河北省石家莊市區(qū)大廈施工項(xiàng)目樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

霍南，杜陽宏

（中冀建勘集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050200）

0 引言

技術(shù)水平是影響工程質(zhì)量的重要因素，由于樁基礎(chǔ)建設(shè)是工程核心內(nèi)容，因此在技術(shù)運(yùn)用方面，必須在兼顧安全管理、細(xì)節(jié)管理的同時(shí)，確保技術(shù)運(yùn)用精準(zhǔn)度。然而結(jié)合現(xiàn)階段來看，我國部分土建項(xiàng)目在樁基礎(chǔ)技術(shù)運(yùn)用方面，依舊存在不足，規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)無法達(dá)到要求。甚至可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患。我國現(xiàn)已經(jīng)對(duì)樁基礎(chǔ)施工技術(shù)要點(diǎn)開展系統(tǒng)化研究，例如石存喜[1]認(rèn)為應(yīng)該著重關(guān)注使用環(huán)境的營造，針對(duì)施工成孔以及埋設(shè)、泥漿制作等強(qiáng)化細(xì)節(jié)處理，進(jìn)而保障技術(shù)質(zhì)量。胡建勇[2]認(rèn)為樁基礎(chǔ)要針對(duì)傾斜、斷樁以及承載力等應(yīng)加以關(guān)注；李雷[3]則針對(duì)樁基礎(chǔ)施工特點(diǎn)開展了分析，著重針對(duì)人工挖孔、振動(dòng)沉樁等技術(shù)形式進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。Shang[4]對(duì)樁基礎(chǔ)施工細(xì)節(jié)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，從宏觀的角度對(duì)施工技術(shù)流程開展了細(xì)致研究。以上分析為樁基礎(chǔ)技術(shù)管控奠定了良好的基礎(chǔ)。由此可見，圍繞建筑工程土建施工中樁基礎(chǔ)施工技術(shù)要點(diǎn)加以研究尤為重要，是促進(jìn)相關(guān)行業(yè)發(fā)展的必然要求。

1 工程概況

1.1 工程建設(shè)概況

某工程為石家莊市區(qū)大廈施工項(xiàng)目，建筑規(guī)模約為38 457.25m2，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況以及施工具體需要將結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)為框架剪力形式，約20 層，總高度為75m。該地區(qū)地處河北省石家莊市中心，交通發(fā)達(dá)，周圍包括地鐵站，以及公交站，屬于重要的交通樞紐區(qū)域，因此在施工的過程中要求應(yīng)該盡可能地降低通過管理等形式減少對(duì)周圍環(huán)境的影響，例如噪聲管控、灰塵管理等。從氣候條件的角度來看，該地區(qū)整體氣候適宜，雨季降水量可以達(dá)到450mm 左右，夏季最高溫在7 月，全年平均溫度約為8℃～19℃左右，極端天氣的天數(shù)較少。

1.2 地基基礎(chǔ)條件概況

在工程施工前期，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工來看，樁基礎(chǔ)技術(shù)運(yùn)用需提前布置好建筑區(qū)域并加大對(duì)泥漿溝槽等位置的關(guān)注，并預(yù)留出鋼筋捆綁以及混凝土澆筑等區(qū)域，為后續(xù)建設(shè)施工奠定良好的基礎(chǔ)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)勘察來看，當(dāng)?shù)氐耐翆咏Y(jié)構(gòu)為素填土以及粉質(zhì)黏土，中間含有少量的粉砂夾粉土。為強(qiáng)化建筑施工的整體效果，工程人員認(rèn)為可運(yùn)用樁基礎(chǔ)技術(shù)開展施工，主要形式為鉆孔灌注樁，其中樁徑型號(hào)為Φ800mm 以及Φ850mm，混凝土等級(jí)設(shè)置為C25，樁長則為25m。施工周期為60d，其中前期的錨樁建設(shè)預(yù)計(jì)一周左右，在30d 之后需要開展施工強(qiáng)度測(cè)試，直至符合標(biāo)準(zhǔn)才可繼續(xù)開展后續(xù)建設(shè)工作。

1.3 樁基設(shè)計(jì)概況

本工程由于對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求較高，因此在樁基設(shè)計(jì)的過程中對(duì)設(shè)備運(yùn)用進(jìn)行了科學(xué)的管控。建筑項(xiàng)目中需運(yùn)用GPS-17 型號(hào)的鉆機(jī)設(shè)備，并結(jié)合樁孔的實(shí)際情況制作不同的鋼筋籠。一般來講在進(jìn)入到持力層區(qū)域時(shí)，需確保深度在2d以上，且要在監(jiān)理人員確認(rèn)施工達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)之后才能夠開展后續(xù)鉆進(jìn)項(xiàng)目。

具體施工設(shè)備配置如表1 所示[5]。

表1 施工設(shè)備配置

在建筑工程施工的過程中，技術(shù)人員需借助以往經(jīng)驗(yàn)以及圖紙規(guī)劃情況開展技術(shù)運(yùn)用。在鉆孔灌注樁技術(shù)運(yùn)用時(shí)，需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的土層情況運(yùn)用沉淀池泥漿系統(tǒng)進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工。

2 樁基礎(chǔ)相關(guān)概述

樁基礎(chǔ)技術(shù)是建筑工程中非?；A(chǔ)的形式之一，在后續(xù)發(fā)展的過程中已經(jīng)演變成強(qiáng)化建筑質(zhì)量的關(guān)鍵內(nèi)容。在技術(shù)運(yùn)用的過程應(yīng)該加大對(duì)以下技術(shù)要點(diǎn)的重視：每一根樁都需要深深地嵌入到地層中，之后通過壓力調(diào)節(jié)與設(shè)計(jì)的形式，保障建筑的承載能夠滿足實(shí)際情況。目前，常見的樁基礎(chǔ)技術(shù)包括鉆孔、灌注等，具體運(yùn)用類型需結(jié)合工程情況而定?，F(xiàn)階段常見的技術(shù)類型如下：第一，振動(dòng)沉樁技術(shù)在土建工程施工的過程中振動(dòng)沉樁技術(shù)運(yùn)用較多，是指在樁基的底部區(qū)域安裝工具設(shè)備，之后通過振動(dòng)的形式使樁基能夠進(jìn)入到地層中，從而與地基形成完整的結(jié)構(gòu)類型，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)地基的穩(wěn)定性與安全性。此技術(shù)由于運(yùn)用程序便捷，因此備受青睞，然而在使用的過程中也需要關(guān)注噪聲管理，否則會(huì)形成嚴(yán)重的噪聲污染，不利于施工質(zhì)量管控工作的開展。第二，鉆孔灌注樁技術(shù)鉆孔灌裝技術(shù)是使用范圍最廣的一種形式，是指運(yùn)用設(shè)備鉆孔的方式開展灌漿處理，之后便可在增強(qiáng)應(yīng)力的基礎(chǔ)上提升土層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。該技術(shù)運(yùn)用對(duì)專業(yè)度的要求較高，需要進(jìn)行鉆孔、鋼筋施工以及灌漿等操作，因此在前期需要精準(zhǔn)地開展地質(zhì)分析，在掌握詳細(xì)數(shù)據(jù)之后才能加以運(yùn)用。第三，人工挖孔樁技術(shù)人工挖孔樁是指在人工操作的情況下強(qiáng)化樁基礎(chǔ)質(zhì)量。在具體工作中，技術(shù)人員需要具備較強(qiáng)的專業(yè)度，在做好測(cè)量之后精準(zhǔn)確認(rèn)樁基安裝的位置并進(jìn)行開挖以及后期灌注。此種樁基礎(chǔ)技術(shù)可減少資源的損失與浪費(fèi)，但是對(duì)人力的要求較高，需要較高的時(shí)間成本，所以難以保證施工的整體效益。然而相比其他技術(shù)，此種技術(shù)對(duì)地層的破壞度極小，可確保環(huán)境的穩(wěn)定性，因此適合運(yùn)用在小范圍的施工中。

3 技術(shù)要點(diǎn)分析

3.1 護(hù)筒埋設(shè)

施工之前，要先確認(rèn)好位置，一般來講護(hù)筒安裝的直徑應(yīng)該在樁徑大小的基礎(chǔ)上延長100cm 左右，具體工作中要確保中心線設(shè)置的精準(zhǔn)度，并仔細(xì)核對(duì)詳細(xì)信息，直至確認(rèn)護(hù)筒垂直且位置精準(zhǔn)之后才能夠夯實(shí)壓緊。

3.2 成孔施工

成孔施工通常為一次性工程，在施工的過程中成孔與澆筑混凝土工序應(yīng)該在24h 內(nèi)結(jié)束，因此在實(shí)際操作中，需提前設(shè)置好槽池系統(tǒng)，并定位鉆孔機(jī)的位置，確保精準(zhǔn)無誤。與此同時(shí)技術(shù)人員需再次測(cè)算鉆孔設(shè)備與護(hù)筒之間的偏差情況，需確保在15mm 范圍內(nèi)才能夠繼續(xù)施工。在鉆進(jìn)的過程中若是遇到軟土層需要及時(shí)調(diào)整泥漿的配置，泥漿使用量應(yīng)該達(dá)到地面下方280mm 的位置。由于該工程中鉆孔上方區(qū)域的土壤穩(wěn)定性較差，因此在完成操作之后要及時(shí)地清理，時(shí)間約0.5h。

3.3 鋼筋籠制作

鋼筋籠制作之前應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況按照施工需求加以制作，并反復(fù)檢驗(yàn)其是否合格，圖1 為鋼筋籠對(duì)接要求。

圖1 鋼筋籠對(duì)接要求

為強(qiáng)化鋼筋籠的整體性能，在設(shè)計(jì)的過程中技術(shù)人員還在其中添加了混凝土保護(hù)層墊塊3 組，每一組約為4 根左右。并且嚴(yán)格對(duì)焊接等工序加大關(guān)注。結(jié)合施工要求，焊接的過程中鋼筋的彎曲角度不可高于15°，且需運(yùn)用單面的方式進(jìn)行焊接處理，而在主筋等區(qū)域則運(yùn)用點(diǎn)焊。焊接過程中，主筋的接頭需要錯(cuò)開，待成型之后單層排放最高不可堆積2 層以上，之后交由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員檢驗(yàn)分析是否合格。表2 為鋼筋籠制作尺寸允許偏差。

表2 鋼筋籠制作尺寸允許偏差

本工程中的樁基鋼筋籠質(zhì)量約為8.5t，長度約為23.1m。在現(xiàn)場(chǎng)施工的過程中需運(yùn)用兩臺(tái)機(jī)械設(shè)備起吊，其中運(yùn)用50t的設(shè)備在前方操作，剩余四個(gè)點(diǎn)則由16t 的吊車操作。在抬起3m 左右后，50t 吊車需要繼續(xù)提升高度，而其余點(diǎn)的高度則不變，從而調(diào)整鋼筋籠位置使其處于直立的形態(tài)，直至全部力均為50t 吊車控制，其他的車輛設(shè)備便可脫離吊鉤，從而使其順利安裝到指定位置。在安裝的過程中要嚴(yán)格地按照控制點(diǎn)把控位置，在確保中心點(diǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)之后才能停止施工，一般來講標(biāo)高是通過吊筋管控。而吊筋的安裝則是要結(jié)合顯示需要加以焊接，使方鋼能夠進(jìn)入到吊環(huán)中，從而使鋼筋籠懸空到指定區(qū)域。在砼澆筑的過程中主要是運(yùn)用導(dǎo)管技術(shù)澆灌。第一，選擇導(dǎo)管，導(dǎo)管的長度要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)需求而定；第二，選擇導(dǎo)管數(shù)量，底部寬度應(yīng)該為4m 寬，并在終端區(qū)域設(shè)置1.5m 的導(dǎo)管；第三，導(dǎo)管的材料為Φ30cm 的鋼管，因此在連接的過程中可運(yùn)用封膠墊保障緊密度。連接時(shí)要順直，并在后續(xù)開展閉水測(cè)試，防止影響后續(xù)運(yùn)用。

閉水測(cè)試工作中，根據(jù)要求水壓應(yīng)該在導(dǎo)管最大承載壓力P 的1.3 倍，具體計(jì)算公式如式（1）：

其中，P為導(dǎo)管內(nèi)部的壓力最大值，單位為kPa；rc則是砼內(nèi)物質(zhì)的重量；hc是指內(nèi)砼柱的最大高度值，通常為15m；rc則是鉆孔內(nèi)部的泥漿量；hb為井內(nèi)的泥漿深度，單位為m。在試驗(yàn)的過程中工作人員需先拼裝好導(dǎo)管，之后在內(nèi)部裝滿水并封堵兩端，在壓力值達(dá)到要求之后持壓5min 之后撤離，然后按照上次要求繼續(xù)反復(fù)操作4 次左右，若是此過程中導(dǎo)管并無漏水等情況，則說明達(dá)標(biāo)可繼續(xù)開展其他操作。

3.4 混凝土配置

在混凝土澆筑之前，需要再次審核混凝土強(qiáng)度，至少應(yīng)該達(dá)到C25 標(biāo)準(zhǔn)。由于混凝土質(zhì)量直接會(huì)影響樁基礎(chǔ)的質(zhì)量，因此在混凝土澆筑的過程中需要先根據(jù)前期的設(shè)計(jì)情況科學(xué)地完成配制。此外，為防止施工過程中受到降水等情況的影響，在施工的過程中還要及時(shí)關(guān)注外部情況若是出現(xiàn)坍塌等情況則要立即的完成加強(qiáng)振搗。

3.5 二次清孔以及灌注

在鋼筋籠安裝無誤之后，需要再次安裝混凝土導(dǎo)管，并完成徹底清理，清理之后的沉渣應(yīng)該在10cm 以內(nèi)，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)完成泥漿的配置。一般來講，濃漿配比應(yīng)該為1:3。在二次清理的過程中，需運(yùn)用3PNL 設(shè)備完成換漿，以此確保工程質(zhì)量。為進(jìn)一步強(qiáng)化孔壁區(qū)域堤程的安全性，防止出現(xiàn)坍塌等事故，在清理時(shí)要嚴(yán)格把控時(shí)間，在1.5h 以內(nèi)為最佳。在澆筑混凝土?xí)r也要關(guān)注準(zhǔn)備工作，每一個(gè)樁基礎(chǔ)在澆灌的過程中不可大于7h，且灌注之后要做好養(yǎng)護(hù)工作，并在30d 之后再次分析結(jié)構(gòu)情況。

3.6 樁偏差的控制與處理要點(diǎn)

在樁基礎(chǔ)施工的過程中，偏差管控尤為關(guān)鍵，尤其是對(duì)于條形樁等區(qū)域，偏差的大小會(huì)直接影響內(nèi)部的內(nèi)力狀況導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)安全隱患。對(duì)于樁位偏差管控來講，質(zhì)量管控主要分為兩個(gè)方面：一方面為豎向，按照要求偏差范圍應(yīng)該在-50～100mm 范圍內(nèi)。結(jié)合現(xiàn)階段來看，若是在施工的過程中存在嚴(yán)重的偏差情況，則很有可能會(huì)加大工作量，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的資源浪費(fèi)與損失。在實(shí)際工作中，若是樁頂標(biāo)高大于前期規(guī)劃，則會(huì)通過劈樁的方式調(diào)整樁的大小。尤其需要注意預(yù)應(yīng)力管樁，由于上端存在樁帽結(jié)構(gòu)，因此在劈樁的過程中難度較大。而若是標(biāo)高低于預(yù)期設(shè)計(jì)，則需要繼續(xù)補(bǔ)充高度，這也會(huì)影響工期。因此在施工的過程中必須精準(zhǔn)地控制標(biāo)高，盡可能地確保實(shí)際情況能夠滿足預(yù)期設(shè)計(jì)要求，二者之間沒有明顯的誤差情況。與此同時(shí)，要加大對(duì)樁卸載過程中所產(chǎn)生的回降量，否則最終的標(biāo)高情況一定會(huì)高于預(yù)期。目前，大多數(shù)建設(shè)工程的設(shè)計(jì)人員在前期便會(huì)充分關(guān)注誤差情況，結(jié)合工程數(shù)據(jù)來看，前期設(shè)計(jì)誤差最佳范圍應(yīng)該在2mm 左右，這樣便可從源頭上降低劈樁等工序的產(chǎn)生，可強(qiáng)化技術(shù)的操作性，減少不必要的時(shí)間花費(fèi)。另一方面則是水平偏差管控。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)水平偏差的主要處理形式應(yīng)該為補(bǔ)樁技術(shù)。然而以5～15 根的樁基為例，在常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)中要求水平偏差需要控制在1/3 樁徑大小，然而在其他標(biāo)準(zhǔn)中也存在不可大于1/2 樁徑的要求，因此施工中為避免矛盾情況的產(chǎn)生，要求在設(shè)計(jì)的過程中需要先確認(rèn)允許偏差數(shù)值。

此外，對(duì)于小的樁基，應(yīng)該在原有標(biāo)準(zhǔn)管控的基礎(chǔ)上，細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。例如對(duì)于承臺(tái)樁臺(tái)來講，允許誤差需要控制在60mm 左右，而對(duì)于條形樁等則應(yīng)該50mm 左右，實(shí)際情況要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)需求所制定。對(duì)于樁位允許偏差設(shè)定來講，其核心目的在于管控樁基施工，使其能夠滿足施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，并不關(guān)注此過程中的損失問題。因此在實(shí)際工作中若是依舊存在問題，則可通過安裝配筋等工作解決問題，以此降低經(jīng)濟(jì)損失。

3.7 管樁施工技術(shù)重點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力管樁強(qiáng)度更高，且生產(chǎn)時(shí)間較短，因此相比于其他的預(yù)制樁來講運(yùn)用范圍更加廣泛，但是在使用過程中也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不足。例如在實(shí)際工作中，工作人員經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)因?yàn)樗狡畹惹闆r產(chǎn)生的管壁裂縫，嚴(yán)重影響了工程質(zhì)量。例如我國某工程在施工前期因?yàn)榛靥盍?m 土壤，以至于在后續(xù)施壓的過程中重力出現(xiàn)了不均勻的情況，導(dǎo)致偏離了預(yù)期的方向出現(xiàn)了裂縫。為此要求工作人員在遇見此類問題時(shí)應(yīng)先完成糾偏處理，之后再灌注材料，這樣便可以有效管控裂縫的產(chǎn)生。對(duì)于現(xiàn)階段的工程來講，很多項(xiàng)目需要同步開展試樁與工程樁，為強(qiáng)化樁的承載質(zhì)量，需提前開展靜荷載測(cè)試，從而通過測(cè)試工作強(qiáng)化樁基礎(chǔ)施工效果。若是試驗(yàn)中存在異常問題則要結(jié)合實(shí)際情況加以研究，不可隨意處置，以此規(guī)避其他風(fēng)險(xiǎn)問題。

4 結(jié)論

綜上所述，對(duì)于土建施工來講，樁基礎(chǔ)施工人員必須加大對(duì)前期準(zhǔn)備、施工管理以及后期管控方面的關(guān)注，并結(jié)合實(shí)際需要設(shè)計(jì)施工方案，選定技術(shù)運(yùn)用，確保設(shè)備選擇以及操作能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)在后續(xù)的工作中，技術(shù)人員應(yīng)樹立正確意識(shí)，積極借鑒國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，以此為樁基礎(chǔ)施工優(yōu)化提供有力的保障。