林 釗

（山西省煤炭建設(shè)監(jiān)理有限公司， 山西 太原 030012）

0 引言

現(xiàn)代化城市建設(shè)理念的深入實(shí)施創(chuàng)新了深基坑施工技術(shù)，旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)是公認(rèn)的最高效、最安全、最環(huán)保的綠色施工方式?，F(xiàn)代化城市的建設(shè)理念促使城市面積不斷擴(kuò)大，對(duì)城市周邊的生態(tài)環(huán)境也造成了較為嚴(yán)重的負(fù)面影響?；诖?，施工企業(yè)開(kāi)始探尋既環(huán)保又高效的施工技術(shù)，通過(guò)多年的運(yùn)用與實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)不僅有利于提升基坑工程施工效率，同時(shí)還有利于周邊生態(tài)的環(huán)保。

1 基坑工程與旋挖樁

施工企業(yè)必須以保證基坑質(zhì)量為前提開(kāi)展施工作業(yè)?；庸こ淌堑刭|(zhì)工程、巖土工程、結(jié)構(gòu)工程與巖土測(cè)試技術(shù)等相關(guān)技術(shù)工程的統(tǒng)稱?；庸こ讨饕üこ炭辈?、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工、土方開(kāi)挖與回填、地下水控制、信息化施工及周邊環(huán)境保護(hù)措施等等?，F(xiàn)階段，簡(jiǎn)單高效、經(jīng)濟(jì)安全是基坑工程唯一的施工標(biāo)準(zhǔn)，最常見(jiàn)的一種施工方式就是放大坡開(kāi)挖，但是經(jīng)常受到施工現(xiàn)場(chǎng)及外界因素的影響。

旋挖樁是工程術(shù)語(yǔ)，通常指的是由旋挖鉆機(jī)施工的樁型，又稱旋挖鉆孔灌注樁。隨著我國(guó)科研水平的不斷提升，機(jī)械化與智能化生產(chǎn)模式應(yīng)運(yùn)而生，大幅度降低了施工作業(yè)時(shí)對(duì)人力資源的消耗，同時(shí)提升了土方開(kāi)挖的精準(zhǔn)程度，推動(dòng)開(kāi)挖效率的持續(xù)提升。另一方面，由于機(jī)械化生產(chǎn)在建筑施工領(lǐng)域的不斷深入，挖鉆孔灌注樁施工對(duì)人力的需求有所減少，幫助施工企業(yè)節(jié)省了很大一筆成本開(kāi)支[1]。

2 基坑工程特征與旋挖鉆施工工藝特征

基坑工程作為當(dāng)前國(guó)內(nèi)最為環(huán)保高效的工程項(xiàng)目之一，具有許多較為顯著的工程特征。首先，基坑工程具有較大的風(fēng)險(xiǎn)性。所有基坑工程必須具備最基本的支護(hù)措施及設(shè)備，當(dāng)前國(guó)內(nèi)許多基坑工程的支護(hù)措施均為臨時(shí)措施。臨時(shí)支護(hù)體系的防護(hù)效果降低，其荷載、強(qiáng)度、變形、防滲、耐久性等方面的安全儲(chǔ)備較小，無(wú)法與長(zhǎng)效支護(hù)體系相睥睨。其次，基坑工程具有明顯的區(qū)域特征。我國(guó)地形方面存在著較大差異，我們一般統(tǒng)稱為地域性差異。從建筑工程的角度分析，不同區(qū)域具備不同的地質(zhì)及水文條件，少數(shù)情況下，同一座城市的地質(zhì)與水質(zhì)也千差萬(wàn)別。最后，基坑工程具備顯著的環(huán)保特征及個(gè)體特征。前文提到，受到現(xiàn)代建筑施工設(shè)計(jì)理念的影響，當(dāng)前國(guó)內(nèi)多數(shù)基坑工程均具有明顯的環(huán)保特征，相關(guān)設(shè)計(jì)人員及施工人員的環(huán)保意識(shí)相對(duì)較高?；庸こ痰氖┕ふ駝?dòng)極有可能會(huì)引起周邊水環(huán)境的改變，同時(shí)應(yīng)力場(chǎng)的變動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致周?chē)馏w變形，對(duì)相鄰生態(tài)環(huán)境能夠造成較為嚴(yán)重的消極影響?；诖?，基坑工程在施工過(guò)程中需要時(shí)刻注意對(duì)周邊環(huán)境中地質(zhì)及水質(zhì)的污染與影響。

旋挖灌注樁施工技術(shù)在建筑領(lǐng)域進(jìn)入新時(shí)代之后實(shí)施了優(yōu)化，較之傳統(tǒng)的灌注樁施工，其施工效率更高、施工質(zhì)量更好且環(huán)保特征顯著。隨著時(shí)間的推移，旋挖灌注樁施工技術(shù)在基坑工程中的應(yīng)用愈發(fā)頻繁，逐漸成為基坑工程施工的技術(shù)支撐。通過(guò)基坑工程對(duì)旋挖灌注樁施工技術(shù)長(zhǎng)時(shí)間的試運(yùn)行，逐漸掌握了旋挖灌注樁施工技術(shù)的多數(shù)特征。

第一，旋挖灌注樁施工技術(shù)具備環(huán)境污染小、成孔速度快以及鉆孔直徑范圍廣。當(dāng)前的基坑施工技術(shù)均需具備環(huán)保特征，并且需要保證該項(xiàng)技術(shù)能夠達(dá)到相應(yīng)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。因此，旋挖灌注樁施工技術(shù)循環(huán)使用泥漿，并將鉆孔方式轉(zhuǎn)變?yōu)楦沙煽鬃鳂I(yè)，最大限度上降低傳統(tǒng)循環(huán)鉆機(jī)所產(chǎn)生的噪音。另一方面，隨著機(jī)械化生產(chǎn)模式在建筑領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，旋挖鉆機(jī)的可成孔直徑達(dá)到0.6-3.2m，在中層土質(zhì)中完成一根長(zhǎng)50 米直徑1.2 米灌注樁只需4個(gè)小時(shí)，等同于傳統(tǒng)鉆機(jī)效率的3 倍以上。

第二，旋挖灌注樁施工技術(shù)具備行走移位方便快捷、樁孔對(duì)位精準(zhǔn)的技術(shù)特征。隨著機(jī)械化生產(chǎn)的逐漸深入，當(dāng)前多數(shù)旋挖鉆機(jī)均具備履帶裝置，促使土方能夠快速達(dá)到指定位置。除了行走方便之外，旋挖鉆機(jī)的樁孔對(duì)位精準(zhǔn)，較之傳統(tǒng)的樁孔對(duì)位，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)使用先進(jìn)儀器進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)位，促使鉆機(jī)達(dá)到最佳的鉆進(jìn)狀態(tài)。通過(guò)主機(jī)井架控制系統(tǒng)可以隨時(shí)調(diào)整機(jī)架的垂直度，以此保證鉆孔質(zhì)量[2]。

3 旋挖灌注樁施工技術(shù)

3.1 施工前的準(zhǔn)備

旋挖灌注樁在施工前需要進(jìn)行兩個(gè)準(zhǔn)備工作，其一是測(cè)量放樣，其二就是鉆機(jī)就位。首先，測(cè)量放樣在實(shí)際測(cè)量的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)遵循從整體到局部的施工原則，最終采用復(fù)測(cè)后的導(dǎo)線點(diǎn)實(shí)施各樁位的定位放樣。隨著施工技術(shù)的不斷精進(jìn)，測(cè)量理念及其內(nèi)容隨之發(fā)生些許變動(dòng)，當(dāng)前的測(cè)量放樣內(nèi)容主要包括中心樁位的放樁、圍繞中心樁位的護(hù)樁、測(cè)量該位置并標(biāo)高等等，在放樁的過(guò)程中，十字護(hù)樁與中心樁位的距離必須大于2m，同時(shí)保證埋設(shè)質(zhì)量。

其次就是鉆挖灌注樁的鉆機(jī)就位環(huán)節(jié)，為了保證樁孔能夠時(shí)刻處在鉆機(jī)的工作范圍之內(nèi)，因此施工人員必須將旋挖鉆機(jī)緩慢移動(dòng)到鉆孔平臺(tái)，并且及時(shí)調(diào)整鉆機(jī)位置。另一方面，施工人員對(duì)鉆機(jī)有效工作范圍內(nèi)的環(huán)境應(yīng)進(jìn)行清理，保證鉆孔工作的卸渣及其他操作的規(guī)范性?，F(xiàn)階段，鉆挖灌注樁的施工要求越來(lái)越高，需將其位置調(diào)整至達(dá)到相應(yīng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)后即可開(kāi)始自動(dòng)化復(fù)位，實(shí)時(shí)調(diào)整鉆機(jī)位置，促使鉆桿、鉆頭的中心與樁位中心保持同一水平線，同時(shí)使用垂線復(fù)核。

3.2 埋設(shè)護(hù)筒

建筑行業(yè)對(duì)旋挖灌注樁施工過(guò)程中的埋設(shè)護(hù)筒環(huán)節(jié)制定出相當(dāng)高的標(biāo)準(zhǔn)，為了保證整個(gè)施工過(guò)程的安全質(zhì)量，在選擇護(hù)筒時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇鋼制護(hù)筒，其壁厚不得小于10mm,長(zhǎng)度不得小于2m，內(nèi)徑要比預(yù)設(shè)樁徑超出20cm。在安裝護(hù)筒的過(guò)程中，務(wù)必采用護(hù)筒驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)加壓下放到位，待到護(hù)筒安裝到位之后，測(cè)量護(hù)筒頂端與地面高度差異，通常情況下應(yīng)為0.3m，隨后采用護(hù)樁十字線中心復(fù)核。確保護(hù)筒頂端的中心位置與設(shè)計(jì)樁位的距離偏差不會(huì)超過(guò)5cm，且傾斜度始終保持在1%左右。埋設(shè)護(hù)筒的過(guò)程非常復(fù)雜，需要反復(fù)的核查、測(cè)量與校對(duì)，所有中心線校對(duì)完畢后才能開(kāi)始實(shí)際埋設(shè)，包括鉆頭的二次對(duì)中、鉆頭中心與設(shè)計(jì)樁位中心的對(duì)中等復(fù)核工作。

3.3 泥漿制備

在旋挖灌注樁的施工過(guò)程中，施工人員應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定孔內(nèi)水位，同時(shí)采用膨潤(rùn)土制成泥漿進(jìn)行護(hù)壁，穩(wěn)定孔內(nèi)狀況，防止孔內(nèi)坍塌。所謂的泥漿護(hù)壁就是指利用泥漿與地下水之間的壓力差來(lái)控制水自身的壓力，以確保孔壁的穩(wěn)定，泥漿的比重則起到保持這種壓力差的關(guān)鍵作用。當(dāng)鉆孔內(nèi)的泥漿比重過(guò)小，泥漿護(hù)壁則失去阻擋土體坍塌的積極意義；當(dāng)鉆孔內(nèi)的泥漿比重過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致混凝土置換困難或者泥漿泵產(chǎn)生堵塞等問(wèn)題。鉆孔中的泥漿比重出現(xiàn)異常，均會(huì)給成樁質(zhì)量帶來(lái)負(fù)面的消極影響。除此之外，應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置泥漿池，通常情況下，泥漿池的容積是鉆孔容積的1.5-2 倍，同時(shí)要充分發(fā)揮出泥漿的積極效用，對(duì)其指標(biāo)的選取具有較大影響。

3.4 排渣清孔

鉆孔完成后，施工方應(yīng)在業(yè)主、監(jiān)理、勘察及設(shè)計(jì)單位進(jìn)行驗(yàn)收確認(rèn)后進(jìn)行及時(shí)清孔。一般情況下，孔內(nèi)泥漿水位應(yīng)當(dāng)高出地下水位的1.5m 以上，結(jié)合孔位采用截齒撈砂斗進(jìn)行撈砂。完成空地的清理之后即可實(shí)施換漿置換法，以此加快降低含砂率，同時(shí)有效提升驗(yàn)收環(huán)節(jié)后的清孔效率。

在制作安裝鋼筋籠之前，施工人員需要首先排渣清孔。施工人員在沒(méi)有發(fā)現(xiàn)掉渣或塌孔情況下，可以直接使用旋挖鉆機(jī)清孔鉆具對(duì)孔底沉渣進(jìn)行反復(fù)撈取。另一方面，采用鋼絲材質(zhì)的標(biāo)定測(cè)繩，20m 以內(nèi)測(cè)錘重2Kg，20m 以上測(cè)錘重 3Kg，測(cè)繩之上必須標(biāo)明刻度，通過(guò)測(cè)繩來(lái)測(cè)定孔內(nèi)深度及孔底沉渣的厚度，清孔工作順利開(kāi)展后，孔內(nèi)泥漿指標(biāo)與孔底沉渣厚度應(yīng)完全符合相應(yīng)的規(guī)范要求。

3.5 鋼筋籠制作安裝

基本上，旋挖轉(zhuǎn)孔灌注樁施工過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)內(nèi)容都極其復(fù)雜，且對(duì)相應(yīng)施工設(shè)施的測(cè)量精準(zhǔn)度較高，例如鋼筋籠的設(shè)計(jì)與制作均是在施工現(xiàn)場(chǎng)完成，其設(shè)計(jì)要求完全依據(jù)樁長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)，此外，在安裝鋼筋籠時(shí)也需要保證其自身的垂直度。鋼筋籠的下方輕巧，以防止鋼筋籠與井壁發(fā)生碰撞，從而使鋼筋籠的外部變形。

通常情況下，鋼筋籠均需在校對(duì)后進(jìn)行下放，且在鋼筋籠的周?chē)鷶[放并固定一些砼墊塊，保證保護(hù)層的均等厚度。分節(jié)制作的鋼筋籠在孔口連接時(shí)，需重視上下節(jié)鋼筋籠的垂直度，同時(shí)搭接接頭的處理也應(yīng)當(dāng)滿足相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在鋼筋籠安裝完畢后，施工人員應(yīng)及時(shí)進(jìn)行二次清孔，不斷置換泥漿，以此確?？變?nèi)泥漿指標(biāo)和孔底成渣厚度完全貼合相應(yīng)規(guī)范要求，直到澆注水下混凝土。

3.6 灌注混凝土

灌注混凝土是旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)的最后一個(gè)施工步驟。在灌注混凝土的過(guò)程中，首先應(yīng)當(dāng)計(jì)算并控制第一批用于封底的混凝土克重，在下落的過(guò)程中，其中蘊(yùn)含的沖擊力能夠?qū)⒛酀{從導(dǎo)管中成功排出，同時(shí)將導(dǎo)管的下口埋入混凝土的1m-3m 處，如果工程所需樁身較長(zhǎng)，導(dǎo)管在混凝土中的埋設(shè)深度可以適當(dāng)加長(zhǎng)。

埋設(shè)導(dǎo)管時(shí)所產(chǎn)生的巨大沖擊力能夠?qū)兜變?chǔ)存的沉渣盡量沖開(kāi)，是減少工后沉降的主要手段，同時(shí)也能有效控制樁底沉渣數(shù)量。為了防止導(dǎo)管進(jìn)水，在混凝土的灌注過(guò)程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制水灰比、灌注數(shù)量等變量因素，另一方面就是簡(jiǎn)球、拔栓或者開(kāi)閥等環(huán)節(jié)。此外，過(guò)高的技術(shù)要求促使施工人員必須在第一批混凝土灌注完畢后，及時(shí)的探測(cè)孔內(nèi)混凝土表面高度，計(jì)算出導(dǎo)管內(nèi)埋設(shè)深度，順利進(jìn)行剩余混凝土的灌注。

當(dāng)混凝土的灌注開(kāi)始時(shí)，施工人員應(yīng)當(dāng)連續(xù)不斷的進(jìn)行灌注。在灌注過(guò)程中，為了保證灌注質(zhì)量，必須防止混凝土拌合物從漏斗頂端溢出或者從漏斗外掉入孔底。如果混凝土掉入泥漿后，泥漿會(huì)變得粘稠且易凝結(jié)，影響導(dǎo)管距離的探測(cè)。除此之外，施工人員還應(yīng)當(dāng)注意觀察導(dǎo)管內(nèi)部的混凝土下降情況及孔內(nèi)水位的升降情況，及時(shí)測(cè)量孔內(nèi)混凝土面的高度位置，以此正確引導(dǎo)導(dǎo)管的提升與拆除。

提升導(dǎo)管的過(guò)程中，施工人員應(yīng)當(dāng)保證軸線始終保持豎直狀態(tài)，與兩側(cè)的距離始終對(duì)等，以此為基礎(chǔ)逐步提升。例如，導(dǎo)管法蘭掛鋼筋骨架，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管的方法，使其脫離鋼筋骨架后，再移動(dòng)到鉆孔的中心位置?；炷恋墓嘧⑦^(guò)程中，如若導(dǎo)管內(nèi)部的混凝土不滿或者含有空氣時(shí)，后續(xù)的混凝土應(yīng)當(dāng)徐徐灌入，盡可能避免整斗灌注。當(dāng)混凝土內(nèi)存在空氣，導(dǎo)管內(nèi)較易形成高壓氣囊，較易擠出管節(jié)間的橡皮墊，最終致使導(dǎo)管出現(xiàn)漏水問(wèn)題。

灌注混凝土的注意事項(xiàng)較多，對(duì)施工人員的技術(shù)要求相對(duì)較高，因此這里建議采用水下灌注樁基混凝土，較之傳統(tǒng)的混凝土灌注，水下的灌注方式效率較高、質(zhì)量更高且更安全。在灌注過(guò)程中，設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以下 3 米范圍內(nèi)混凝土采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗密實(shí)，以此為基礎(chǔ)，保證樁頂混凝土的灌注質(zhì)量[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程加快，國(guó)內(nèi)建筑市場(chǎng)逐漸發(fā)展完善，同時(shí)促進(jìn)了相關(guān)行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，旋挖樁的適用范圍相對(duì)較廣，因此成為國(guó)內(nèi)首屈一指的施工手段，無(wú)論是在軟泥、砂礫還是流砂等土質(zhì)下，旋挖樁均可順利實(shí)施，換言之環(huán)境因素對(duì)該技術(shù)的影響程度較小。旋挖樁的施工過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，需要不斷的復(fù)核與校對(duì)，因此需要技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)的完美配合，以此保證成樁的最終質(zhì)量以及工程的順利完成。