旋挖鉆孔成樁施工技術在建筑樁基工程中的運用

陳潔穎，暴曉寬，胡懿之

（1.核工業南京建設集團有限公司，江蘇 南京 210000； 2.江蘇交控人才發展集團有限公司，江蘇 南京 210000）

在建筑樁基工程中，旋挖鉆孔成樁施工技術因其高效、環保、適應性強等優點而得到廣泛的應用。本文將詳細介紹旋挖鉆孔成樁施工技術的原理、特點以及在建筑樁基工程中的應用。同時，還將探討該技術在施工過程中的質量控制和安全管理，以確保樁基工程的質量和安全性。通過對旋挖鉆孔成樁施工技術的研究和應用，可以提高樁基工程的施工效率和質量，為建筑工程的順利進行提供有力保障。

1 旋挖鉆孔成樁施工技術原理

1.1 設備構成與工作原理

第一，設備構成。主機是旋挖鉆孔成樁施工設備的核心，其由履帶式底盤、動力系統、液壓系統、電氣系統、回轉平臺、桅桿等組成。主機的功能是提供動力、控制設備運行和執行各種操作。鉆桿是連接主機和鉆頭的重要部件，其由多個節段組成，可以根據需要進行組合和更換。鉆桿的功能是傳遞主機的動力，驅動鉆頭旋轉并破碎土壤和巖石。第二，工作原理。旋挖鉆孔成樁施工技術的工作原理是利用旋挖鉆機的回轉平臺帶動鉆桿和鉆頭旋轉，通過鉆頭的切削作用破碎土壤和巖石，形成孔洞。同時，通過泥漿泵將泥漿從孔洞底部抽出，經過泥漿攪拌機和泥漿分離器處理后，再循環回孔洞內，以保持孔洞的穩定和護壁。鉆渣則通過鉆渣運輸車運走[1]。

1.2 適用范圍與限制條件

首先，土層。旋挖鉆機適用于各種土層，包括軟土、黏土、砂土和礫石層等。其能夠高效地鉆進這些土層，形成穩定的孔洞。其次，巖層。對于一些較軟的巖層，如頁巖、泥巖等，旋挖鉆機也能夠有效地進行鉆進。然而，對于堅硬的巖層，如花崗巖、石灰巖等，可能需使用其他鉆進方法或設備。再次，樁基類型。該技術適用于灌注樁和預制樁等各種樁基類型的施工。無論是單樁還是群樁，都可以采用旋挖鉆孔成樁施工技術。最后，深度范圍。旋挖鉆機的鉆進深度通常在數十米至百米之間，具體深度取決于鉆機的規格和性能。這種施工技術適用于淺層和中層樁基工程。由于旋挖鉆機具有施工效率高、噪聲低、振動小等優點，因此在城市建設中，尤其是在市區內的樁基施工中，其是一種理想的選擇。

2 施工準備階段

2.1 現場勘察與設計

第一，收集資料。在進行現場勘察之前，需全面收集項目所在地的相關資料，包括地質勘探報告、地形圖、地下管線圖等。這些資料可以幫助掌握場地的地質條件、地形地貌以及地下設施的分布情況，為后續的勘察工作提供參考。第二，現場勘察。到達施工現場后，進行詳細的勘察工作。通過鉆探、地質雷達等技術手段，掌握土層的分布、厚度、性質以及地下水位等情況。對于特殊地質條件，如軟土、膨脹土、巖溶等，需進行專門的勘察。調查地下是否存在障礙物，如管線、電纜、地下構筑物等。這些障礙物可能會影響施工的進行，需提前掌握并采取相應的措施。考察施工場地周邊的建筑物、道路、橋梁等情況，評估施工對周邊環境的影響，并制定相應的保護措施。第三，制定設計方案。根據現場勘察結果，結合項目要求和相關規范，制定合理的設計方案。根據地質條件和荷載要求，選擇合適的樁基類型，如灌注樁、預制樁等。確定合適的孔徑和孔深，以滿足承載力和穩定性的要求。根據樁基類型和設計要求，設計鋼筋籠的尺寸、配筋等。根據地質條件和設計要求，確定混凝土的配合比，以保證樁基的質量[2]。

2.2 設備選擇與調試

第一，明確施工需求。（1）確定樁基類型。根據工程設計要求，確定所需的樁基類型，如灌注樁、預制樁等；（2）孔徑和孔深。掌握孔徑和孔深的要求，這將決定選擇的設備是否能夠滿足施工需求；（3）地質條件。考慮地質條件的復雜性，如土層類型、地下水位等，這會影響設備的選型和施工效率。第二，設備類型選擇。（1）鉆機。對于灌注樁施工，選擇適合的鉆機類型，如回轉式鉆機、沖擊式鉆機等；（2）灌注樁機。采用灌注樁施工，選擇灌注樁機完成灌注混凝土的工作；（3）打樁機。對于預制樁施工，選擇合適的打樁機，如靜壓樁機、振動樁機等。第三，設備性能評估。（1）鉆進速度。評估設備的鉆進速度，以確保施工進度能夠按計劃進行；（2）鉆進能力。考慮設備的鉆進能力，包括鉆進深度、孔徑大小等；（3）成樁效率。對于灌注樁施工，關注設備的成樁效率，以保證施工質量和進度。第四，設備品牌和質量。（1）選擇知名品牌的設備。知名品牌通常具有更好的質量保證和售后服務；（2）參考用戶評價和口碑。掌握其他用戶對設備的評價，有助于做出更明智的選擇。第五，設備租賃或購買。（1）租賃和購買的成本比較。分析租賃設備和購買設備的成本差異，包括短期和長期的考慮；（2）設備維護和保養責任。租賃設備時，需明確出租方對設備維護和保養的責任；（3）購買設備則需考慮自身的維護能力和成本。

2.3 人員培訓與安全措施

第一，制定培訓計劃。（1）確定培訓目標。明確施工項目所需的技能和知識，為培訓內容提供指導；（2）評估員工能力。掌握員工現有的技能水平，以便確定培訓的重點和深度；（3）選擇培訓方法。根據培訓內容和員工特點，選擇適合的培訓方式，如課堂講授、實地操作、案例分析等；（4）安排培訓時間。合理規劃培訓課程的時間，以確保不影響施工進度。第二，培訓內容。（1）技術培訓。包括施工工藝、設備操作、質量控制等方面的知識和技能；（2）安全培訓。強調安全意識、操作規程、事故應急處理等方面的內容；（3）環境培訓。介紹環保法規、施工現場環境保護措施等；（4）團隊合作培訓。培養員工之間的溝通、協作和問題解決能力。第三，培訓方式。（1）課堂教學。通過講座、演示文稿等形式，向員工傳授理論知識；（2）現場演示。在施工現場進行實際操作演示，員工親身體驗施工過程；（3）模擬操作。利用模擬器或虛擬現實技術，員工在安全的環境下進行操作練習；（4）師徒制。安排經驗豐富的員工帶領新員工，進行實際操作指導和經驗傳承。第四，培訓人員。（1）管理人員。負責培訓計劃的制定和實施，監督培訓效果；（2）技術專家。提供專業的技術培訓和指導；（3）安全人員。負責安全培訓和現場安全監督。第五，安全措施制定。（1）風險評估。對施工現場進行全面的風險評估，識別潛在的安全隱患；（2）制定安全規章制度。根據評估結果，制定相應的安全規章制度，明確員工的安全責任和義務；（3）安全培訓。向員工傳授安全知識和技能，提高其安全意識和應急處理能力；（4）安全設施配備。根據施工需要，配備適當的安全設施，如安全帶、安全網、防護欄桿等；（5）現場安全監督。安排專人負責現場安全監督，及時發現和糾正不安全行為[3]。

3 施工過程控制

3.1 鉆孔精度與垂直度控制

第一，設備選擇與調試。選擇適合施工要求的鉆孔設備，確保設備性能穩定、精度高。在使用前，對設備進行檢查和調試，確保設備處于良好的工作狀態。第二，鉆出引導孔。在正式鉆孔之前，先鉆出較小的引導孔，以確保鉆頭能夠準確地進入位置。第三，采用鉆孔導向裝置。使用鉆孔導向裝置，如鉆孔導向儀或導向套筒，可提高鉆孔的精度和垂直度。第四，實時監測與調整。在鉆孔過程中，使用測量儀器實時監測鉆孔的位置和垂直度，及時發現偏差并進行調整。第五，控制鉆進參數。合理控制鉆進參數，如鉆進速度、鉆進壓力等，以避免過度鉆進導致的偏差。

3.2 泥漿護壁與清孔

第一，泥漿制備與管理。（1）選擇合適的泥漿材料。根據施工現場的地質條件和工程要求，選擇適合的膨潤土、黏土或其他材料制備泥漿；（2）控制泥漿性能參數。密切關注泥漿的比重、黏度、pH 值等參數。不同的地質條件和施工階段可能需不同的泥漿性能，因此根據實際情況進行調整；（3）泥漿循環與凈化。確保泥漿在鉆孔過程中能夠循環使用，通過泥漿泵將泥漿從孔底抽出，經過過濾器或沉淀池去除鉆屑和雜質，再泵回孔內；（4）泥漿儲存與管理。設立專門的泥漿儲存池，對泥漿進行儲存和管理，定期檢測泥漿性能，及時補充和調整泥漿成分。第二，合理的鉆進參數。（1）鉆進速度控制。根據地質條件和鉆頭類型，合理控制鉆進速度。過快的鉆進速度可能導致孔壁不穩定，過慢則會影響施工進度；（2）鉆進壓力調節。根據不同的地層，調整鉆進壓力，以保證鉆進效率的同時，避免對孔壁造成過度的擾動。第三，保持泥漿循環。（1）泥漿循環的重要性。泥漿循環可以及時將孔內的鉆屑和泥沙帶出，保持孔內清潔，同時也有助于穩定孔壁；（2）循環系統的維護。定期檢查和維護泥漿循環系統，確保泥漿泵、管道和過濾器等設備的正常運行。第四，孔口防護。設置孔口護筒或圍堰。在孔口周圍設置護筒或圍堰，以防止外界雜物進入孔內，同時也可以起到固定孔口位置的作用。

3.3 鋼筋籠制作與安裝

第一，設計與材料選擇。根據工程要求設計鋼筋籠的尺寸、形狀和配筋。選擇符合設計要求的鋼筋材料，確保質量合格。第二，鋼筋籠制作。在制作場地設置鋼筋籠加工平臺，保證平臺的平整度和尺寸精度。根據設計圖紙進行鋼筋籠的下料、彎曲和焊接，確保鋼筋的連接牢固。對鋼筋籠進行編號，以便于安裝時的管理和追溯。第三，鋼筋籠安裝。在安裝鋼筋籠之前，對孔底進行清理，確保無沉渣和雜物。使用起重設備將鋼筋籠緩慢放入孔內，避免碰撞孔壁。安裝過程中，注意保持鋼筋籠的垂直度和位置精度，如有需要，可使用導向裝置進行輔助。第四，鋼筋籠固定。在鋼筋籠頂部設置吊筋或其他固定裝置，將其固定在孔口或井口平臺上，防止鋼筋籠上浮[4]。

3.4 混凝土灌注與成樁質量控制

第一，混凝土配合比設計。根據設計要求和工程地質條件，設計合適的混凝土配合比。控制水泥、砂、石等原材料的質量和用量，確保混凝土的性能符合要求。第二，混凝土攪拌與運輸。采用攪拌設備進行混凝土的攪拌，確保攪拌均勻；控制混凝土的坍落度和和易性，以滿足灌注要求；采用合適的運輸設備將混凝土及時運至灌注現場。第三，混凝土灌注。在灌注前，對孔底進行二次清孔，確保孔底無沉渣。采用導管法或泵送法進行混凝土的灌注，控制灌注速度和灌注高度，避免斷樁和夾層。灌注過程中，及時測量混凝土面的上升高度，確保灌注飽滿。

4 質量檢測與驗收

4.1 成樁質量檢測方法

第一，直接法。通過現場原型試驗直接檢測項目結果的檢測方法，主要有樁身完整性檢測（鉆孔取芯法）和承載力檢測（靜載荷試驗）。第二，間接法。在現場原型試驗基礎上，同時基于一些理論假設和工程實踐經驗并加以綜合分析才能最終獲得檢測項目結果的檢測方法，主要包括以下三種方法：第三，低應變法。在樁頂面施加低能量的瞬態或穩態激振，使樁在彈性范圍內做彈性振動，并由此產生應力波縱向傳播，同時利用波動和振動理論對樁身的完整性做出評價。低應變法是普查基樁的完整性，判定樁身缺陷程度和位置的一種常用方法。

4.2 質量驗收標準與程序

第一，確定質量驗收標準。根據工程的性質、規模和相關法規要求，制定質量驗收標準。明確各項質量指標和驗收要求，包括原材料、施工工藝、成品質量等方面。第二，制定質量驗收程序。建立質量驗收流程，包括自檢、互檢、專檢等環節。明確各個環節的責任人和工作內容，確保驗收工作的全面性和準確性。第三，質量檢測與記錄。在施工過程中，進行質量檢測，及時發現和解決問題。記錄質量檢測結果，包括檢測時間、檢測人員、檢測結果等信息[5]。

5 結語

本文通過對旋挖鉆孔成樁施工技術在建筑樁基工程中的運用進行探討，旨在使相關人員對該技術有更深入的掌握。該技術以其高效、環保、適應性強等特點，為建筑樁基工程提供一種可靠的施工方法。然而，在實際應用中，旋挖鉆孔成樁施工技術仍面臨一些挑戰，如地質條件復雜、施工精度要求高等。因此，在今后的研究和實踐中，需不斷探索和創新，進一步優化該技術，提高其施工效率和質量。