摘"要：本文圍繞機(jī)械成孔混凝土灌注樁及其樁端注漿技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討，主要分析了該技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中的實(shí)踐應(yīng)用。首先介紹了機(jī)械成孔灌注樁技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)，包括其在復(fù)雜地質(zhì)條件下的適應(yīng)性以及通過樁端注漿提高地基承載力的能力。隨后，詳細(xì)闡述了技術(shù)的應(yīng)用方法，從地質(zhì)勘察、鉆孔安裝鋼筋籠到混凝土灌注和樁端注漿的完整工藝流程。最后，探討了施工工藝、材料選擇、質(zhì)量監(jiān)控及環(huán)境保護(hù)等方面的優(yōu)化路徑。

關(guān)鍵詞：機(jī)械成孔灌注樁；樁端注漿技術(shù)；工程應(yīng)用文章編號(hào)：2095-4085（2024）07-0049-03

0"引言

深入探索和優(yōu)化機(jī)械成孔混凝土灌注樁及其樁端注漿技術(shù)，對(duì)于促進(jìn)建筑工程技術(shù)的進(jìn)步和提高工程效益具有重要意義。

1"工程概況

本文案例新建建筑工程項(xiàng)目位于黃河南岸的Ⅲ級(jí)階地，距離黃河約2 000m。工程基礎(chǔ)采用干作業(yè)鉆孔灌注樁，適合地下水位較高的地區(qū)。樁端持力層為圓礫層，具有良好的承載能力，可確保建筑穩(wěn)固。地基基礎(chǔ)和樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)，要求滿足特定安全和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。場(chǎng)地地層結(jié)構(gòu)自上而下依次為雜填土層、黃土狀粉土層、圓礫層、強(qiáng)風(fēng)化泥巖層和中風(fēng)化泥巖層。雜填土層由多種土質(zhì)組成，特點(diǎn)是土質(zhì)不均且稍濕；黃土狀粉土層以褐黃色、稍濕、均勻土質(zhì)和發(fā)育孔隙為特點(diǎn)；圓礫層由青灰色中密稍濕圓礫組成，圓礫磨圓度好，但顆粒間級(jí)配不良，鉆進(jìn)困難；強(qiáng)風(fēng)化泥巖層和中風(fēng)化泥巖層呈紅褐色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度干燥時(shí)較高，遇水易軟化，裂隙發(fā)育程度不同，礦物成分以粘土礦物為主，含少量石英和長石?；A(chǔ)施工采用干作業(yè)鉆孔灌注樁， ""以避免地下水影響?；鶚对O(shè)計(jì)要求保護(hù)層厚度55mm，樁縱筋用等強(qiáng)焊接接頭，連接區(qū)段內(nèi)接頭面積百分率不超過50%。樁箍筋采用螺旋箍，增強(qiáng)樁穩(wěn)定性。施工中需注意鋼筋籠吊裝定位、樁間距控制、混凝土澆注前清理以及樁底沉渣厚度控制，若超50mm，需注漿加固保證質(zhì)量。后注漿施工是樁基工程關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過樁端注漿可提高承載能力和性能。注漿作業(yè)應(yīng)在成樁后2～30d內(nèi)開始，按順序和速率進(jìn)行。需監(jiān)控工藝參數(shù)，要確保注漿總量和壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。注漿后需提供質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告和記錄，以供質(zhì)量檢查和驗(yàn)收。為保證工程質(zhì)量安全，必須檢測(cè)工程樁動(dòng)力，至少20%樁（柱下單樁100%）用低應(yīng)變法檢測(cè)其完整性。檢測(cè)數(shù)量應(yīng)不少于總樁數(shù)1%，不少于3根?？倶稊?shù)小于50根時(shí)，需檢測(cè)不少于2根樁的單樁豎向承載力。檢測(cè)單位須具備資質(zhì)證書，并遵守規(guī)范。檢測(cè)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求并得到設(shè)計(jì)方認(rèn)可后，方可進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)施工。

2"機(jī)械成孔混凝土灌注樁的優(yōu)勢(shì)

2.1"適應(yīng)性強(qiáng)：在多種地質(zhì)條件下的適用性

機(jī)械成孔混凝土灌注樁技術(shù)因其優(yōu)良的適應(yīng)性在現(xiàn)代建筑工程基礎(chǔ)建設(shè)過程中起著舉足輕重的作用。該技術(shù)在各種地質(zhì)條件下均可顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性，無論是在松軟土層、復(fù)雜礫石層或水下環(huán)境中，均可通過準(zhǔn)確的鉆孔及灌注工藝來保證樁基穩(wěn)固可靠。與傳統(tǒng)基礎(chǔ)建設(shè)方法相比較，地下水位高的區(qū)域經(jīng)常會(huì)遇到工程推遲或者費(fèi)用增加等情況；而機(jī)械成孔灌注樁技術(shù)則表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，可有效減少地基處理復(fù)雜度與費(fèi)用。黃河南岸某新建建筑工程中所使用的干作業(yè)鉆孔灌注樁就是該工藝的具體應(yīng)用實(shí)例。該工程位于Ⅲ級(jí)階地且地下水位高，但是采用干作業(yè)鉆孔灌注樁施工技術(shù)成功攻克了地質(zhì)條件所帶來的難題。鑒于地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自雜填土層至中風(fēng)化泥巖層對(duì)各層特性均有細(xì)致考慮，保證了基礎(chǔ)建設(shè)質(zhì)量與安全［1］。

2.2"提高承載力：樁端注漿增強(qiáng)地基承載能力

就建筑工程而言，地基承載力是確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與安全的關(guān)鍵之一。機(jī)械成孔混凝土灌注樁采用樁端注漿技術(shù)可明顯提高樁基承載能力及整體性能。該工藝涉及到樁基成型之后，將特定比例的漿液灌注到樁基端部，利用漿液產(chǎn)生的壓力及化學(xué)作用來加強(qiáng)樁基與其周邊土層之間的粘結(jié)，以提高其承載力及穩(wěn)定性。樁端注漿技術(shù)既能提高單樁承載力又有利于樁群效應(yīng)的增強(qiáng)，尤其對(duì)于承載力要求比較高的建筑項(xiàng)目，該技術(shù)的運(yùn)用更為重要。通過對(duì)漿液注入量及壓力進(jìn)行精細(xì)計(jì)算，可保證漿液均勻地分布在樁端及周邊，以有效填充土層內(nèi)間隙，增大土體與樁體之間摩擦力，使基礎(chǔ)穩(wěn)定性及承載能力得到全面增強(qiáng)。

3"機(jī)械成孔混凝土灌注樁的應(yīng)用方法

3.1"地質(zhì)勘察與設(shè)計(jì)：依據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)

地質(zhì)勘察對(duì)機(jī)械成孔混凝土灌注樁的施工起到關(guān)鍵作用。這不但是設(shè)計(jì)與施工之前必須要進(jìn)行的一個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)也對(duì)保證整個(gè)建筑項(xiàng)目能夠順利安全進(jìn)行具有非常重要的意義。工程師們可以通過建筑地點(diǎn)地質(zhì)條件的細(xì)致調(diào)查與分析取得所需的資料，例如土層組成、地下水位、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及其物理與化學(xué)特性，這些資料對(duì)隨后樁基設(shè)計(jì)及施工計(jì)劃的擬定必不可少。工程師會(huì)根據(jù)勘察結(jié)果設(shè)計(jì)樁基，包括決定其種類、大小、排列及深度。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需考慮建筑物負(fù)荷特性、地質(zhì)條件、環(huán)境因素以及施工成本等諸多因素才能保證設(shè)計(jì)合理經(jīng)濟(jì)。在設(shè)計(jì)中需特別注意，樁基設(shè)計(jì)要在地震、風(fēng)荷載作用下達(dá)到承載力要求并兼顧極限狀態(tài)的安全穩(wěn)定?，F(xiàn)階段，采用先進(jìn)計(jì)算軟件與模擬技術(shù)能夠顯著提高設(shè)計(jì)精度與效率。通過對(duì)不同施工方案及負(fù)荷條件進(jìn)行仿真，可對(duì)樁基性能進(jìn)行預(yù)測(cè)，以達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，從而保證在滿足工程要求的前提下有效控制造價(jià)［2］。

3.2"鉆孔、安裝鋼筋籠及注漿導(dǎo)管

采用干作業(yè)鉆孔方式，需注意鋼筋籠的吊裝與定位。機(jī)械成孔灌注樁施工關(guān)鍵步驟的第一步就是“成孔”。而該項(xiàng)目在成孔階段遇到的難題，就是在“圓礫層”鉆進(jìn)時(shí)的“滑鉆”現(xiàn)象，機(jī)械在轉(zhuǎn)動(dòng)但樁未鉆進(jìn)，效率會(huì)明顯降低。此時(shí)，應(yīng)根據(jù)挖出的圓礫狀態(tài)，會(huì)同建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理四方進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)論證，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案及施工措施。利用干作業(yè)鉆孔方式既可以有效地控制工程質(zhì)量又可以降低對(duì)周邊環(huán)境的影響。干作業(yè)鉆孔需采用專業(yè)鉆孔設(shè)備按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確完成各樁孔鉆掘。鉆孔時(shí)施工團(tuán)隊(duì)要對(duì)鉆進(jìn)速度、鉆孔直徑及深度等進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，以保證每個(gè)環(huán)節(jié)的作業(yè)均滿足設(shè)計(jì)要求。鉆孔后接下來就是裝鋼筋籠。鋼筋籠制作與安裝是確保樁基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與穩(wěn)定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。鋼筋籠生產(chǎn)過程中，一定要按照設(shè)計(jì)圖紙準(zhǔn)確生產(chǎn)，以保證鋼筋直徑、長度以及綁扎位置準(zhǔn)確。在安裝過程中需特別關(guān)注鋼筋籠在鉆孔內(nèi)的位置及垂直度，其中任何一個(gè)偏差均會(huì)對(duì)樁基最終的質(zhì)量造成影響。所以，在吊裝下放鋼筋籠時(shí)，施工團(tuán)隊(duì)需采用專業(yè)吊裝設(shè)備嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行吊裝，要保證鋼筋籠安裝無誤。整個(gè)鉆孔和鋼筋籠安裝期間，施工團(tuán)隊(duì)還應(yīng)密切注意地下水位變化情況，并采取相應(yīng)措施預(yù)防因水位升高而造成鉆孔塌方等安全性問題。通過對(duì)其進(jìn)行精細(xì)施工管理與技術(shù)控制，可有效確保樁基施工質(zhì)量與安全性，并為之后混凝土灌注奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。注漿導(dǎo)管的安裝是實(shí)現(xiàn)后續(xù)樁端注漿工作的關(guān)鍵步驟。施工前需詳細(xì)核對(duì)圖紙，明確導(dǎo)管的規(guī)格型號(hào)及連接形式。同時(shí)，導(dǎo)管的加工過程應(yīng)嚴(yán)格按施工方案執(zhí)行（例如，導(dǎo)管下端封口、出漿口形式及尺寸、導(dǎo)管絲接長度、導(dǎo)管上部套絲長度及封口等）；檢驗(yàn)無誤后同樁籠鋼筋同步綁扎；吊裝時(shí)應(yīng)格外注意鋼絲繩吊點(diǎn)不要在導(dǎo)管上，同時(shí)注意導(dǎo)管不得在吊裝過程中斷裂、脫開［3］。

3.3"混凝土灌注：控制混凝土的澆注速度和質(zhì)量

機(jī)械成孔混凝土灌注樁施工期間混凝土灌注環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵，對(duì)樁基質(zhì)量及承載能力有直接的影響?；炷凉嘧㈥P(guān)鍵是要控制好混凝土澆注速度，方可確?；炷临|(zhì)量，滿足工程特定需求。鑒于本項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)地處黃河南岸Ⅲ級(jí)階地且地質(zhì)復(fù)雜，因而對(duì)混凝土流動(dòng)性及穩(wěn)定性提出了更高要求。為確保灌注時(shí)鋼筋籠內(nèi)與孔壁的間隙都能填滿，混凝土澆注速度控制關(guān)系到灌注全過程的均勻有效。澆注速度過快可能會(huì)造成混凝土和鋼筋籠出現(xiàn)空洞而影響樁基整體質(zhì)量；而澆注速度太慢會(huì)使混凝土產(chǎn)生初凝現(xiàn)象，從而影響混凝土的強(qiáng)度及耐久性。所以施工團(tuán)隊(duì)需結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件以及工程需求對(duì)混凝土澆注速度進(jìn)行準(zhǔn)確把控，要保證混凝土可以均勻充填整個(gè)樁孔而不會(huì)出現(xiàn)分層以及離析等現(xiàn)象。

3.4"樁端注漿技術(shù)：后注漿的工藝流程及其監(jiān)控

在機(jī)械成孔混凝土灌注樁的施工過程中，樁端注漿技術(shù)起到了至關(guān)重要的作用。其核心目標(biāo)是在樁基形成之后，將漿液注入樁端，從而進(jìn)一步增強(qiáng)樁基的承載力和整體的穩(wěn)定性。本工程鑒于其地質(zhì)結(jié)構(gòu)特殊，尤其是圓礫層，采用樁端注漿技術(shù)顯得格外重要。后注漿的工藝流程開始于樁基成型后的2～30d內(nèi)，這一時(shí)間窗口是基于混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求并具備一定的穩(wěn)定性之后。注漿時(shí)需先配制適當(dāng)?shù)臐{液配合比，以保證漿液有較好的流動(dòng)性及穩(wěn)定性。然后，采用專業(yè)注漿設(shè)備根據(jù)設(shè)計(jì)壓力及流量向樁端灌注漿液，在灌注過程中需要嚴(yán)格控制注漿量及注漿壓力以免對(duì)樁基或者周邊土體產(chǎn)生不良影響。對(duì)注漿過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制是保證工程質(zhì)量的重點(diǎn)。施工團(tuán)隊(duì)要對(duì)注漿壓力、流量和總量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以保證各步作業(yè)均滿足設(shè)計(jì)要求。尤其對(duì)于圓礫層這種復(fù)雜的地質(zhì)情況，對(duì)注漿進(jìn)行監(jiān)測(cè)與調(diào)整是精細(xì)化作業(yè)的表現(xiàn)。通過精確控制可保證漿液在樁端及周邊土層間分布均勻，有效地提高樁與土層間結(jié)合力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)樁承載能力的加強(qiáng)及樁性能的提升。樁端注漿技術(shù)應(yīng)用全過程中，工藝流程設(shè)計(jì)合理、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控嚴(yán)密是保證工程順利實(shí)施的關(guān)鍵。這樣就可以充分發(fā)揮機(jī)械成孔混凝土灌注樁的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而達(dá)到地基牢固、工程長期安全的目的。

4"機(jī)械成孔混凝土灌注樁樁端注漿的優(yōu)化路徑

4.1"施工工藝優(yōu)化：提高鉆進(jìn)速度與精度，減少地層擾動(dòng)

就機(jī)械成孔混凝土灌注樁而言，鉆孔階段對(duì)整個(gè)項(xiàng)目來說既是基礎(chǔ)又是重點(diǎn)。鉆進(jìn)速度的快慢，精度的高低，直接影響著后續(xù)工序能否順利進(jìn)行，并影響著整個(gè)工程的質(zhì)量。在綜合考慮地質(zhì)結(jié)構(gòu)中包含雜填土層、黃土狀粉土以及圓礫層在內(nèi)的各種土質(zhì)時(shí)，對(duì)施工工藝進(jìn)行優(yōu)化具有重要意義。在保證精度的前提下，提高鉆進(jìn)速度需要先進(jìn)的鉆孔設(shè)備與工藝。如采用全自動(dòng)鉆機(jī)可以在確保鉆孔直徑及深度精度的前提下提高作業(yè)效率［4］。

4.2"注漿材料與技術(shù)改進(jìn)：選用高性能注漿材料，優(yōu)化注漿壓力和時(shí)間

樁端注漿對(duì)提高機(jī)械成孔混凝土灌注樁的承載能力及整體穩(wěn)定性至關(guān)重要。為使工程取得較好注漿效果，選用高性能注漿材料、優(yōu)化注漿壓力與注漿時(shí)間為必要途徑。高性能注漿材料能更加有效地同周邊土體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高樁基和土層之間的結(jié)合力。選材時(shí)，要考慮漿料流動(dòng)性、穩(wěn)定性和對(duì)地質(zhì)條件適應(yīng)性等。例如，采用低水灰比的水泥漿或加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?，如減水劑、早強(qiáng)劑等，不僅可以提升漿液的性能，還可以根據(jù)地質(zhì)條件調(diào)整固化時(shí)間，以適應(yīng)不同的施工需求。優(yōu)化注漿壓力及時(shí)間需根據(jù)詳細(xì)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)及前期測(cè)試結(jié)果。合理的注漿壓力可以保證漿液在樁端及周邊土層中分布均勻，同時(shí)不會(huì)造成對(duì)地層的過多擾動(dòng)和漿液損失。調(diào)節(jié)注漿時(shí)間可控制漿液固化過程以及較好地粘結(jié)土層并提高樁基承載力。實(shí)施過程中要對(duì)注漿壓力、流量、時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并結(jié)合實(shí)際情況加以調(diào)節(jié)，從而使注漿效果最佳。

4.3"質(zhì)量控制與監(jiān)測(cè)：加強(qiáng)樁基施工全過程的質(zhì)量監(jiān)控與檢測(cè)

項(xiàng)目實(shí)施過程中，保證機(jī)械成孔混凝土灌注樁施工質(zhì)量，是取得項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵所在。這就需要對(duì)整個(gè)施工過程進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量控制并采取監(jiān)控措施。質(zhì)量控制始于地質(zhì)勘察，擴(kuò)展到設(shè)計(jì)、施工和最后驗(yàn)收階段，涉及材料選擇、施工工藝和安全措施。通過對(duì)地質(zhì)勘察階段土層結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)特性的細(xì)致分析，可為樁基的設(shè)計(jì)提供科學(xué)的依據(jù)。在設(shè)計(jì)階段通過專業(yè)軟件仿真對(duì)樁基布局進(jìn)行優(yōu)化以保證設(shè)計(jì)合理性和經(jīng)濟(jì)性。在施工階段主要對(duì)鉆孔、鋼筋籠安裝、混凝土灌注及樁端注漿關(guān)鍵工序進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。各環(huán)節(jié)均須遵循標(biāo)準(zhǔn)操作程序，配備專業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備，如測(cè)斜儀確保鉆孔垂直度，混凝土流動(dòng)性測(cè)試儀保障混凝土品質(zhì)，壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)注漿壓力，從而確保作業(yè)精度與安全［5］。

5"結(jié)語

通過對(duì)機(jī)械成孔混凝土灌注樁技術(shù)及其樁端注漿工藝的應(yīng)用實(shí)踐分析，可以明顯看到其在提高工程安全性、穩(wěn)定性以及環(huán)境適應(yīng)性方面的顯著優(yōu)勢(shì)。特別是在復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用，不僅提升了地基的承載力，還通過施工工藝和材料的優(yōu)化，確保了工程質(zhì)量和環(huán)境的可持續(xù)性。因此，深入探索和優(yōu)化這一技術(shù)，對(duì)于促進(jìn)建筑工程技術(shù)的進(jìn)步和提高工程效益具有重要意義。未來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，機(jī)械成孔灌注樁及樁端注漿技術(shù)將在更多工程建設(shè)中發(fā)揮出更大作用。

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