邱翔

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西 長治 046000）

0 引言

鉆孔灌注樁可有效防止土體滑坡，是土木工程中常見的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)用于高層建筑工程可起到邊坡支護(hù)作用[1]。據(jù)統(tǒng)計，我國年均用樁量已超千萬根，使用量呈快速增長趨勢。為此，鉆孔灌注樁理論研究與施工技術(shù)應(yīng)用廣泛開展，經(jīng)對工程建設(shè)經(jīng)驗的總結(jié)，工藝得到優(yōu)化與應(yīng)用推廣。下文對鉆孔灌注樁工藝應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)論述。

1 鉆孔灌注樁概述

所謂灌注樁是指通過人工或機(jī)械在地基土中打造樁孔，其孔內(nèi)下放鋼筋籠，科學(xué)配置混凝土，灌注于孔內(nèi)，后形成基樁，可提高地基承載力水平，也可起到側(cè)向支撐作用，施工中產(chǎn)生的噪聲較低，振動幅度小，適用于各類地基處理工程[2]。鉆孔灌注樁工藝主要應(yīng)用于灌注樁持力層為碎石層工程，碎石量大于50%，且充填土與碎石均無膠結(jié)或輕微膠結(jié)現(xiàn)象，碎石應(yīng)分布均勻，質(zhì)地堅硬。在施工中應(yīng)遵循“經(jīng)濟(jì)適用、安全合理”原則，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)類型、場地地質(zhì)條件等編制專項施工方案。

2 鉆孔灌注樁技術(shù)優(yōu)勢分析

2.1 利于固結(jié)體控制

鉆孔灌注樁應(yīng)用時可對固結(jié)體形狀進(jìn)行控制，在施工過程中，可通過對旋噴速度、壓力、噴嘴孔徑的控制調(diào)節(jié)噴射流量，以實現(xiàn)對固結(jié)體形狀的控制。例如，應(yīng)用旋噴法，噴射時需根據(jù)實際情況旋轉(zhuǎn)和提升噴嘴，形成圓柱形固結(jié)體，應(yīng)用定噴法則可形成壁狀固結(jié)體，應(yīng)用擺噴法則可形成墻狀固結(jié)體。

2.2 施工便利

施工時在土體中挖孔，直徑控制在50～300mm，在孔中灌注水泥漿液，其周邊則可形成固結(jié)體，直徑為0.4～4m，實現(xiàn)樁基加固目的。鉆孔灌注樁施工便捷，涉及的設(shè)備數(shù)量較少，施工效率高，也可隨時對施工方案進(jìn)行調(diào)整。

2.3 任意角度噴射注漿

傳統(tǒng)樁基加固中使用的水泥漿液化性較強(qiáng)，噴漿只能為垂直方向，若角度過大則會引發(fā)各類質(zhì)量問題。鉆孔灌注樁施工為高壓作業(yè)，壓力與噴射速度共同作用，可任意角度噴射灌漿，且不會出現(xiàn)掛漿問題，材料損耗小。

3 實例探析鉆孔灌注樁施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

某新建大樓工程用地面積為287.1 畝，場地整平標(biāo)高為21.5m，基坑開挖底標(biāo)高為13.7m，開挖深度為7.8m?；有螤钜?guī)整，擬建商住兩用樓。該工程選用鉆孔混凝土灌注樁，樁徑共有四種類型，分別為600mm、700mm、800mm、900mm，樁深為33～35m，有效樁長為23.4～25.0m，樁端進(jìn)入持力層2D。該工程樁身混凝土強(qiáng)度等級為C35，坍落度為180～220mm。終孔條件符合樁端進(jìn)入2D 持力層，樁底下5.0m 范圍內(nèi)未分布有軟弱夾層。

3.1 施工前的準(zhǔn)備工作

3.1.1 布置施工現(xiàn)場

該工程現(xiàn)場為旱地，需整平，去除雜草或雜物，置換軟土，對土層進(jìn)行夯錘，當(dāng)場地坡度較大時，則需使用枕木或者是木排搭設(shè)工作平臺。施工現(xiàn)場淺水區(qū)采用筑島法，島頂平面高出水平面1.5±0.5m?，F(xiàn)場深水區(qū)需根據(jù)地下水流動與地質(zhì)地層情況等采用浮動式鉆探船或是設(shè)置固定平臺，該工程施工現(xiàn)場布設(shè)如圖1所示。

3.1.2 試樁

通過荷載試驗對承載力與成樁質(zhì)量進(jìn)行測驗，合理布設(shè)施工設(shè)備。試驗過程中，需選擇最具代表性的地層，勘察地質(zhì)，對工藝可行性進(jìn)行論證，確保試樁材料、尺寸符合設(shè)計要求。工程中所用力學(xué)性試樁數(shù)量大于2。試驗內(nèi)容有垂直靜荷載與水平靜荷載兩項，前者測定垂直最大承載力與樁的沉降量，后者測定樁的水平位移與轉(zhuǎn)角。

3.1.3 放樣

按照設(shè)計方案標(biāo)出基線與水準(zhǔn)點位置，布設(shè)施工平面控制網(wǎng)，基于極坐標(biāo)法對樁孔進(jìn)行放樣測量。為保證放樣精度，需對單根樁進(jìn)行3 次定位，順序為：定位挖埋護(hù)筒→定位校正護(hù)筒→十字交叉法在護(hù)筒上定出樁位。

3.1.4 護(hù)筒埋設(shè)

鋼板厚度為5mm，其內(nèi)徑與樁體設(shè)計直徑相較大100～200mm，需焊環(huán)，開啟溢流漿口，參照第一個樁位標(biāo)設(shè)中心孔，挖埋坑，管中心位置應(yīng)與樁位重疊，偏差控制在10mm 以內(nèi)，四周回填黏土，多次夯實。

圖1 地下室灌注樁施工場地平面布置

3.2 成孔

3.2.1 造孔

將鉆機(jī)放置于規(guī)定位置，校正水平位置，樁中心旋轉(zhuǎn)相同垂直度，允許偏差小于10mm[3]。鉆進(jìn)前需先空載操作，對設(shè)備功能進(jìn)行檢查。該工程選用龍門式雙腰帶四翼釬頭合金鉆頭對準(zhǔn)測放中心鉆進(jìn)，確保孔徑、孔型與孔斜等情況進(jìn)行檢查；發(fā)現(xiàn)出渣需及時補(bǔ)充泥漿；樁位孔口偏差小于5cm，樁身垂直度控制偏差小于1%。

3.2.2 清孔

鉆孔后清除孔底沉淀的砂土，在灌注混凝土前，需對孔底50cm 內(nèi)的含砂率進(jìn)行檢查，不得大于8%，漏斗黏度小于28s。

3.3 鋼筋籠制作與安裝

3.3.1 制作

對鋼筋材料進(jìn)行除銹和調(diào)直，對焊接鋼筋進(jìn)行焊接質(zhì)量檢測，確定可焊性。制作鋼筋籠時，需根據(jù)設(shè)計尺寸切割鋼筋；主筋保護(hù)層厚度為7cm；綁扎或者是焊接鋼筋混凝土預(yù)制塊，在主筋外側(cè)焊接環(huán)筋，直徑不得小于1cm；因鋼筋籠長度大于10m，主筋接頭需錯開放置，同一個截面內(nèi)接頭數(shù)量應(yīng)小于主筋總數(shù)50%；鄰近接頭間距大于50cm；將加強(qiáng)筋與主筋焊接在一起。鋼筋籠制作必須嚴(yán)格遵循設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，偏差控制要求如表1 所示。

3.3.2 安裝

通過大型吊車將鋼筋籠放置在規(guī)定位置，垂直放置在孔內(nèi)。鋼筋籠入孔后施工單位采用單面焊接法將其與上部鋼筋連接在一起，后自然冷卻1min 再置于孔內(nèi)。鋼筋籠安裝結(jié)束后對其位置、垂直度與焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢查。

表1 鋼筋籠制作偏差要求

3.4 混凝土灌注

3.4.1 混凝土配置

該工程混凝土配置參數(shù)如下：初凝時間大于3h，混凝土密度為2350±50kg/m3，坍落度為20±2cm，水泥最低用量為360kg/m3，混凝土強(qiáng)度大于32.5#；粗骨料選用的是碎石，碎石粒徑大于4cm，細(xì)骨料選用粗砂；含砂率為40%～45%；水灰比大于0.5；拌和用水為自然來，水量為水泥重量1/5。樁身混凝土養(yǎng)護(hù)30d 后對表層進(jìn)行檢查，不得有蜂窩、裂縫、露筋等問題。

3.4.2 混凝土灌注

該工程采用導(dǎo)管灌注法完成混凝土灌注。導(dǎo)管均為鋼管，管壁直徑為2.5±0.5cm，最小厚度為3mm?；炷凉嘧⑶?，先對孔底沉渣的厚度進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)厚度超標(biāo)，施工單位進(jìn)行二次清孔。導(dǎo)管底部與孔底距離為40±10cm，樁徑小于60cm。首批混凝土灌漿需連續(xù)作業(yè)，不得中斷，充盈系數(shù)為1.1～1.2，埋設(shè)深度為4±2m。提升導(dǎo)管需先設(shè)置加筋板，為三角形，不得掛住鋼筋籠，也不得高于混凝土面層。同一根樁混凝土灌注作業(yè)持續(xù)時間不得大于4h，結(jié)束后發(fā)現(xiàn)混凝土頂升不順，此時施工單位在20cm 范圍內(nèi)串動導(dǎo)管。終灌時樁頂混凝土面層高度大于設(shè)計高度50cm，后拔出護(hù)筒，并對欠澆段進(jìn)行回填處理。

4 結(jié)語

綜上所述，因建筑工程施工現(xiàn)場地質(zhì)條件差異大，現(xiàn)場內(nèi)設(shè)備等復(fù)雜，需基于鉆孔灌注樁技術(shù)特征確定施工流程。在前期準(zhǔn)備階段，需做好材料與設(shè)備檢查工作，有序安排混凝土與鋼筋籠作業(yè)。階段性作業(yè)完成后需進(jìn)行檢查，質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行下一工序。由本文論述內(nèi)容可知，鉆孔灌注樁施工質(zhì)量與技術(shù)參數(shù)設(shè)定、施工操作密切相關(guān)，應(yīng)用于建筑工程時必須注重技術(shù)管控，方可保證施工效果。