房建工程鉆孔灌注樁施工工藝研究

王德生 田 龍 安徽省交通航務(wù)工程有限公司

1 前言

作為當(dāng)前建筑工程建設(shè)中較為常見的技術(shù)手段，鉆孔灌注樁技術(shù)的操作程序復(fù)雜，鉆孔灌注與房屋建筑工程質(zhì)量息息相關(guān)，若采取不合理的鉆孔灌注技術(shù)，會(huì)出現(xiàn)墻體裂縫，甚至墻體掉落等情況。而在房建施工中，良好地利用鉆孔灌注技術(shù)，能夠確保施工效率和質(zhì)量的雙重提升，其施工應(yīng)用價(jià)值巨大。所以，施工人員應(yīng)采取專業(yè)性較強(qiáng)的施工模式，在不斷提高自身施工技術(shù)的同時(shí)，也能確保建筑物質(zhì)量的有效提高。

2 房建工程鉆孔灌注樁技術(shù)要領(lǐng)

2.1 正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔

首先，正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔適用于含少量礫石的黏性土粉砂細(xì)中粗砂，用高壓泥漿通過鉆機(jī)的空心鉆桿，在鉆桿底部射出，鉆頭同時(shí)鉆進(jìn)，攪松土層成為鉆渣，在被泥漿包裹后浮懸，在泥漿上升后會(huì)在井外的泥漿槽中溢出，在沉淀池凈化后，對(duì)其進(jìn)行再次的循環(huán)利用[1]。在鉆孔機(jī)就位后，需要校核樁柱中心和鉆頭中心，然后才能開鉆，需確保鉆孔時(shí)鉆架的穩(wěn)定性，還應(yīng)在開鉆前檢查鉆機(jī)及其他機(jī)具及相關(guān)配套設(shè)施，包括電、水的通暢。

其次，反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔。本方式適用于基巖、軟層的施工，尤其適合松散地層大直徑樁孔。應(yīng)確保工作區(qū)地下水位的合理性，水位應(yīng)＜3m。反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔對(duì)不同直徑及深度的鉆孔作業(yè)都適用，其工作原理是，利用砂石泵抽取鉆桿柱內(nèi)帶有鉆屑的泥漿，然后再流回鉆孔，以確保泥漿的反循環(huán)。由于砂石泵吸收管路中的真空度不斷變大，受大氣壓的影響，主動(dòng)鉆桿內(nèi)的泥漿會(huì)不斷上升。當(dāng)泵體中注滿泥漿后，發(fā)現(xiàn)泥漿在塑料透明管中經(jīng)過，需要將小閥門關(guān)閉，而再次有泥漿從塑料透明管中通過后，表示已經(jīng)排除整個(gè)泵體中的空氣，需要關(guān)閉閥門B，啟動(dòng)砂石泵。

2.2 潛水鉆機(jī)鉆孔

潛水鉆機(jī)成孔灌注樁施工，是采用后壓漿的方式，對(duì)樁底、樁周進(jìn)行加固，以確保高樁的承載力獲得提升。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況制定24h施工計(jì)劃，在進(jìn)度緩慢的情況下，應(yīng)增加鉆機(jī)，以保證施工進(jìn)度。潛水鉆機(jī)鉆孔施工流程應(yīng)先平整場(chǎng)地、樁位放樣、設(shè)備組裝、放置鋼護(hù)筒、安放鉆孔機(jī)、在設(shè)計(jì)深度位置停止鉆孔、將鋼筋籠在鉆桿內(nèi)放好、在孔內(nèi)泵將混凝土注入、成樁、處理樁頭、樁頂。

在施工現(xiàn)場(chǎng)采取鉆水機(jī)鉆孔，需要嚴(yán)格把控各道工序的順序，以此確保鉆孔灌注樁的質(zhì)量。潛水鉆機(jī)鉆孔應(yīng)以正循環(huán)泥漿護(hù)壁成孔，注入孔口的泥漿及排出孔口的泥漿，其比重分別為≤1.10 及≤1.20。在鉆孔達(dá)到一定深度后，應(yīng)確保泵量加大，其比重應(yīng)在1.05～1 之間[2]。在灌注混凝土前，需要檢查坍落度，確保在±200mm范圍內(nèi)；檢查導(dǎo)漿管的連接，導(dǎo)漿管上口應(yīng)放置蓋板及隔水栓，并保證導(dǎo)漿管下口距孔底±450mm。儲(chǔ)罐量應(yīng)確?；炷谅窆苌疃龋?.0m，而直徑d=800mm的樁，儲(chǔ)罐量應(yīng)＞1.0m3。灌注過程中，還應(yīng)注意測(cè)量混凝土埋管深度，使導(dǎo)漿管在混凝土中的深度1.0～6.0之間。導(dǎo)漿管的起拔速度應(yīng)控制在適中的程度，謹(jǐn)防混凝土在樁身中存在空隙，還要確?；炷凉嘧⒌倪B續(xù)性，通常灌注一根混凝土的時(shí)間應(yīng)＜3h。

2.3 沖抓鉆孔

沖抓成孔是一種較為先進(jìn)的施工方法，以全鋼護(hù)筒對(duì)護(hù)壁進(jìn)行跟進(jìn)，其生產(chǎn)效率更高、速度更快，所以更易于樁孔成型，可以有效防止鉆孔塌孔，確保施工樁基質(zhì)量得到保證。同時(shí)，沖抓鉆孔施工所需的工作面少，施工更具專業(yè)性，能夠?yàn)槭┕す芾硖峁┍憷?。樁基成型需要的時(shí)間短，有利于組織流水作業(yè)，尤其在工期緊、工程量大的施工現(xiàn)場(chǎng)，更能凸顯出沖抓鉆孔的優(yōu)越性。拼裝沖抓鉆機(jī)成型后，應(yīng)檢查臂架、動(dòng)力部分、旋轉(zhuǎn)部分、管路部分、行走部分，確保無(wú)問題后進(jìn)行試運(yùn)行，運(yùn)行的主要項(xiàng)目包括鋼護(hù)筒夾緊、臂架旋轉(zhuǎn)、臂架提升、鋼護(hù)筒回轉(zhuǎn)、鋼護(hù)筒拔除、鋼護(hù)筒推入、抓卸土等[3]。若挖掘底面的土質(zhì)一般，應(yīng)先行壓入刃口，確保挖掘底面與刃口深度持平的情況下進(jìn)行掘進(jìn)。對(duì)于不易坍塌的土質(zhì)，若鋼護(hù)筒壓進(jìn)存在困難，可以采取適當(dāng)超挖的模式進(jìn)行。在鋼護(hù)筒連接方面，當(dāng)推入上一節(jié)鋼護(hù)筒后，應(yīng)將下一節(jié)鋼護(hù)筒安裝好，可以傾斜臂架，這有利于護(hù)筒就位，并利用起重機(jī)吊起鋼護(hù)筒。

2.4 沖擊鉆孔

沖擊鉆孔在施工前應(yīng)做好測(cè)量準(zhǔn)備，嚴(yán)格按照施工要求校核與檢定測(cè)量?jī)x器，確保測(cè)量精準(zhǔn)度。在定位樁基后，需將護(hù)樁在四周設(shè)置，并進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保誤差在±5mm。場(chǎng)地準(zhǔn)備方面，應(yīng)碾壓整平原地面，確保排水暢通，以保證鉆機(jī)作業(yè)機(jī)械的穩(wěn)固。在技術(shù)準(zhǔn)備方面，應(yīng)做好技術(shù)交底工作，交底內(nèi)容包括環(huán)保、安全、質(zhì)控要點(diǎn)、施工工藝等內(nèi)容。在物質(zhì)準(zhǔn)備方面，需要準(zhǔn)備發(fā)電機(jī)、混凝土運(yùn)輸車、沖擊鉆機(jī)等設(shè)備。埋設(shè)護(hù)筒可以采用內(nèi)徑大于樁徑20cm、壁厚為4mm 的鋼制護(hù)筒，在坑底平整后，將護(hù)筒放入，并檢查位置的正確性，豎直擺放筒身，用黏土回填四周，分層夯實(shí)，隨時(shí)對(duì)護(hù)筒位置進(jìn)行觀察，謹(jǐn)防填土過程中護(hù)筒出現(xiàn)偏移。鉆孔機(jī)就位后，需要將鉆樁位對(duì)準(zhǔn)中心十字線，確保底座的穩(wěn)固、平整，保證鉆進(jìn)的過程不發(fā)生位移與傾斜[4]。鉆進(jìn)后，應(yīng)用小沖程先進(jìn)行開孔，保證初成孔孔壁的圓順、豎直、堅(jiān)實(shí)，當(dāng)鉆進(jìn)深度比鉆頭全高加沖程高后，可以開始正常沖擊。

3 房建工程鉆孔灌注樁施工工藝

3.1 完善鉆孔技術(shù)要點(diǎn)

在進(jìn)行測(cè)量放線工作的過程中，施工人員應(yīng)與測(cè)量圖紙相結(jié)合進(jìn)行操作，應(yīng)反復(fù)核對(duì)測(cè)量?jī)?nèi)容，還應(yīng)檢測(cè)與調(diào)試施工設(shè)備的質(zhì)量，保證其與施工要求相符合，然后，確定鉆孔儀的安裝位置。結(jié)合土壤條件與施工情況選擇泥漿，確保提升地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在進(jìn)行房建工作中，利用鉆孔技術(shù)是順利開展鉆孔灌注樁施工的要點(diǎn)，為提升工程質(zhì)量，需要嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行操作。應(yīng)定位鉆孔位置，并將護(hù)筒壓實(shí)，在施工期間還應(yīng)運(yùn)用設(shè)備不斷添加泥漿，避免鉆孔中出現(xiàn)塌孔的情況。若在鉆孔中出現(xiàn)滲水問題，需要即刻停止鉆孔施工，仔細(xì)檢查前期的施工環(huán)節(jié)，查找并分析滲水原因，制定補(bǔ)救措施。若漏水由護(hù)筒質(zhì)量導(dǎo)致，可以用黏土堵塞出水口，并觀察滲水位置，若效果仍舊不理想，可以更換護(hù)筒。在施工階段，還應(yīng)把握鉆孔速度，保證操作的勻速性，過慢、過快的鉆孔速度都是不可取的。

在鉆孔平臺(tái)上，拼裝鋼護(hù)筒導(dǎo)向架，測(cè)量放線定位樁、對(duì)接鋼護(hù)、整體起吊鋼護(hù)筒并將其入水，調(diào)整護(hù)筒傾斜度并入床，安裝振動(dòng)打樁錘并振動(dòng)下沉，鉆機(jī)安裝后進(jìn)行鉆孔施工。鋼護(hù)筒在下沉階段，應(yīng)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，做好調(diào)整、監(jiān)測(cè)工作，確保與規(guī)范要求相吻合，使鉆孔樁施工能夠順利進(jìn)行[5]。鋼護(hù)筒的厚度應(yīng)在5mm～12mm 之間，可以在車間內(nèi)分節(jié)制造鋼護(hù)筒，其對(duì)接工作可以在平臺(tái)完成，并進(jìn)行整體下沉。下沉過程中，可以用木楔在護(hù)筒與導(dǎo)向架間隨時(shí)調(diào)整偏差，護(hù)筒底口應(yīng)在卵石頂面，護(hù)筒頂口應(yīng)比地下水位或施工水位高出1.0m～2.0m。

在陸地和淺灘地鉆孔裝鋼護(hù)筒方面，在河灘內(nèi)樁位施工，需要確保島的高度比施工地面高出0.5m，護(hù)筒高度比地面高出0.3m，若有承壓水在鉆孔內(nèi)，需要比承壓水高出2.0m。鋼護(hù)筒應(yīng)采用Q235 鋼板卷制，厚度應(yīng)在5mm～12mm 之間，內(nèi)徑應(yīng)大于樁徑，可以為±30mm。埋置護(hù)筒深度應(yīng)符合下述規(guī)定：砂類應(yīng)＞2m，黏性土應(yīng)＞1m。若表層土松軟，埋置護(hù)筒的位置應(yīng)選在堅(jiān)硬密實(shí)土層的0.5m處?？梢詫⒆o(hù)筒設(shè)置在岸灘上，設(shè)計(jì)樁位偏差與護(hù)筒頂面中心應(yīng)＜5cm，傾斜度應(yīng)＜1%，并利用黏土將護(hù)筒四周夯實(shí)。而水中筑島，需要將護(hù)筒在河床面1m以下埋入。

3.2 制作與安裝鋼筋籠

制作鋼筋籠是鉆孔灌注樁施工的重要內(nèi)容，要確保鋼筋籠前期的制作質(zhì)量，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行焊接，不能對(duì)焊接程序進(jìn)行隨意更改。在制作環(huán)節(jié)，應(yīng)把握性選擇鋼筋籠材料，若長(zhǎng)度不足可以進(jìn)行搭接與焊接，確保焊點(diǎn)的均勻。還應(yīng)在安裝鋼筋籠的過程中，運(yùn)用探孔器探測(cè)孔洞，確保工作速度的提升。

在施工承臺(tái)之前應(yīng)檢測(cè)逐樁，基樁鋼筋籠設(shè)加強(qiáng)箍筋以利吊裝，沿著鋼筋籠長(zhǎng)度，間隔2m設(shè)置4塊混凝土，并沿著樁身進(jìn)行均勻分部，半徑應(yīng)為7.5m，墊塊為圓形，與樁身混凝土保持同號(hào)，穿鋼筋應(yīng)在圓塊中心進(jìn)行，并以焊接的方式固定樁身。鋼筋籠與混凝土塊需要牢固連接，當(dāng)樁孔與混凝土鋼筋籠均勻?qū)?zhǔn)后，才可以進(jìn)行灌注[6]。在施工中，應(yīng)按照施工準(zhǔn)備、制作模具臺(tái)具、分節(jié)加工鋼筋籠、安制聲測(cè)管、吊放鋼筋籠底節(jié)、吊放第二節(jié)、焊接校正，最后應(yīng)進(jìn)行節(jié)定位。同時(shí)，在施工中應(yīng)關(guān)注鋼筋籠上浮問題，大部分鋼筋籠水平耐受性與鋼筋籠上浮具有關(guān)聯(lián)性，而埋置導(dǎo)管的深度及位置，也會(huì)使鋼筋籠上浮，這會(huì)對(duì)吊放鋼筋籠產(chǎn)生影響。此外，澆筑混凝土的速度也會(huì)引起鋼筋籠上浮，應(yīng)做好預(yù)防應(yīng)對(duì)預(yù)案。在制作鋼筋籠環(huán)節(jié)，確保使用的鋼筋籠耐受性較強(qiáng)，也應(yīng)控制埋管深度，澆筑時(shí)間及速度等，最大限度避免鋼筋籠上浮。

3.3 鉆孔灌注樁工藝流程

完成上述工作流程后，應(yīng)做好技術(shù)交底工作，包括對(duì)鉆機(jī)垂直度的校正、測(cè)量樁基定位，分析之前記錄的數(shù)據(jù)。施工者應(yīng)重視混凝土灌注施工，本步驟在房建施工中具有重要作用，能夠?qū)κ┕ばЧ斐芍苯佑绊?。還要結(jié)合工程特點(diǎn)，制備地質(zhì)巖土條件，確保穩(wěn)定性，可以防止出現(xiàn)坍塌。通過對(duì)混凝土的灌注，能夠確保灌注樁的堅(jiān)固性得到提升，借助導(dǎo)管合理控制導(dǎo)管與鉆孔底部距離，提升混凝土灌注的可靠性，二者間的距離通常為300mm～500mm。鉆孔灌注樁對(duì)施工場(chǎng)地有著較強(qiáng)的適應(yīng)能力，整體施工流程的安全性突出。進(jìn)行灌注的環(huán)節(jié)，應(yīng)全面分析建筑項(xiàng)目施工區(qū)域內(nèi)的土質(zhì)情況，并選擇合適的鉆孔工具，還要提前清除施工場(chǎng)地的土壤雜質(zhì)、石塊等。及時(shí)清理土壤內(nèi)的顆粒物應(yīng)，并準(zhǔn)備再生泥漿，在獲得泥漿后須落實(shí)除沙工作。在使用鉆孔設(shè)備及工具進(jìn)行鉆孔作業(yè)后，將鋼筋籠放置好，以確保建筑工程的穩(wěn)定性。在固定鉆孔內(nèi)鋼筋后，進(jìn)行混凝土澆筑。由于施工階段，整體施工流程存在一定的危險(xiǎn)性，所以應(yīng)預(yù)防土壤孔隙及塌陷問題。

在灌注完成后，應(yīng)及時(shí)將鋼筋籠拆除。

3.4 配置泥漿漿液

在房建工程進(jìn)行過程中，應(yīng)融合水泥鋼筋等材料，以此穩(wěn)定地基、固定建筑材料。在操作中拌制混凝土，需科學(xué)掌握混凝土配比時(shí)間與溫度，合理配比混凝土中砂石、水，并進(jìn)行充分?jǐn)嚢鑋7]。為達(dá)到質(zhì)檢要求，技術(shù)人員在對(duì)混凝土利用前進(jìn)行取樣。鉆孔灌注樁技術(shù)的利用結(jié)果與漿液的配置效果具有關(guān)聯(lián)性，因此，施工單位應(yīng)高度重視注漿漿液的配置，科學(xué)配比水分與水泥的比例，尤其注意水與干水泥的比例，水的比例應(yīng)大于干水泥，以保證漿液的流動(dòng)性。在完成濃縮配置環(huán)節(jié)后，進(jìn)行封口處理，杜絕外界空氣與填充材料的接觸，確保提高壓縮效率。

灌注樁的灌注需要使用大量的泥漿，目的在于護(hù)壁與懸浮泥渣。所以要與灌注樁的具體情況相結(jié)合，調(diào)制泥漿配比，還應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況調(diào)配泥漿比例，確保泥漿黏度適中，過稀、過黏都會(huì)對(duì)房建工程的施工進(jìn)度與質(zhì)量產(chǎn)生影響。制作泥漿還應(yīng)按照配置要求將黏土打碎，將其移入護(hù)筒中，并利用護(hù)筒的沖擊錘沖擊黏土，便黏土變成泥漿，為順利進(jìn)行鉆孔工作做好準(zhǔn)備。在灌注配置泥漿環(huán)節(jié)，應(yīng)注意管道間相連緊密，還需明確灌漿流程，對(duì)灌漿設(shè)備的空氣壓力有所了解，然后將壓力逐步增大，以此避免導(dǎo)管裂開的情況。在灌漿環(huán)節(jié)，還應(yīng)控制灌注壓力在0.2MPa～0.4MPa。若灌漿期間出漿比例在0.1L，應(yīng)進(jìn)行5m～10m 的持續(xù)灌漿，然后觀察灌漿情況，若無(wú)異?？梢詫㈤y門關(guān)閉停止作業(yè)。

3.5 清孔作業(yè)施工

房建施工鉆孔灌注樁技術(shù)包括檢控、清孔，鉆孔灌注樁后，應(yīng)清理孔底沉渣，杜絕斷樁等安全事故的出現(xiàn)，在進(jìn)行清孔的環(huán)節(jié)，應(yīng)檢查鉆孔的各項(xiàng)參數(shù)后開展施工，包括孔深、傾斜度及鉆孔位置。在清孔階段，應(yīng)有效控制孔底與鉆頭間的距離，將間距調(diào)整為±70mm，杜絕在鉆孔中，由于施工方式的原因，導(dǎo)致成孔尺寸存在差異。技術(shù)人員還應(yīng)借助小沖程減少誤差[8]。同時(shí)，清孔采漿法需要在清孔后，將泥漿黏度控制在180Pa.s～200Pa.s 之間，將泥漿的比重控制在1.03～1.1 之間，泥漿膠體率應(yīng)＞98%，泥漿含沙量應(yīng)＜2%。應(yīng)對(duì)樁底進(jìn)行嚴(yán)格的清孔處理，清孔后孔底沉淀層應(yīng)比施工要求小，樁底沉渣厚度應(yīng)＜5cm，嵌巖樁樁徑＜150cm，摩擦樁應(yīng)＜0.3m。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在房建工程施工過程中，應(yīng)重視地基施工質(zhì)量，通過機(jī)械施工的方式確保施工質(zhì)量的有效提升。當(dāng)前，鉆孔灌注樁技術(shù)在房建工程中的運(yùn)用，由于其不受地形地勢(shì)因素影響，施工成本較低，且能將地基穩(wěn)定性進(jìn)行有效提高，所以，工程鉆孔灌注樁技術(shù)在房建施工中發(fā)揮了較強(qiáng)的工藝價(jià)值。