韓書敏HAN Shu-min

（張北鑒衡可再生能源技術(shù)服務(wù)有限公司，張家口 075000）

0 引言

建筑領(lǐng)域地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工有著一定復(fù)雜性，存在許多潛在危險(xiǎn)因素，施工難度較大。如果無法有效應(yīng)用建筑基礎(chǔ)的施工技術(shù)，很難保障建筑物的安全性和穩(wěn)定性。隨著建筑工程施工技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的施工形式，具備效率高、機(jī)械作業(yè)質(zhì)量可控、安全性高等優(yōu)勢(shì)，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的高效應(yīng)用，對(duì)強(qiáng)化建筑物整體的施工質(zhì)量有著重要作用。對(duì)此，本文依據(jù)該技術(shù)的施工工藝流程，以某建筑工程項(xiàng)目為案例，從準(zhǔn)備工作、鉆機(jī)安裝與定位、護(hù)筒埋設(shè)、泥漿制備、鉆孔清潔、鋼筋骨架施工以及混凝土灌注等環(huán)節(jié)，詳細(xì)分析了鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用策略，并提出了施工過程中的一些技術(shù)要點(diǎn)。但是，由于該技術(shù)受各種因素的影響，難免存在一些問題，因此，對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用效果進(jìn)行了檢測(cè)與評(píng)價(jià)，以期促進(jìn)該技術(shù)在房屋、橋梁等建筑項(xiàng)目中的應(yīng)用。

1 鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用意義

1.1 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)內(nèi)涵

高層建筑、公路橋梁等整個(gè)建筑物埋于地下的部分，可稱為基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)主要由基樁和連接于樁頂?shù)某信_(tái)共同組成，可維持建筑物基礎(chǔ)土層的穩(wěn)定，也有著較高的承載力，廣泛應(yīng)用于各類建筑項(xiàng)目。樁基礎(chǔ)施工技術(shù)中，鉆孔灌注樁技術(shù)是當(dāng)前較為常用的一種技術(shù)手段。對(duì)于高層建筑、橋梁、高鐵等建筑項(xiàng)目來說，若地基的土質(zhì)復(fù)雜或砂土、碎石過多，建議優(yōu)先選擇該技術(shù)手段對(duì)建筑物地基進(jìn)行加固施工。但是鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)專業(yè)性強(qiáng)、操作復(fù)雜，若該技術(shù)應(yīng)用不合理或者施工質(zhì)量不合格，不僅影響建筑物的外觀，還會(huì)帶來嚴(yán)重的建筑工程安全隱患。

1.2 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

該技術(shù)的施工過程中，需要借助人工、大型器械等多種外力，在成熟的鋼筋混凝土技術(shù)支持下，整個(gè)建筑工程的開展有著強(qiáng)大的技術(shù)保障。鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用下可使得建筑基礎(chǔ)土層與灌漿柱緊密結(jié)合，建筑基礎(chǔ)的安全性和穩(wěn)定性很高，相比于普通施工技術(shù)，不容易發(fā)生意外的建筑事故或者自然災(zāi)害事故。另外，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)適用性高，建筑工人可根據(jù)建筑周圍環(huán)境和建造要求適當(dāng)改動(dòng)施工方案，這大大降低了建筑工程的建設(shè)成本。該技術(shù)應(yīng)用下還可以使灌注樁滲透進(jìn)土層以及劈裂土層，不僅穩(wěn)固土層，還能提升地基的穩(wěn)定性。此技術(shù)是建筑領(lǐng)域施工過程中非常重要的技術(shù)構(gòu)成環(huán)節(jié)，在實(shí)際施工中具備一定難度和復(fù)雜度，準(zhǔn)備工作以及施工技術(shù)要點(diǎn)較多，需要進(jìn)行多項(xiàng)質(zhì)量控制，如成孔質(zhì)量控制、清孔質(zhì)量控制、混凝土灌注質(zhì)量控制等，因此，在高層房屋、鐵路橋梁等建筑工程中應(yīng)用該技術(shù)，能夠彰顯施工單位和建筑工人的專業(yè)化水平，增強(qiáng)施工單位在建筑行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。在如今社會(huì)高速發(fā)展、生活質(zhì)量大幅上升的背景下，建筑項(xiàng)目持續(xù)增多，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用，不僅有助于達(dá)到當(dāng)前建筑領(lǐng)域施工標(biāo)準(zhǔn)、滿足施工質(zhì)量要求，還促進(jìn)了我國(guó)建筑工程施工技術(shù)的優(yōu)化和發(fā)展[1]。

2 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工流程與技術(shù)應(yīng)用策略

某建筑工程中，主樓共有26 層，其中地下2 層，總建筑面積達(dá)到了50000m，其中地下建筑面積占14220m?；谠摻ㄖこ谈艣r，其基坑開挖深度最深約為7.8m。由于基坑面積較大，采用鉆孔灌注樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)建筑的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在較大的基坑空間內(nèi)，灌入混凝土支撐基坑，預(yù)防其變形，增強(qiáng)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用效果。該施工項(xiàng)目中鉆孔灌注樁技術(shù)具體應(yīng)用流程如圖1 所示。

圖1 施工流程

2.1 準(zhǔn)備工作

在正式施工之前需要做好各項(xiàng)技術(shù)準(zhǔn)備工作，包括施工材料的準(zhǔn)備、施工機(jī)械設(shè)備的配備以及相關(guān)建筑人員的安排等，逐一確認(rèn)各種材料與設(shè)備是否配齊，在建筑現(xiàn)場(chǎng)開始施工前，必須對(duì)施工材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)和驗(yàn)收，檢測(cè)其是否符合建筑領(lǐng)域相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，性能是否達(dá)標(biāo)，保障建筑項(xiàng)目所用材料全部為優(yōu)質(zhì)材料。在開始施工前，需要做好現(xiàn)場(chǎng)的衛(wèi)生清理工作，保障場(chǎng)地平坦，對(duì)施工面殘留的砂漿、油漬和各種工業(yè)垃圾，進(jìn)行施工面的清除工作。在施工現(xiàn)場(chǎng)有許多數(shù)據(jù)需要測(cè)量，如鉆孔的基礎(chǔ)點(diǎn)位、樁體位置、機(jī)械位置等，在鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的的具體應(yīng)用中，相關(guān)建筑人員需要多次、詳細(xì)測(cè)量施工水準(zhǔn)點(diǎn)的位置，同時(shí)掌握與控制樁基礎(chǔ)的實(shí)際施工深度。樁基礎(chǔ)建設(shè)完成后，下一步需要確定鋼筋籠的施工位置，在鋼筋籠的施工方位標(biāo)記作業(yè)中，可使用不同顏色的涂料進(jìn)行標(biāo)記。同時(shí)，也需將施工現(xiàn)場(chǎng)的人員、環(huán)境等情況納入考慮范圍，綜合考慮各項(xiàng)因素，制定出更加科學(xué)合理的施工方案[2]。

2.2 鉆孔機(jī)的安裝與定位

為保障鉆孔灌注樁作用的高效發(fā)揮，需要進(jìn)行樁位中心位置的確定。先將鉆桿的移動(dòng)大致定位，再利用千斤頂將機(jī)架頂起，使起重滑輪、鉆頭與護(hù)筒中心在同一垂線上，保證鉆機(jī)水平方向和垂直方向的準(zhǔn)確度。按照鉆孔機(jī)基座、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置、絞車、導(dǎo)軌、井架等先后安裝順序，正確安裝鉆孔機(jī)。

2.3 護(hù)筒埋設(shè)

對(duì)樁基進(jìn)行定位放樣工作，然后根據(jù)各樁基的具體位置，進(jìn)行護(hù)筒的埋設(shè)工作。可選擇使用壁厚10mm 的鋼護(hù)筒來定位需要鉆的樁位，護(hù)筒內(nèi)徑要大于樁徑約30cm。護(hù)筒的埋設(shè)需要結(jié)合區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況，來設(shè)定詳細(xì)化的埋設(shè)方案，主要施工方式分為2 種，一種是在施工土面上確定護(hù)筒的位置，直接施加壓力將護(hù)筒打入地下；另一種是挖坑后再埋放，若直接下壓較為困難，先將土體挖出一部分，大約1m 到2m 的深度，再進(jìn)行埋設(shè)，施工過程中應(yīng)檢查護(hù)筒是否垂直，若發(fā)現(xiàn)歪斜，及時(shí)糾正，確保其與理論樁中心傾斜度誤差小于1%。護(hù)筒埋設(shè)就位后，在孔內(nèi)回填一定的粘土進(jìn)行填實(shí)，以防止護(hù)筒的周圍發(fā)生漏水的問題。粘土的回填厚度在40～45cm 即可，通常護(hù)筒埋置高出地面0.3～0.5m[3]。

2.4 泥漿制備、護(hù)壁

鉆孔泥漿必須使用粘土或者粘性土配置，制備原材料除了水和粘土外，還有各種添加劑。鉆孔泥漿的作用很多，主要起到冷卻和潤(rùn)滑鉆頭、鉆具，清洗孔底、懸浮鉆渣，保持水頭高度、控制地層壓力，形成泥皮、避免坍塌等作用。泥漿的制備中，泥漿與水的比重、粘度、含砂率等指標(biāo)需要結(jié)合建筑施工項(xiàng)目的實(shí)際需求進(jìn)行確定，在對(duì)建筑區(qū)域內(nèi)地層變化的了解與分析基礎(chǔ)上，制備出符合施工要求的泥漿。泥漿的制備具有一定的技術(shù)難度，如果泥漿稠度過高，鉆孔的沖擊力就會(huì)相應(yīng)降低，不容易快速鉆進(jìn)；如果泥漿濃稠度不夠，其懸浮泥沙石的能力不足，泥漿的排渣效果就不夠理想，護(hù)臂效果也會(huì)大打折扣。泥漿的含砂率指標(biāo)合理時(shí)，能夠保障鉆孔內(nèi)外的水壓差，可預(yù)防塌孔或縮孔。不同地層情況下泥漿制備的性能指標(biāo)如表1 所示。

表1 泥漿性能指標(biāo)技術(shù)要求

2.5 鉆孔、清孔

鉆孔方式可視工程地質(zhì)情況而定，此工程施工中，可采用旋轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆機(jī)成孔法、地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔法等，鉆機(jī)作為鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用的主導(dǎo)機(jī)械，其類型選擇往往是決定鉆孔效率與質(zhì)量的關(guān)鍵因素。鉆孔灌注樁技術(shù)常用的鉆機(jī)選擇與對(duì)應(yīng)經(jīng)濟(jì)性分析如表2 所示[4]。

表2 常用鉆機(jī)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

鉆孔的實(shí)際位置與設(shè)計(jì)樁位之間的差距應(yīng)控制在50mm 以內(nèi)，成孔過程做好數(shù)據(jù)記錄。完成鉆孔施工后，需要進(jìn)行孔底殘?jiān)那謇?，為后續(xù)混凝土的灌注環(huán)節(jié)提供便利。將孔底大量泥渣混合物清除后，可以減小孔底沉淀層厚度。鉆孔灌注樁清孔的方法有抽漿法、換漿法、掏碴法、用砂漿置換鉆碴法等，通常高層建筑、鐵路橋梁等建筑施工中可采用第一種方法，因?yàn)槌闈{清孔較為徹底，也適用于各種鉆孔灌注樁的清孔工作。換漿法是注入?yún)?shù)不同的泥漿將孔內(nèi)雜質(zhì)替換出來，該方法雖然不易坍孔，但清孔時(shí)長(zhǎng)較長(zhǎng)、清孔效果不夠理想。鉆孔清潔方式的選擇需結(jié)合實(shí)際施工情況，無論哪種方式都必須保證施工安全性，杜絕坍塌情況出現(xiàn)。

2.6 鋼筋施工

首先以工程建筑樁基設(shè)計(jì)要求為指導(dǎo)，進(jìn)行鋼筋骨架的制作，通常情況下采用單面搭焊的方式，因該施工工程中樁基的孔深值較大，因此采用現(xiàn)場(chǎng)焊接的方式。鋼筋骨架制備完成后，需要保證其在起吊施工過程中不會(huì)發(fā)生形變。在鉆孔清潔作業(yè)達(dá)標(biāo)后，進(jìn)行安裝環(huán)節(jié)，向鉆孔內(nèi)安置鋼筋骨架。利用吊車進(jìn)行起吊工作，先對(duì)準(zhǔn)中心孔，向鉆孔內(nèi)緩緩放入第一節(jié)段，同時(shí)可在護(hù)筒口架設(shè)支護(hù)鋼管，陸續(xù)完成后續(xù)節(jié)段的置入工作。鋼筋骨架下放置入鉆孔的時(shí)候，不能觸碰、碰撞孔壁。當(dāng)鋼筋骨架全部置入鉆孔后，對(duì)護(hù)筒口進(jìn)行掛環(huán)處理，將護(hù)筒口以及骨架主筋進(jìn)行焊接固定，以免鋼筋骨架在后續(xù)環(huán)節(jié)晃動(dòng)或者上浮[5]。

2.7 混凝土灌注

首先，安裝導(dǎo)管。遵循施工技術(shù)規(guī)定，選擇合適的導(dǎo)管。所用各個(gè)導(dǎo)管的內(nèi)徑要高度統(tǒng)一，使得接口緊密連接。導(dǎo)管使用前需進(jìn)行試拼、漏水等測(cè)試，確保導(dǎo)管的質(zhì)量；再次檢查孔底沉渣厚度，若厚度不達(dá)標(biāo)需要進(jìn)行二次清孔；然后進(jìn)行混凝土的配比。選用高質(zhì)量的、符合建筑施工標(biāo)準(zhǔn)的原材料進(jìn)行配比，材料如水泥、石料、添加劑等，對(duì)配比后的混凝土進(jìn)行混凝，混凝土初凝時(shí)間不易超過2.5 小時(shí)，超過以后需要驗(yàn)證其性能符合要求方可使用；最后進(jìn)行混凝土的灌注。依照自上而下、自左而右的順序進(jìn)行混凝土的灌注。灌注過程中需要時(shí)刻檢測(cè)灌注施工壓力，盡量維持在0.2MPa～0.4MPa 范圍內(nèi)。隨著灌注時(shí)間的增加，壓力值呈現(xiàn)逐步升高的趨勢(shì)，這樣可以有效預(yù)防灌注施工中瞬間壓力過大造成裂縫擴(kuò)張的問題。當(dāng)導(dǎo)管的充實(shí)度不足時(shí)，導(dǎo)管中肯定存在不少空氣，此時(shí)需要放慢混凝土灌注速度，不應(yīng)大規(guī)模灌注，同時(shí)邊灌注邊振搗，減少混凝土中的空洞。當(dāng)灌注的混凝土面與鋼筋骨架相距小于兩米時(shí)，需要減緩灌注速度，避免對(duì)鋼筋骨架造成沖擊[6]。

3 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用效果

經(jīng)以上施工過程后，拔出導(dǎo)管，清洗器械，完成建筑工程施工任務(wù)。為驗(yàn)證該建筑工程中鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用效果，可對(duì)樁身進(jìn)行檢驗(yàn)，抽取該項(xiàng)目所有鉆孔灌注樁數(shù)的2%～5%進(jìn)行檢驗(yàn)。其中，芯樣試件混凝土強(qiáng)度換算值

公式（1）中，d 表示所檢測(cè)的芯樣試件的平均直徑（mm），F(xiàn) 代表試件抗壓試驗(yàn)所得的最大壓力值（N），芯樣試件高徑比不同時(shí)，混凝土強(qiáng)度換算系數(shù)不同，該系數(shù)用α 表示，如高徑比1.0 時(shí)，α 取1.0；高徑比1.5 時(shí)，α 取1.15；高徑比2.0 時(shí)，α 取1.24。該檢測(cè)計(jì)算中，α 取1.0[7]。通過對(duì)鉆孔灌注樁的綜合檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)，反映出該建筑工程地基的穩(wěn)定性與安全性。由于建筑項(xiàng)目基坑發(fā)生變化的時(shí)間較長(zhǎng)，因此，在鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工完成28 天后，采用鉆孔取芯方法檢測(cè)建筑工程施工質(zhì)量?；炷翉?qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)為C25，鉆孔取芯的檢測(cè)結(jié)果如表3 所示。

表3 鉆孔取芯檢測(cè)結(jié)果

由表3 可以看出，檢測(cè)的6 個(gè)芯樣均密實(shí)、完整，施工強(qiáng)度均值為35.9MPa，可較好滿足建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，保證了鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用下的建筑物的質(zhì)量[8]。

4 結(jié)語

在建筑工程實(shí)施過程中，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的高效應(yīng)用有著重要意義，不僅可以提升建筑物的質(zhì)量與抵御自然災(zāi)害的能力，還可以加快施工效率與降低施工成本。由于該技術(shù)在實(shí)際的施工作業(yè)中，涉及環(huán)節(jié)繁多復(fù)雜，只有從各個(gè)流程中嚴(yán)格把控該技術(shù)的應(yīng)用與控制要點(diǎn)，才能更加充分發(fā)揮出鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工效果，減少施工過程中質(zhì)量問題的出現(xiàn)，為建筑整體穩(wěn)定性、安全性提供保障。