中設置抽芯器，在鉆孔過程中取出芯土，以保證孔壁的穩定性，適用于小型工程，需要注意抽芯器的選擇和使用，否則會影響施工效果。抽芯取心法的優點是施工過程簡單、可靠性高、對施工場地和設備要求不高、適用于多種地質條件和管樁要求。缺點是施工速度較慢、孔壁塌陷和土層破碎問題較嚴重，需要采取相應的防治措施。

2.3.3 液壓鉆機法

液壓鉆機法是一種常用的預制管樁施工方式，其施工原理是利用液壓鉆機在地下挖掘孔洞，然后在孔洞中澆筑混凝土，形成管樁。與其他預制管樁施工方式相比，液壓鉆機法的優勢是施工速度快、施工過程可控性高、管樁質量穩定等。

采用液壓鉆機法施工過程中，需要根據具體情況選擇合適的液壓鉆機和鉆頭，并控制鉆機的轉速和進給速度，以保證孔洞直徑和深度符合要求?？锥淬@掘過程中，需要及時清理孔壁，以避免孔壁塌陷。同時，在孔洞澆筑混凝土前，需要對管內的混凝土進行充分振搗，使其密實均勻，并及時挖取孔管，以避免管樁質量不穩定問題。除此之外，在液壓鉆機法施工中，需要注意現場安全問題，特別是鉆掘孔洞和澆筑混凝土過程中，需要加強現場監測和安全防范措施，以保證施工人員的人身安全和施工質量的穩定性。

2.4 施工管理

復雜地質條件下預制管樁施工需要嚴格進行施工管理，以保證施工質量和安全。首先，施工前的勘察和設計，包括地質勘察、設計圖紙制定等工作，以了解地質條件和預測可能的風險。其次，施工過程中的監測和調整，包括孔壁穩定性監測、鉆孔進度控制等工作，以及時調整施工方案。再次，施工后的驗收和評估，包括管樁質量驗收、工程安全評估等工作，以評估施工效果和風險等級。最后，嚴格進行安全管理，包括施工現場安全防護、操作規范制定等工作，以保證施工的安全性。

3 結語

在復雜地質條件下進行預制管樁施工是一項具有挑戰性的工程，需要綜合考慮地質條件、工程要求和施工條件等因素，采取合理的孔壁加固措施和施工方式，嚴格進行施工管理，以保證施工效果和安全性。預制管樁施工技術的發展，不僅可以解決地質條件復雜區域的施工問題，同時，能為工程建設提供更加高效、優質的技術手段。實際應用中，預制管樁施工技術仍然存在一些難點，需要在未來預制管樁施工技術發展中不斷地探索和創新，結合工程實際需求，不斷完善技術手段和施工管理方法，以提高施工效率和質量，為工程建設提供更好的支撐和保障。