付智

（山西三建集團(tuán)有限公司長(zhǎng)治分公司，山西長(zhǎng)治 046000）

0 引言

隨著工程實(shí)踐的不斷發(fā)展，鉆孔灌注樁技術(shù)日益成熟，但在施工中易受周邊環(huán)境的影響，甚至威脅施工人員及房屋使用者的人身安全。同時(shí)，因建筑中應(yīng)用的鋼筋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而鉆孔灌注樁施工難度高，質(zhì)量可控性較差。為此，必須對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行跟蹤管控，確保工程質(zhì)量、安全、經(jīng)濟(jì)控制目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

1 鉆孔灌注樁概述

1.1 定義

所謂灌注樁是指在地基土中打出的樁孔，樁孔的形成需經(jīng)過(guò)鉆孔、擠土等工序、混凝土灌注等，將專(zhuān)門(mén)配置的材料置于樁孔內(nèi)，固結(jié)形成灌注樁[1]。灌注樁類(lèi)型較多，如鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁等，差異主要體現(xiàn)在成孔方式，而鉆孔灌注樁應(yīng)用最廣泛，工藝流程如圖1所示。鉆孔灌注樁施工方法主要分為全套管施工法與泥漿護(hù)壁施工法兩類(lèi)，其中較為常見(jiàn)的是后者。

圖1 鉆孔灌注樁工藝流程

1.2 特征

鉆孔灌注樁工藝特征如下：與錘擊法相較，該工藝施工中因震動(dòng)頻率較低，產(chǎn)生的噪聲較小，不會(huì)影響周邊居民的正常生活；與預(yù)制樁相較，鉆孔灌注樁直徑較大，實(shí)用性更強(qiáng)，且可與各類(lèi)型的地基相匹配，施工中可適當(dāng)減少打孔次數(shù)，孔洞類(lèi)型較少，施工進(jìn)度快，有利于控制成本與進(jìn)度[2]。

2 鉆孔灌注樁技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)

建筑工程中應(yīng)用鉆孔灌注樁技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（1）有利于提高地基的穩(wěn)定性。鉆孔灌注樁技術(shù)對(duì)于土體穩(wěn)固作用顯著。例如，當(dāng)混凝土漿液壓力較小時(shí)，可改善土壤的滲透性，當(dāng)漿液壓力較大時(shí)對(duì)于土壤的壓密作用較強(qiáng)。該工藝適用于多種工程環(huán)境，對(duì)于土壤結(jié)構(gòu)改善效果顯著，可提高地基整體的穩(wěn)固性。

（2）安全性高。因鉆孔灌注樁施工與土層關(guān)系密切，通過(guò)混凝土漿液的滲透作用可提高灌注樁與土層間結(jié)合密度，為地基安全性控制創(chuàng)造有利條件。

（3）經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。與傳統(tǒng)打樁技術(shù)相較，鉆孔灌注樁技術(shù)對(duì)于地質(zhì)環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)，在施工中也可根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整施工方案，操作也更為簡(jiǎn)便、施工進(jìn)度快，有利于控制成本，帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

3 實(shí)例探析鉆孔灌注樁技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

某大型高層住宅小區(qū)工程總占地面積為1.7萬(wàn)m2，總建筑面積為9.0萬(wàn)m2，為滿足地基承載力設(shè)計(jì)要求，采用鉆孔灌注樁施工技術(shù)，使用了7根大直徑鉆孔灌注樁，單樁直徑為2.2m，樁長(zhǎng)分別為106m、118m、110m、100m、69m、50m、57m。經(jīng)前期地質(zhì)勘察資料可知，該工程地基持力層為微風(fēng)化大理巖，設(shè)計(jì)入巖深度為500mm，單樁承載力特征值為20000kN，水下樁身混凝土強(qiáng)度為C40。施工要點(diǎn)如下：

3.1 施工準(zhǔn)備

該工程前期施工準(zhǔn)備工作主要集中于施工器械、技術(shù)及現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備三個(gè)方面：

施工機(jī)具準(zhǔn)備，工程選用沖孔打樁機(jī)作為鉆機(jī)，型號(hào)為CK1800、CK2200，同時(shí)還備有泥漿泵、翻斗汽車(chē)、機(jī)動(dòng)翻斗車(chē)、水泵、鋼筋加工系統(tǒng)等；技術(shù)準(zhǔn)備，為確保鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用效果，需做好前期調(diào)查，獲取超前鉆、樁基施工圖等資料，為施工方案編制提供依據(jù)，也基于此確定成孔技術(shù)參數(shù)；現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備，有序安排場(chǎng)地平整、排水管道設(shè)置、土層松軟處理、廢漿處理池設(shè)置等工作，并對(duì)樁位、標(biāo)高、樁基位置進(jìn)行放線測(cè)量，做好標(biāo)注。

3.2 埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒埋設(shè)包括挖坑、護(hù)筒安防、回填土等施工環(huán)節(jié)，對(duì)工藝要求嚴(yán)格，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定參數(shù)。經(jīng)地質(zhì)勘察，該工程確定參數(shù)如下：坑深2～3m，護(hù)筒口與地面距離為30～50m。挖坑結(jié)束后按照設(shè)計(jì)圖紙確定樁位，經(jīng)校核后將護(hù)筒置于樁中心位置，后依此完成護(hù)筒安放與回填作業(yè)。但是因該工程回填施工中存在坍塌可能性，施工單位決定使用C30混凝土進(jìn)行圍護(hù)，而回填高度需低于護(hù)筒口，回填結(jié)束后等待護(hù)筒與圍護(hù)固化，持續(xù)時(shí)間為8h。

3.3 沖孔

（1）確定沖程與泥漿密度后沖孔。因該工程大直徑鉆孔灌注樁需穿透復(fù)雜地層，施工單位確定如表1的成孔技術(shù)參數(shù)。在開(kāi)孔階段，因沖孔過(guò)程中孔壁會(huì)受到水平力的擠壓作用使得密實(shí)度提高，所以必須適當(dāng)減緩沖孔速度，以削弱鉆孔產(chǎn)生的沖擊力，有效避免塌孔問(wèn)題的產(chǎn)生。待鉆進(jìn)深度到達(dá)護(hù)筒底部下方3～4m位置，則可以放慢沖孔速度，確?？妆诜€(wěn)固。

表1 各類(lèi)土層下沖程與泥漿密度選用

（2）沖孔過(guò)程控制。施工單位對(duì)作業(yè)面進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)存在巖層斜面，先通過(guò)低錘快打方式對(duì)傾斜突出位置進(jìn)行沖平處理，并提升鉆機(jī)的提錘高度至1.5～2.0m，加快沖孔速度。但巖層沖孔時(shí)出現(xiàn)了小裂隙，為此，施工單位在孔底放置直徑為20～30cm的片石進(jìn)行填充，以避免泥漿的大量流失。

（3）鉆渣取樣。施工單位在沖孔時(shí)提取鉆渣樣本進(jìn)行鑒定，根據(jù)相關(guān)地質(zhì)資料和施工技術(shù)參數(shù)對(duì)入巖程度進(jìn)行判斷，若確定已經(jīng)入巖則需再次取樣分析巖性與風(fēng)化程度，并調(diào)整基巖鉆進(jìn)速度。二次取樣確定具體入巖深度，該工程持力層為微風(fēng)化巖，達(dá)到設(shè)計(jì)入巖深度500mm則由地勘單位、設(shè)計(jì)單位確認(rèn)終孔。

3.4 鋼筋籠施工

該工程鉆孔灌注樁直徑為2.2m，根據(jù)現(xiàn)行要求確定鋼筋籠長(zhǎng)度最大值為118.28m，每間隔12.0m便設(shè)置為一節(jié)，分段制作。鋼筋籠吊裝時(shí)，該工程單節(jié)鋼筋籠自重為2.05t，根據(jù)已知參數(shù)吊重20t、鋼絲繩直徑56.0mm、破斷拉力1673kN進(jìn)行計(jì)算，最終確定該工程將整段鋼筋籠分為10節(jié)進(jìn)行吊裝，確保單根垂直起吊重量高于20t。此外，施工單位通過(guò)多點(diǎn)抬吊吊裝、整體空中回直豎向垂直運(yùn)輸方式實(shí)現(xiàn)鋼筋籠順利吊裝入孔目標(biāo)。

3.5 水下混凝土灌注

（1）封閉水壓試驗(yàn)。該工程選用的導(dǎo)管為加厚型，直徑為300mm，對(duì)內(nèi)壁與接口進(jìn)行檢查確保壁面光滑、接口嚴(yán)密后便可進(jìn)行封閉水壓試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中，水壓維持在0.3～0.5MPa，持續(xù)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)15min內(nèi)未出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，施工單位確定可開(kāi)展水下混凝土灌注作業(yè)[3]。

（2）安裝導(dǎo)管?？刂茖?dǎo)管埋入混凝土深度，該工程控制標(biāo)準(zhǔn)為2～6m。導(dǎo)管底部需在孔底沉淀層上方30～40m位置，確保隔水栓可順利排出。

（3）混凝土灌注。按照規(guī)定配比制作水泥砂漿，置于導(dǎo)管中，將首灌混凝土倒入初灌斗，剪斷用于懸掛隔水栓的鐵絲，隔水栓、水泥砂漿與首批混凝土需運(yùn)輸至孔底后再逐漸上升。灌輸時(shí)需注意，應(yīng)對(duì)混凝土表面進(jìn)行測(cè)量，詳細(xì)記錄緩凝土灌注作業(yè)數(shù)據(jù)，尤其是灌入量與坍落度，灌注必須連續(xù)作業(yè)。若必須終端，則作業(yè)間隔時(shí)間不得超過(guò)30min。在灌注作業(yè)結(jié)束后，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求對(duì)混凝土表面標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核測(cè)量，若標(biāo)高未達(dá)設(shè)計(jì)要求必須立即補(bǔ)灌，達(dá)標(biāo)后方可拔出護(hù)筒，并做好樁頭養(yǎng)護(hù)工作。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鉆孔灌注樁施工對(duì)專(zhuān)業(yè)性與技術(shù)性要求較高，須根據(jù)工程實(shí)際情況編制最佳的施工方案。在施工前做好準(zhǔn)備工作，完善地質(zhì)資料，為技術(shù)參數(shù)的確定提供依據(jù)。施工中對(duì)護(hù)筒埋設(shè)、沖孔、鋼筋籠吊裝與水下混凝土灌注進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。同時(shí)，還應(yīng)注意各類(lèi)漏水、裂隙等常見(jiàn)問(wèn)題的防控與處理，保障最終的施工效果。