沖孔灌注樁技術在建筑工程施工中的應用分析

陳相超

關鍵詞： 建筑工程 質量控制 沖孔灌注樁 工藝流程

中圖分類號： TU745.1 文獻標識碼： A 文章編號： 1672-3791（2023）15-0097-04

在我國國民經濟穩健增長形勢下，建筑、房地產行業也取得了理想的發展成效，在建筑工程施工階段，各項新進的施工工藝和設備也得以被應用于具體建設環節，建筑工程施工水準顯著提升。作為建筑工程施工階段一項重要的基礎形式，沖孔灌注樁施工技術的應用，對提升建筑工程施工效果和施工質量意義深遠。因此，文章基于具體工程案例，對沖孔灌注樁施工技術有效應用予以研究，并提出科學的質量控制措施，以提升技術應用水平，更好地彰顯建筑工程的價值與性能。

1 沖孔灌注樁技術概述

1.1 沖孔灌注樁技術內涵

作為灌注樁的一種，沖孔灌注樁當前在建筑工程填土層、砂土層、粉土層和淤泥層等地層施工中得到了廣泛應用。一般來說，沖孔灌注樁樁孔直徑普遍在600～2 500 mm 區間內，最大沖孔深度和最大直徑分別可達300 m 和2 500 mm。

1.2 沖孔灌注樁技術應用優勢

沖孔灌注樁技術應用優勢主要體現在以下3 個方面：（1）對附近區域建筑物和環境負面影響相對較小；（2）技術人員可結合建筑工程設計要求，靈活更改樁長和直徑；（3）樁端可深入持力層，且單樁承載力較大。依托上述應用優勢，沖孔灌注樁技術日前得以在建筑工程施工廣泛應用，但不可忽視的是，該項技術也具有一定的劣勢，如成孔工藝復雜、技術間隔周期長、冬季施工困難、操作要求嚴格和易誘發質量問題等。

1.3 沖孔灌注樁技術應用流程

沖孔灌注樁技術應用流程相對復雜，主要包括如下內容：（1）場地準備，即場地清理、平整工作等；（2）放樣定位，即標記樁位置，測設樁基設計高程等；（3）鋼護筒制作及埋設；（4）泥漿制備，即科學制備泥漿，發揮其保護孔壁、懸浮沖渣作用；（5）沖擊鉆孔；（6）終孔、清孔及驗收；（7）制作、安放導管與鋼筋籠；（8）灌注水下混凝土；（9）成樁。

2 建筑工程施工案例概況

2.1 工程簡介

本文研究的建筑工程施工項目基本情況如下。

總建筑面積為377 168.6 m²，主要包括一期、二期工程，每期工程包括兩塊地塊。所選工程為高層住宅建筑，包括4 幢住宅，住宅層數分別為17 層、33 層、26層和29 層，此外，還包括1 幢4 層高幼兒園。其中，26層、29 層和33 層三幢住宅主要應用了抗震等級為3 級的剪力墻結構，17 層住宅則應用了剪力墻抗震等級為3 級、框架抗震等級為4 級的框架剪力墻結構。工程為二級結構安全等級，設計使用時間50 年。

2.2 地質情況

在工程正式施工前期階段，施工單位派遣了專業人員進行了地質勘察工作，勘察結果表明：（1）素填土，采用了多期回填方式，回填時間4 到10 年，且已完成大部分固結；（2）卵石；（3）全風化花崗巖；（4）強風化花崗巖；（5）中風化花崗巖。

2.3 沖孔灌注樁技術參數

結合工程現狀，施工單位應用了沖孔灌注樁技術，以混凝土沖孔灌注樁作為基礎。同時，選擇工程二期工程一塊地塊高層住宅樁基進行分析，該地塊沖孔灌注樁數量為859 根，樁徑為600 mm、700 mm、800 mm，樁端持力層為中風化花崗巖，樁身混凝土等級為C35，樁身剖面圖具體情況如圖1 所示。

3 沖孔灌注樁技術在建筑工程施工上的具體應用

該環節結合工程具體情況，探討沖孔灌注樁技術的具體應用。

3.1 場地準備

施工單位應于樁機入場前期，細致清理、平整場地，為樁機提供良好平臺，保障樁機作業的穩定性、高效性[1]。同時，施工單位要根據場地情況，于兩排樁間挖設面積合理的泥漿池，并在漿池四周設置護欄。工程所挖設的泥漿池長、寬、高分別為10 m、2 m 和1 m。

3.2 放樣定位

施工人員要應用全測量工具，以施工圖紙為參照，測定樁孔位置，同時，以交叉方式標記樁位置，并測量樁基設計高程。

3.3 制作、埋設鋼護筒

工程勘察結果顯示：工程所處場地土質第一層為素填土，土質呈現出強烈的松散狀態，如在此情況下進行開孔施工操作，則很容易誘發塌孔問題[2]。因此，施工人員應以樁中心點為圓心，針對性埋設鋼護筒，應選擇高度2 m、直徑1 m的由鋼板卷制而成的鋼護筒，一般而言，鋼護筒埋深為1.5 m，施工人員須確保鋼護筒頂面高出地面30～40 cm。在完成鋼護筒埋設工作后，施工人員還需應用粘土分層擠緊壓實護筒周圍，確保密實度理想，避免其出現松動、偏斜和下沉情況。另外，施工人員在安裝樁機時，需關注鉆頭中心是否與樁孔、護筒中心處于同一條直線，將偏差控制在50 mm以內。

3.4 泥漿制備

施工人員應盡可能選擇膨潤土作為泥漿制備原料，以充分發揮泥漿所具有的懸浮沖渣和保護孔壁功能，特殊情況下，也可選擇應用含砂率在4％以內、粘度大的粘性土，如有必要，還可加入泥漿處理劑。結合本文所選工程地質特征，泥漿制備指標如表1 所示。

3.5 沖擊鉆孔

沖擊鉆孔施工水平直接影響沖孔灌注樁質量，結合本工程特點，施工人員在成孔初期階段，將錘高設置在0.4～0.6 m 區間內，以低錘沖擊，輕壓慢進，以保障孔壁平整度和堅實度。待鉆桿完全進入鉆孔后，施工人員開始加快鉆進速度，并將錘高設置在2～3 m 區間內。在此期間，沖擊錘會將鉆孔內泥沙等擊碎并擠入孔壁，提升孔壁密實度，而隨著其對新土層的沖擊，也會產生大量的土石渣，為避免其對鉆進操作影響，施工人員須及時排出孔內殘渣。通常情況下，施工人員會應用撈渣桶進行掏渣，撈渣桶直徑一般在400～450 mm 范圍內，長度在1.8～2 m 范圍內，每2 h 進行一次撈渣[3]。同時，為避免發生塌孔問題，施工人員還要及時補給孔內泥漿。在繼續進行沖孔操作時，如發現孔內泥漿過稀，則可適當投入粘性土。在鉆孔操作全階段，需確保孔內水位始終高于底0.5 m 以上，避免在水位波動下護筒底口穩定性受到影響。

3.6 終孔、清孔與驗收

當鉆孔至持力層符合設計標高要求后，施工人員即可選擇相關檢測儀器，對孔深、孔徑等加以檢查，待確保全部參數合格后，即可進行清孔處理操作，將孔內沉淀物和沖渣清除，避免泥漿在長時間沉淀下使孔洞發生塌陷，保證泥漿相對密度、孔壁厚度和孔底沉渣等契合工程要求。工程在進展階段，施工人員將換漿與掏渣有機結合，以確保鉆孔情況良好。

3.7 制作、安放鋼筋籠與導管

施工人員應確保鋼筋籠加工制作操作與清孔、沖孔操作一同進行，以孔徑、孔深相關參數為依據，確定鋼筋籠大小，同時，嚴格遵循相關圖紙內容，進行分段加工，將主筋、箍筋間隔點焊加固，細致核查鋼筋籠規格、位置和直徑等，并在鋼筋籠外側主筋科學設置混凝土穿心圓墊塊，避免鋼筋發生銹蝕問題[4]。待制作完成鋼筋籠后，需將其平整置于場地，然后應用16 t 汽車將其吊裝至孔內，在這一階段，施工人員應確保鋼筋籠緩慢下落，避免其碰撞孔壁質量受到影響，如下插困難，則可正反旋轉。在鋼筋籠下放到位后，施工人員即需設置導管，應用壁厚為3 mm 的Φ 300 mm 無縫鋼管，將導管每節長度控制在2～4 m 之間，使用螺栓或螺絲扣連接后再使用膠圈進行密封。在導管使用前期階段，施工人員應細致檢查其密封性，并進行試拼試壓，在此基礎上，有序進行二次清孔、混凝土灌注操作。

3.8 水下混凝土灌注

作為沖孔灌注樁技術應用階段的一項關鍵工序，混凝土灌注操作尤為重要，工程施工人員在進行水下混凝土灌注操作前期，針對性地落實了相應的技術準備工作，以保障水下混凝土灌注操作質量。工程樁身等級為C35，為商品混凝土，坍落度在180～220 mm 之間，施工人員在將其充分攪拌后，即可將其運抵現場倒入儲料斗[5]。這一階段應密切關注儲料斗狀態，待其盛滿后將混凝土活塞剪除，利用導管進行灌注操作，當發現儲料斗內混凝土面下降于底部，則需立即添加混凝土，嚴格關注混凝土上升速度和導管提升速度。

3.9 成樁

施工人員在完成混凝土灌注操作后，需及時移除導管和護筒，依據相關規范進行養護工作，在混凝土契合建筑工程強度要求后，即可清除樁頭多余混凝土，鉆孔灌注樁成樁。

4 沖孔灌注樁技術應用于建筑工程中質量控制措施

施工人員在將沖孔灌注樁技術應用于建筑工程時，受諸多因素影響，可能誘發漏漿、塌孔、偏孔、堵管、斷樁和混凝土灌注不理想等問題，環節即對上述問題質量控制措施予以研究。

4.1 漏漿問題質量控制措施

根據前期勘察工作顯示，工程含有拋填堤心塊石層，表面塊石和直徑大、含泥量小，堅硬度高，因此在具體沖孔操作期間，石塊很容易錯動，誘發漏漿、卡錘問題。在具體施工階段，如發現出現漏漿問題，施工人員需立即停止鉆進操作，回填粘土堵塞漏洞，如有必要，還需跟進臨時鋼護筒。

4.2 塌孔、偏孔問題質量控制措施

工程在進行沖擊鉆孔操作時，受人工操作、現場地質情況影響，常出現塌孔、偏孔和擴孔等問題。從塌孔問題出現的原因來看，可能為沖程過大、承壓水低于靜水壓力和泥漿過稀等情況導致，因此，施工人員在操作階段，應嚴格遵循施工規范，科學把控錘頭、鋼筋籠提升、降落垂直度，保持護筒密封緊實性。所謂偏孔問題，主要表現為鉆孔不直、孔身出現較大位移偏斜，偏孔問題會直接影響鋼筋籠吊進和灌注樁承載力。從偏孔問題出現的原因來看，具有多樣化特點，樁機架設不規范、場地泡水沉陷和施工土質層不均勻等皆為主要原因。如前文所述，工程含有拋填堤心塊石層，因塊石松散，故在沖孔階段錘頭所受阻力并不均勻，十分容易誘發偏孔問題[6]。基于此，施工人員需預先進行設備檢修，對于不均勻的土層采用低錘沖擊方式，如傾斜過大可回填粘土，再次進行沖進操作。

4.3 堵管、斷樁問題質量控制措施

堵管問題的出現，主要是由混凝土粘聚性差、混凝土混有大塊石雜物等導致，在導管埋深契合相關要求但仍然出現堵管問題時，施工人員可上下振搗導管，加速混凝土流動。從斷樁問題出現的原因來看，主要由導管埋深太淺導致，因此，施工人員在進行混凝土灌注操作前期，需組織拉伸試驗，對導管性能進行細致檢查，避免發生斷樁問題。

4.4 混凝土灌注質量控制

施工人員在正式進行混凝土灌注操作前期，需細致檢查灌注所用原材料質量，并于二次清孔、孔底沉渣測量工作完成后進行灌注操作。毫無疑問，混凝土灌注質量直接關系沖擊灌注樁技術應用效果，故施工人員需重視混凝土灌注操作質量控制，具體而言，需落實如下幾點工作：（1）在混凝土灌注前期，施工單位需派遣專業的人員對導管密封性加以檢查，應用試拼裝壓水方法，檢查導管是否存在漏水問題；（2）本工程在進展階段，對粗骨料最大粒徑進行了嚴格控制，一定程度上，提升了混凝土和易性能；（3）施工人員在灌注混凝土前，需對導管底部距孔底凈距離加以控制，一般來說，需將其控制在300～500 mm 區間內；（4）施工人員應明確：混凝土在短時間內十分容易凝固，故其應嚴格控制灌注時間，保持灌注操作的連續性；（5）施工人員要及時測量孔內混凝土面位置，并結合其具體情況，針對性調整導管埋深，通常情況下，需將埋深控制在2～5 m 區間內，避免出現導管難以拔出問題；（6）在混凝土灌注環節，施工人員還需控制灌注溫度，精準把控灌注量。

5 結語

沖擊灌注樁技術在建筑工程領域廣泛應用，對建筑工程整體質量和施工效果影響顯著。但在該項技術具體應用期間，受多重因素影響，也存在相應的問題。基于此，施工人員應秉持全局觀念，對各項施工環節質量予以控制，把握施工質量控制要點和細節，切實提升該項技術的應用水平，保障建筑工程施工質量，進而推動建筑工程行業健康發展。