現(xiàn)代高層建筑中沖孔灌注樁基礎(chǔ)的運(yùn)用分析

袁伯深

（廣州市花都第二建筑工程有限公司）

引言

隨著科技的進(jìn)步，在建筑施工的過(guò)程中，施工單位運(yùn)用的施工工藝，施工技術(shù)也越來(lái)越多，在目前的施工中，施工單位較多的采用沖孔灌注樁施工工藝。高層建筑作為現(xiàn)代城市重要的組成部分之一，其特有的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)在在我國(guó)現(xiàn)代化城市建設(shè)中被廣泛地運(yùn)用。在實(shí)際施工過(guò)程中，需要結(jié)合高層建筑施工過(guò)程中的實(shí)際情況以及地址情況進(jìn)行分析，根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)、施工，挑選符合實(shí)際工作狀況的鉆頭，成孔的方式為自然造漿泥漿護(hù)壁等。在施工前，首先要進(jìn)行勘測(cè)工作，待勘測(cè)工作結(jié)束后，再開(kāi)展施工作業(yè)，成孔質(zhì)量得到保證后，進(jìn)行鋼筋籠焊接，下灌注導(dǎo)管，混凝土澆筑。

1 工程概況

某工程為某大型房地產(chǎn)項(xiàng)目工程。現(xiàn)場(chǎng)已完成土方平整，首期建成后總建筑面積為20萬(wàn)m2，主要有低層住宅、高層住宅及多層酒店，其中高層項(xiàng)目約5萬(wàn)m2，其高層工程基礎(chǔ)主要采用沖孔灌注樁施工，擬建構(gòu)筑物為鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)。

工程準(zhǔn)備工作包括場(chǎng)地平整、測(cè)量放線(xiàn)、護(hù)筒加工以及泥漿的制備等。施工過(guò)程主要工序：打樁機(jī)平穩(wěn)安裝到位，埋設(shè)護(hù)筒、鉆孔、檢測(cè)樁機(jī)是否平穩(wěn)行運(yùn)、清孔、安裝鋼筋籠、二次清渣、澆筑水下混凝土。

2 沖孔灌注樁施工技術(shù)的運(yùn)用

2.1 施工前的準(zhǔn)備

在施工前，首先需要完善放樣工作，對(duì)樁孔的位置進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)定，采用全站儀進(jìn)行定位測(cè)量，一般使用十字形的交叉線(xiàn)，測(cè)量出樁心位置，采用水準(zhǔn)儀確定樁基設(shè)計(jì)高程。在埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，護(hù)筒通常是由（7±2）mm鋼卷制成，護(hù)筒的直徑也需要比鉆頭的直徑寬10cm左右，中心設(shè)置偏差小于5cm，保證護(hù)筒與樁位的中心吻合。在設(shè)置護(hù)筒的過(guò)程中，需要使用十字交叉法矯正護(hù)筒位置，為鉆孔的垂直高度以及樁位的精確度提供保證。

2.2 沖孔灌注施工

在沖擊鉆孔時(shí)，需要保證以下特點(diǎn)：基巖施工期間需要使用低錘與高錘交替的沖擊方式，若出現(xiàn)偏空，則需要進(jìn)行回填處理，具體的回填高度需要根據(jù)實(shí)際的偏空情況確定；在施工過(guò)程中，若遇到孤石，則需要使用低沖程反復(fù)沖擊的方式進(jìn)行沖擊，將孤石擊碎或者嵌入孔壁。

3 沖孔灌注樁質(zhì)量控制措施

3.1 泥漿的質(zhì)量控制措施

在進(jìn)行沖孔灌注樁的施工時(shí)，要將工作重點(diǎn)放在泥漿質(zhì)量控制這一重要環(huán)節(jié)上。泥漿制備的地質(zhì)環(huán)境多種多樣，可變性較強(qiáng)，具體可以應(yīng)用以下措施對(duì)泥漿質(zhì)量進(jìn)行控制：

（1）泥漿的制作階段。在進(jìn)行泥漿的制作時(shí)，工作人員首先要進(jìn)行實(shí)地考察，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特點(diǎn)，在制作的過(guò)程中，加入適量黏土，以此來(lái)改變?cè)摴こ讨猩皩优c淤泥層厚度較大的狀況，使泥漿的粘度進(jìn)一步提高，進(jìn)而有效地避免塌孔等隱患的發(fā)生。

（2）泥漿循環(huán)。泥漿循環(huán)需要根據(jù)土層的具體情況，對(duì)泥漿稠度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)配。將處于鉆孔中的循環(huán)泥漿，依據(jù)土層的實(shí)際變化，對(duì)各項(xiàng)操作進(jìn)行加強(qiáng)。在循環(huán)中泥漿稀薄，其自身的排渣能力就不能得到充分的發(fā)揮，護(hù)壁效果不理想，進(jìn)而對(duì)鉆頭的沖擊功能造成威脅，鉆進(jìn)速率較慢，泥漿循環(huán)系統(tǒng)的平面布置圖1所示。

圖1 泥漿循環(huán)系統(tǒng)的平面布置圖

（3）泥漿置換。在微風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化等狀態(tài)，需要對(duì)泥漿進(jìn)行制備，在制備的同時(shí)也需要將泥漿的排渣能力進(jìn)行有效的提高。當(dāng)處于風(fēng)化層時(shí)，泥漿中的含砂率、攜渣能力也會(huì)有所增加，這時(shí)就需要對(duì)泥漿中所存在的沉渣使用過(guò)濾措施進(jìn)行清理，過(guò)濾措施可以使用濾砂桶與濾網(wǎng)。

3.2 終孔控制措施

（1）開(kāi)工控制。在該工程中，表面土層多為雜填土，經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，工程的土層深度為3.2m，發(fā)現(xiàn)有個(gè)別的亂毛石，采用低垂密擊的形式進(jìn)行開(kāi)孔，進(jìn)而將施工過(guò)程中對(duì)周?chē)绊懸蛩亟档阶畹?，有效地防止毛石滑落所造成的安全隱患。

（2）對(duì)土層以及巖層的沖程進(jìn)行控制。在進(jìn)行土層以及巖層的沖程控制時(shí)，對(duì)先前施工案例分析不難發(fā)現(xiàn)，在成孔的過(guò)程中具有沖擊力大、沖程大等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)極易影響孔壁的擾動(dòng)力。另外，受到外力的作用，軟土自身穩(wěn)定性容易遭到破壞，改變自身的結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致孔壁塌孔的現(xiàn)象發(fā)生。因此，相關(guān)工作人員在進(jìn)行軟土層的施工時(shí)，應(yīng)該使用小沖程進(jìn)行沖孔造壁，加強(qiáng)對(duì)沖程范圍的控制。之后，工作人員結(jié)合勘察數(shù)據(jù)，分析該工程的粗砂層，然后結(jié)合砂層特點(diǎn)，將泥漿的比例進(jìn)行相應(yīng)的增加，確?？妆诘姆€(wěn)定性。通常情況下，調(diào)整泥漿比例時(shí)需要控制沖程在2.5～3m，減弱孔壁砂層的擾動(dòng)性。如果沖程控制不合理，會(huì)出現(xiàn)卡錘的現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象，要及時(shí)對(duì)沖程進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。為了有效地避免卡錘的現(xiàn)象發(fā)生，提倡使用低錘密擊的方式。

（3）持力層判定。在微風(fēng)化花崗巖中普遍使用持力層判定，在進(jìn)行持力層巖面的判定時(shí)，其主要材料為巖樣，地勘報(bào)告作為輔助，一般情況下，巖面持力層判定主要是在孔口對(duì)泥漿循環(huán)過(guò)程中攜渣進(jìn)行撈取，然后對(duì)撈取過(guò)后的攜渣巖樣進(jìn)行檢查。由于在該工程中沖孔樁的孔深達(dá)30m以上，所以持力層判定中需要的巖樣難以跟隨泥漿的循環(huán)到達(dá)孔口。因此，施工單位可以采取以下步驟進(jìn)行判定：首先，工作人員在進(jìn)行孔底掏渣時(shí)，需要利用掏渣筒等工具，在孔底掏渣之后，對(duì)掏渣筒中所存在的巖樣進(jìn)行檢查。其次，要依據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，對(duì)樁孔巖面標(biāo)高圖進(jìn)行繪制，在這之前，沖孔需要達(dá)到地勘巖面的標(biāo)高。最后，根據(jù)試樁記錄所規(guī)定的進(jìn)尺，每60min的進(jìn)尺要達(dá)到＜20cm。只有同時(shí)滿(mǎn)足以上判定條件，才可以展開(kāi)持力層判定工作。

（4）孔底沉渣與清孔控制措施。成孔灌注樁的沖擊主要應(yīng)用在設(shè)計(jì)埋藏過(guò)深的巖層大口徑嵌巖樁。這些樁基對(duì)于沉降控制、樁基承載水平具有較高的要求。孔底沉渣的質(zhì)量會(huì)在一定程度上對(duì)嵌巖樁承載力的性能產(chǎn)生影響。如果孔底沉渣與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)不符，就會(huì)降低嵌巖樁的承載力，進(jìn)而為后續(xù)施工的順利展開(kāi)造成阻礙，降低建筑物的安全性能與穩(wěn)定性能。在沖孔灌注樁施工過(guò)程中，孔底沉渣與標(biāo)準(zhǔn)不符的原因主要體現(xiàn)在以下幾方面：首先是現(xiàn)場(chǎng)巖體破碎，在利用沖擊法進(jìn)行施工時(shí)，大量的巖體顆粒將會(huì)得到釋放，循環(huán)泥漿的巖石顆粒的含量大，就會(huì)出現(xiàn)孔底沉渣的現(xiàn)象。其次是巖體成渣顆粒掘土顆粒較大，泥漿在進(jìn)行孔內(nèi)循環(huán)時(shí)，為了將泥漿快速地排出孔外，泥漿必須具有比重大、粘度高的特點(diǎn)。

3.3 混凝土灌注質(zhì)量控制

混凝土灌注是重要的施工環(huán)節(jié)，為了能夠提高沖孔灌注樁成樁質(zhì)量，首先應(yīng)當(dāng)注意選擇符合標(biāo)準(zhǔn)要求的混凝土，這需要相關(guān)負(fù)責(zé)人在具有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)而確定符合設(shè)計(jì)要求的混凝土配合比，按照配合比選擇有資質(zhì)的商品混凝土公司供應(yīng)商品混凝土，在此前提下進(jìn)行混凝土灌注作業(yè)。另外在管理程序上要求所有隱蔽工序完成驗(yàn)收，并且報(bào)送混凝土澆搗總監(jiān)理同意后，才可開(kāi)始混凝土的澆搗施工。其次在混凝土澆搗過(guò)程需要先進(jìn)行混凝土導(dǎo)管的下放拼裝之后短時(shí)間內(nèi)展開(kāi)混凝土澆筑作業(yè)，根據(jù)計(jì)算好的混凝土的澆筑方量，確保一次性地進(jìn)行混凝土澆筑，澆筑過(guò)程的拔管工藝要符合規(guī)范要求，防止混凝土在澆筑過(guò)程中脫節(jié)而出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象?；炷翝仓^(guò)程中拔管控制、澆筑混凝土的充盈系數(shù)及最終的混凝土超灌量均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，以確保沖孔灌注樁樁身混凝土澆筑質(zhì)量。

3.4 沖孔灌注樁樁身質(zhì)量檢測(cè)

即使對(duì)沖孔灌注樁各個(gè)施工環(huán)節(jié)予以有效控制，樁身也有可能存在質(zhì)量問(wèn)題，所以一般在完成沖孔灌注樁施工作業(yè)之后，還要對(duì)樁身進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。相關(guān)工作人員要對(duì)沖孔灌注樁樁身完整性及承載力進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)樁身完整性檢測(cè)來(lái)辨別樁身缺陷的位置及缺陷情況，通過(guò)樁基承載力檢測(cè)來(lái)鑒定樁基礎(chǔ)施工完成后樁身的受力情況是否符合施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。樁身完整性檢測(cè)與承載力檢測(cè)能夠?qū)σ咽┕ね瓿傻臎_孔灌注樁基礎(chǔ)存在的質(zhì)量問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救和處理，最終保證沖孔灌注樁符合標(biāo)準(zhǔn)要求。此樁基檢測(cè)的結(jié)果作為第三方檢測(cè)報(bào)告形式出現(xiàn)，同時(shí)檢測(cè)報(bào)告作為樁基子分部驗(yàn)收依據(jù)的重要文件之一。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段我國(guó)沖擊成孔灌注樁技術(shù)適用于粘性土、人工雜填土中，對(duì)于存在孤石的砂礫層、堅(jiān)硬土層、巖石層中特別適用，而在流沙層中則需要提高技術(shù)含量，對(duì)施工過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行克服。但是在淤泥質(zhì)土，應(yīng)該謹(jǐn)慎實(shí)施。沖擊成孔灌注樁技術(shù)設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，適用范圍廣，操作方便，所成孔壁較堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定、坍孔少，不受施工場(chǎng)地的限制，無(wú)振動(dòng)和噪聲影響等，但存在成孔速度慢，孔底泥渣難以掏盡，樁的承載力不夠穩(wěn)定，操作要求較嚴(yán)，易發(fā)生質(zhì)量事故，因此在現(xiàn)代高層建筑中，要科學(xué)合理的運(yùn)用沖孔灌注樁施工技術(shù)，以此來(lái)保障我國(guó)建筑行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。