旋挖成孔灌注樁施工技術及在建筑工程中運用研究

曾韜

廣州工程總承包集團有限公司 廣東 廣州 510000

近幾年，社會經濟的驅動下，建筑工程質量標準提升，人們生活也得到了合理改善，在此環境中建筑行業快速發展，新技術不斷涌現。建筑工程施工中，地基是最重要的一環，決定著項目整體穩定性，為此地基基礎必須夯實。研究發現，鉆孔灌注樁相對可靠，對工程質量有極大的保障，現實中借助鉆孔灌注樁核心技術的應用和妥善的質量控制，可消除施工隱患，保障建筑工程長久效益。

1 海珠區婦女兒童醫院建設項目施工概況

海珠區婦女兒童醫院建設項目，整體施工規模較大，總用地面積為12442.52m2，其中建筑凈用地面積為8360m2，建筑高度約79.95m。結合前期地質勘察結果和圖紙要求，基坑開挖深度12.95—15.15m。醫院建設項目的建筑密度為30%，此外植被綠化率為40%，容積率為3.6。本項目需參照三級專科醫院施工標準，規劃300個床位。室外工程含綠化等內容，同時包括道路廣場及停車場。項目施工立面圖，如下圖1所示。

圖1 施工立面圖

2 旋挖成孔灌注樁施工技術及在建筑工程中運用分析

2.1 超前鉆施工

項目施工中，為探明施工的地質情況，掌握旋挖成孔灌注樁施工相關的技術參數，明確具體的施工范圍，需科學使用超前鉆工藝，強化施工效果。旋挖成孔前要整理好相關的超前鉆施工參數信息，利用超前鉆數據優化施工方案，科學指導用成孔灌注樁施工。

2.1.1 超前鉆工藝

超前鉆工藝目的是完成提前探底，獲得有效的施工場地數據，對現場施工的進度綜合把控，提高施工質量，從而夯實工程地基基礎。超前鉆工藝有利于現場預控工作的實施，同時可縮短施工間歇，對醫院這種大型項目來說，可科學節約成本。借助超前鉆可指導現場旋挖樁施工進度等內容，全面提升施工品質。超前鉆鉆探點至關重要，需使用全站儀放孔，合理滿足施工要求，撰寫可靠的勘察報告，確保超前鉆分批施工，達到理想施工效果[1]。第一批超前鉆施工數量應該控制在灌注樁數量的10%左右，并且后續超前鉆分批施工也要按照這一比例進行，直到滿足施工要求。

2.1.2 超前鉆施工

超前鉆施工想要達到理想的效果，需遵循以下工藝流程，首先是平整場地，在場地平整到位的基礎上進行樁位放樣工作，為后續工作提供保障；其次是鉆機就位，檢查設備運轉情況，匹配好人員，實施孔鉆鉆進工作；最后是起鉆、取芯，在技術保障下鉆至設計高程，最終達到終孔階段。需強調的是施工平臺的平面尺寸影響較大，應按樁基設計平面尺寸完善，滿足鉆機就位要求。根據設計藍圖和鉆進施工的總控制點完成相關的測量控制網布設。測量控制網不容忽視，是進行施工放樣的重要保障，放樣結果要及時上報，以便管理單位核查，消除施工中隱患，確保施工穩步推進。現實鉆進作業期間，取芯長度不容忽視，應根據機械參數設定，同時依托巖性有效調整。施工環節中，所有芯樣應安排到位，確保編號齊全，施工中統一存放。鉆進前期，根據鉆孔及取芯倩況，注明鉆孔編號，繪制圖紙。孔口坐標及高程是重要參數信息，要符合工程實際。超前鉆結構圖，如下圖2所示。

圖2 超前鉆結構圖

2.2 回灌護壁成孔

結合現場勘察可知，醫院建設場地地貌類型復雜，建設區域屬于珠江三角洲沖積平原，施工中該區域被填土整平，但地勢較低。此外，擬建場地的土層構成也比較復雜，主要有人工堆積成因（Qml）的填土層，粉質黏土、粉細砂以及規模較大的殘積成因（Qel）的粉質黏土。為消除鉆孔灌注樁施工作業的隱患，現實中應積極采用回灌護壁成孔技術。該技術適用性強，適用于填土、黏性土等巖土層。實際施工作業中，開挖直徑至關重要，影響工程建設穩定性，可按設計樁身直徑實施優化設計。回灌成本低，環境污染壓力小、施工方便，所以值得推廣。實踐表明，該技術體系適用于塌孔幾率較小以及較為穩定的地層施工。在局部塌孔時可使用強度較低的混凝土回灌，操作中控制好回灌高度，使其高于塌孔位置的頂標高（開挖過程中）300～ 500mm，以保障施工質量達標[2]。待混凝土強度理想后，可開展混凝土回灌護壁成孔，控制好混凝土坍落度，時刻觀察混凝土面高程變化（回灌過程中）。現實中，隨著混凝土的回灌，如果實際高程變化不大，可以判斷此時存在大孔洞或有串孔的可能。為確保后續的成樁質量，需將混凝土坍落度調小，在此前提下減少回灌混凝土用量。

2.3 全鋼護筒護壁成孔

全鋼護筒護壁成孔該類技術比較特殊，適用于松填土地質。此外在砂卵石地質區域也可以應用該技術確保鉆孔的質量。護筒內徑宜比樁徑大，同時護筒采用Q235/Q345低合金材料，壁厚不小于10mm。該技術優勢是成孔質量好，同時施工中塌孔幾率極低，比較適用于復雜的地質層施工[3]。全護筒隨開挖進行合理的護壁，可提高孔壁的支撐力，能有效減少塌孔。具體施工中，待樁孔全部驗收完成后，可將護筒上提隨樁身混凝土澆筑一起，最終護筒全部取出。

2.4 清孔、安裝鋼筋籠

2.4.1 清孔作業

清孔在施工中不容忽視，經過檢查孔徑后便可實施清孔的作業流程，保障灌注樁的成樁質量。清孔工作采取的措施要結合工程實際。值得強調的是，軟土造漿鉆孔清理注意事項多，為滿足施工要求，應在鉆孔達到深度后再合理實施相關的操作。人員可以使鉆頭空鉆，保證循環換漿，同時控制好泥漿比重，將其精確控制在1.3左右。想要提高施工有效性，需要緩放灌注水，必要時對孔洞二次清理，輔助完成混凝土灌注，提升灌注樁的整體強度。

2.4.2 鋼筋籠制作與安裝

（1）鋼筋籠制作

鋼筋籠制作原則上要分段進行，以滿足現實需求，分段長度需要參照整體剛度標準。同時還要兼顧鋼筋實際長度及施工現場起重設備的高度等，綜合多種因素進行判定。結合現實可知，工程灌注樁鋼筋籠應用期間，一般要進行通長布置,當直徑大于22mm時可實施有效的機械連接措施，確保焊接的質量。主筋采用三級鋼，接頭設置非常關鍵，通常在構件受應力較小部分。焊接采用的焊條要有質量保障，應按母材材質選用,提升整體穩定性[4]。鋼筋籠的制作存在允許偏差值，通常情況下箍筋間距允許偏差≤10mm；長度允許偏差≤5mm。鋼筋籠允許偏差值，詳情見表1。

表1 鋼筋籠的允許偏差值

（2）鋼筋籠安裝

鋼筋籠的安裝一般情況需輔助吊機3點起吊，最為關鍵的是入孔時保持鋼筋籠位置精準，確保軸線重合,吊裝整個過程，均必須處于垂直狀態。現場操作期間，對準孔位穩定輕放，同時采取保護措施，避免碰撞孔壁。鋼筋籠吊裝以及安放的過程中一旦遇阻，需及時查清原因，切記不能強行沖擊下放，以免埋下施工隱患。鋼筋籠上設置墊塊，與此同時焊接加勁箍，借助高效的支撐保護手段，防止直接沖擊鋼護筒。

2.5 混凝土澆筑

混凝土澆筑屬于綜合性的工作，施工過程較為復雜。其作用顯著，是施工中最后一道與施工品質聯系緊密的工序，具體來說混凝土的澆筑質量會影響灌注樁的整體質量，所以混凝土澆筑不容忽視，施工過程應嚴格控制。結合施工經驗可知，成孔間隔時間≤24h ，通過成孔質量檢測后便可開始澆筑混凝土。在澆筑施工前，提前檢查漏斗、儀器等，確保澆筑材料攪拌均勻，通過前期準備防止發生堵管，憑借技術手段，保證合理的坍落（180～220mm）。此外，嚴格控制好樁底和導管底部距離，使其控制在0.25—0.40m的區間內。為確保混凝土澆筑質量，導管埋置深度極為關鍵，宜控制在1～7m。在澆筑施工中，若導管埋置深度＞7m會增加鋼筋籠上浮或者埋管不穩定的風險，嚴重影響施工質量。先測量混凝土澆筑高度，然后再起撥導管，結合實際情況確定好理想的導管實際埋深等。樁身的混凝土澆筑需嚴格遵循施工流程，采用水下澆筑方法，確保理想的混凝土強度配比。水下混凝土澆筑施工不可中斷，施工期間每根樁的澆筑時間需合理調控，盡可能≤30min。結合案例工程施工要求，工程結構穩定性和耐久性要求高，為確保混凝土結構質量達標，滿足強度等級要求，現實中要科學控制好澆筑高度，同時實施有效的養護。

混凝土澆筑完成后，還需實施混凝土養護與防裂縫。混凝土收漿后為防止質量隱患的出現，要盡快養護和覆蓋，結合施工階段的不同，匹配不同的養護措施，全面提升施工品質。借助綜合養護措施，來規避裂縫的發生，降低表面開裂的可能性。砼澆注完成后12小時，待到其強度達標后，便可實現模板拆除。基本上澆筑完成后，附著在混凝土表面的水分會快速變成塑性體，從而誘發塑性收縮裂縫。工程項目中，為防止該種裂縫形成，可做好以下養護措施：（1）控制骨料的含泥量，結合實驗室配比要求，摻加粉煤灰和減水劑，借此強化混凝土的性能。（2）施工操作期間，降低混凝土拌合料的入倉溫度，避免形成較大溫差。施工要選擇在氣溫較低時進行，合理控制裂縫出現。（3）表面做到潮濕養護，輔助灑水等養護手段，降低混凝土干縮應力。通過應力控制方式，減少裂縫的產生。

2.6 鉆孔異常處理

實際施工作業期間，鉆孔灌注樁質量與鉆孔的速度、效果控制息息相關，在準備鉆孔前,需要實施鉆機中心校核, 以免影響成孔質量。一切檢查結束后，要保持迅速鉆進，施工中不可冒進，規避風險的發生。灌注樁離不開泥漿，研究發現泥漿有護壁效果，不可忽視。施工階段泥漿比重的確定關乎成樁質量，需要參考地質鉆孔的科學參數。如果工程的地質特殊，其中砂卵石占比較大，泥漿比重最合理的區間是1.3-1.5；如果砂性土占比較多，其比重應當在1.2-1.3，施工現場要靈活調整。施工中,觀察泥漿是否回流順利，合理分布沉降池和泥漿池位置。此外，鉆孔速度小于1m/min ,可以減少施工中風險。

2.6.1 塌孔處理

鉆孔過程易發生塌孔，為改善現實問題，需對護壁泥漿等技術合理升級，減緩鉆進速度等，借此確保施工的連續，降低塌孔風險。改善護壁泥漿實踐操作中可加入干鋸末，通過配比的調整，增大泥漿比重。借助此原理改善成孔的孔壁結構，與此同時控制好泥漿比重，將其科學控制在1.15-1.40，強化施工效果。鉆頭每次進入時，需控制好角度和成孔速度，如塌孔嚴重，需借助同等級混凝土回填，在完成夯實作業后重新鉆孔。

2.6.2 埋鉆、卡鉆處理

針對埋鉆、卡鉆問題，要明確問題存在的原因，然后實施針對性處理。埋鉆的主要原因是施工作業期間一次成孔太多，從而導致泥漿沉淀過快，影響了鉆進質量。而卡鉆原因是作業階段鉆頭底蓋合攏不好，使異物進入導致卡鉆。發生以上現象后，要消除側阻力后再處理，降低鉆頭受損的可能性。

3 結語

綜上所述，從海珠區婦女兒童醫院建設項目中了解到，在復雜地質情況下采用旋挖成孔灌注樁較為可行，該支護技術可提升地基穩定性，夯實建筑結構基礎。施工質量穩定可靠，同時有經濟環保的應用價值，值得推廣。現實中，要從成孔技術、鋼筋籠下放和混凝土澆筑等階段入手，嚴格控制施工工藝，發揮鉆孔灌注樁優勢。特別是旋挖鉆機成孔階段，需控制好鉆進的速度，對參數有效調節，在此基礎上達到預期的灌注樁施工效果。