吳傳武

（頂丞建工集團(tuán)有限公司，福建 福州 350200)

0 引言

房建工程中，基礎(chǔ)施工的質(zhì)量會(huì)對(duì)上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安全性造成影響，因此應(yīng)該制定合理的基礎(chǔ)施工方案，以改善基礎(chǔ)整體性能。挖孔樁、灌注樁和靜壓樁等在樁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用較多，隨著施工工藝的不斷改善，旋挖灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)也逐漸成熟。螺旋鉆機(jī)是基礎(chǔ)施工中的主要設(shè)備，能夠在多種地質(zhì)條件下進(jìn)行鉆孔作業(yè)，以提高鉆進(jìn)的速度，保障良好的成孔質(zhì)量[1]。相較于傳統(tǒng)施工技術(shù)而言，該技術(shù)在適用性、環(huán)保性和自動(dòng)化程度上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。旋挖灌注樁基礎(chǔ)施工也會(huì)受到工藝條件、自然環(huán)境和設(shè)備性能等因素的影響，因此應(yīng)該掌握技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)，根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況制定相應(yīng)的方案。

1 房建工程旋挖灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)概述

旋挖灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)是利用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施工的一種先進(jìn)技術(shù)，通過螺旋葉片旋轉(zhuǎn)削土的方式，將土塊排出孔外。鉆頭、主機(jī)、滑動(dòng)支架、滑輪組、出土裝置和螺旋鉆桿等，共同組成鉆孔機(jī)，尤其是在不同的土層當(dāng)中可以應(yīng)用不同類型的鉆頭，以增強(qiáng)施工的適應(yīng)性。應(yīng)該在明確施工工藝的基礎(chǔ)上，確保各項(xiàng)參數(shù)的精確性，比如旋挖深度和鉆孔大小等。旋挖灌注樁基礎(chǔ)施工工藝主要包括了開挖漿池、埋設(shè)護(hù)筒、成孔、清孔和鋼筋籠下放、混凝土澆筑等，應(yīng)該做好施工組織規(guī)劃，以確保各個(gè)環(huán)節(jié)的規(guī)范性。對(duì)于土質(zhì)中的堅(jiān)硬巖石可以運(yùn)用鉆頭進(jìn)行鑿除處理，在傾倒土壤時(shí)則發(fā)揮鉆桿的作用[2]。在達(dá)到一定的深度后，則應(yīng)該及時(shí)清孔并完成鋼筋籠的吊放，滿足后續(xù)灌注施工要求。

2 房建工程旋挖灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用措施

2.1 鋼筋籠安裝

在制作和安裝鋼筋籠的過程中，應(yīng)該對(duì)孔壁進(jìn)行有效保護(hù)，防止沉渣厚度超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，以預(yù)防塌孔事故。施工作業(yè)前應(yīng)該對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行仔細(xì)分析，了解鋼筋籠長度和外徑大小，將尺寸誤差控制在合理范圍之內(nèi)。主筋的搭接點(diǎn)位置和縱橫筋的交叉點(diǎn)位置是鋼筋籠安裝的重點(diǎn)，因此應(yīng)該由專業(yè)人員進(jìn)行焊接，并對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，防止出現(xiàn)松動(dòng)和脫落等問題。三點(diǎn)起吊工藝在吊裝施工中的應(yīng)用較多，應(yīng)該根據(jù)軸線位置確定鋼筋籠的位置，在就位時(shí)保持平穩(wěn)性和緩慢性。由工作人員對(duì)吊裝過程進(jìn)行監(jiān)督和糾偏，確保達(dá)到設(shè)計(jì)深度后加以固定處理[3]。

2.2 干作業(yè)成孔

當(dāng)施工區(qū)域存在黏土和沙土?xí)r，則可以采用干作業(yè)成孔技術(shù)，同時(shí)在中密度砂土和巖層中的應(yīng)用效果也較好。相較于傳統(tǒng)成孔作業(yè)而言，省去了全護(hù)筒護(hù)壁和靜漿護(hù)壁等工藝，需要有效保護(hù)孔口并明確施工區(qū)域的濕度和土壤密度等參數(shù)，加快施工的進(jìn)度。墊層和鋼板的應(yīng)用，可以改善施工場地的平整性，滿足機(jī)械設(shè)備的操作需求，避免旋挖鉆機(jī)在成孔中出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，以保障設(shè)備和人員的安全。由于施工工藝流程得到簡化，因此施工材料和人員投入相對(duì)減少，具有良好的經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)。

2.3 泥漿護(hù)壁

泥漿護(hù)壁是旋挖灌注樁基礎(chǔ)施工中的關(guān)鍵點(diǎn)，膠質(zhì)顆粒存在于泥漿當(dāng)中，在樁孔孔壁中滲透后，能夠使泥漿孔壁整體抗剪性能得到改善。尤其是當(dāng)施工現(xiàn)場的土壓力和水壓力較大時(shí)，能夠有效防止孔壁在巨大壓力下發(fā)生破壞，提升了成孔質(zhì)量[4]。對(duì)于泥漿質(zhì)量的控制，是泥漿護(hù)壁施工的首要工作，因此應(yīng)該明確配合比和性能指標(biāo)。在成孔和清孔作業(yè)中，除了應(yīng)該利用泥漿護(hù)壁旋挖鉆機(jī)外，還應(yīng)該設(shè)置泥漿池以滿足施工要求。如果在施工中出現(xiàn)滲漏問題，那么則應(yīng)該對(duì)泥漿的相對(duì)密度進(jìn)行設(shè)計(jì)，為了使其粘度得到提升，可以運(yùn)用增粘劑和鋸末等加以處理，這也是改善孔壁穩(wěn)定性的關(guān)鍵[5]。泥漿配比如表1 所示，主要包括了相對(duì)密度、失水量、粘度、膠體率等參數(shù)，在現(xiàn)場應(yīng)該加以嚴(yán)格控制并進(jìn)行檢驗(yàn)，以達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 泥漿配比

只有切實(shí)保障各項(xiàng)性能指標(biāo)在允許范圍內(nèi)，才能使膠質(zhì)顆粒在孔壁中形成有效滲透，改善孔壁的穩(wěn)固性。在埋設(shè)護(hù)筒的過程中，應(yīng)該根據(jù)土質(zhì)特點(diǎn)確定埋設(shè)的長度，滿足鉆頭定位需求的同時(shí)，能夠?qū)犊走M(jìn)行有效保護(hù)，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞。十字鋼筋環(huán)架應(yīng)用于護(hù)筒頂部位置，運(yùn)用十字交叉點(diǎn)和外引點(diǎn)等對(duì)環(huán)心樁位偏差進(jìn)行合理調(diào)整，平面位置偏差不能超過50mm，斜度偏差要在0.5%以內(nèi)。確保定位準(zhǔn)確后運(yùn)用黏性土進(jìn)行回填處理并夯實(shí)，使護(hù)筒保持穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)移位或者傾斜。

2.4 全跟進(jìn)全回轉(zhuǎn)灌注樁技術(shù)

全跟進(jìn)全回轉(zhuǎn)灌注樁技術(shù)是一種新型的施工技術(shù)，能夠降低對(duì)周圍土體的破壞，以增強(qiáng)鉆孔的穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)于噪音的控制效果也較好，防止造成噪音污染。鉆頭負(fù)荷自動(dòng)控制裝置的應(yīng)用，能夠根據(jù)鉆進(jìn)過程中的實(shí)際情況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，以確保獲得更加合理的鉆進(jìn)動(dòng)力，保障鉆孔質(zhì)量與效率的同時(shí)，防止資源浪費(fèi)。挖掘裝置在套管中的應(yīng)用，能夠及時(shí)清理灌注樁中的雜物，從而保持施工連續(xù)性。

2.5 實(shí)例分析

本工程位于建陽市童游街道赤岸村，場地原為耕地、農(nóng)田，周邊及場地內(nèi)地勢(shì)較為平坦、開闊，地面黃海標(biāo)高138.1～141.5m 之間。樁基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，縱向鋼筋的保護(hù)層厚度為80mm,樁端進(jìn)入持力層的深度≥1m,樁端持力層選擇為第⑨層中風(fēng)化片巖層。主樓鉆孔灌注樁中，ZH3、ZH4、ZH7 和ZHa 的各個(gè)樁徑分別為φ1000、φ1100、φ1400 和φ1400，單樁承載力特征值分別為4400kN、5000kN、7300kN、8400kN。樁端全斷面進(jìn)入持力層≥1000mm，有效樁長≥10m；其中代號(hào)為ZH7a 的樁進(jìn)入持力層≥2000mm，有效樁長≥14m。

3 房建工程旋挖灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的質(zhì)量控制

3.1 塌孔控制

塌孔是旋挖灌注樁基礎(chǔ)施工中的嚴(yán)重事故問題，不僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)備受到破壞，而且嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)人員安全造成威脅，出現(xiàn)返工現(xiàn)象。尤其是在混凝土澆筑中出現(xiàn)塌孔事故時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致難以在預(yù)期工期內(nèi)竣工。力學(xué)分析是預(yù)防和解決塌孔問題的關(guān)鍵，尤其是要關(guān)注土壓力和水壓力對(duì)孔壁的作用特點(diǎn)。徑向壓力會(huì)由于土材料的存在而得到緩解，同時(shí)靜水壓力也能夠起到有效的穩(wěn)定作用，發(fā)生塌孔的幾率較小。因此塌孔的主要因素是水壓差變大，同時(shí)護(hù)壁強(qiáng)度也未能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使得徑向壓力逐漸增大，超過了孔壁極限承壓范圍。在孔內(nèi)會(huì)有大量土顆粒的進(jìn)入，使得孔壁破壞嚴(yán)重，在長時(shí)間堆積中發(fā)生塌孔。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水壓差的實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)水壓差數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行有效防控，綜合考量環(huán)境震動(dòng)、護(hù)筒位置和泥漿比重等因素影響，制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。

3.2 井涌控制

隨著外界地層孔隙壓力的增大，會(huì)對(duì)井內(nèi)造成影響，尤其是超過其極限壓力后，則會(huì)出現(xiàn)井涌事故。土質(zhì)的滲透率會(huì)發(fā)生改變，因此筒中會(huì)有流體進(jìn)入，嚴(yán)重影響旋挖灌注樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量。此外，隨著地下水位差的增大，也會(huì)對(duì)細(xì)砂土層造成影響，井涌事故出現(xiàn)的概率上升。在施工中，工作人員應(yīng)該對(duì)流動(dòng)性淤泥情況進(jìn)行全面檢查，對(duì)每一節(jié)護(hù)壁的高度進(jìn)行有效控制，確保護(hù)壁承壓能力可以滿足地質(zhì)特點(diǎn)，防止井涌問題的出現(xiàn)[6]。

3.3 堵管控制

堵管問題往往是由于混凝土的坍落度或者攪拌時(shí)間不合理所導(dǎo)致，使得混凝土的和易性受到影響。因此，坍落度應(yīng)該在18～22cm 之間，對(duì)灌注時(shí)間進(jìn)行掌控，防止灌注時(shí)間過長引發(fā)的堵管問題。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制導(dǎo)管的埋設(shè)深度，增強(qiáng)混凝土的流動(dòng)效果。導(dǎo)管埋設(shè)深度如表2 所示。

表2 導(dǎo)管埋設(shè)深度

4 房建工程旋挖灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

旋挖灌注樁技術(shù)既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，雖然它不是一項(xiàng)萬能的技術(shù)，但是他的很多缺點(diǎn)都是可以根據(jù)提前做好的準(zhǔn)備措施預(yù)防的，如果能夠合理使用這項(xiàng)技術(shù)，那么就可以從根本上提高房建工程的質(zhì)量。

4.1 優(yōu)點(diǎn)

房建工程旋挖灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)之一就是方便快捷，安全性也比較高，相較于利用錘擊法沉入樁而言，旋挖灌注樁的優(yōu)勢(shì)就在于它的施工噪音要小很多，震動(dòng)造成的影響也就小很多，旋挖灌注樁施工技術(shù)可以制造出比預(yù)制樁直徑大很多的樁，這在很大程度上降低了房屋建造過程當(dāng)中的施工難度。而且旋挖灌注樁施工技術(shù)對(duì)于地基的要求沒有那么高，大多數(shù)種類的地基都可以使用，無論是沙土質(zhì)地還是鹽土質(zhì)地都可以利用這項(xiàng)技術(shù)。在旋挖灌注的過程當(dāng)中，如果能夠確保施工質(zhì)量，那么成樁的承載力是非常大的，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沉入樁的承載力，所以說在施工過程當(dāng)中，如果利用旋挖灌注樁工藝，就可以在很大程度上提高施工速度，并且旋挖灌注樁的成樁也比較耐用。

4.2 缺點(diǎn)

旋挖灌注樁技術(shù)也并不是萬能的，它也存在一些缺點(diǎn)。最為顯著的一點(diǎn)就是在施工過程當(dāng)中，施工質(zhì)量的好壞，對(duì)于成樁的承載能力有著非常大的影響，如果在施工質(zhì)量上存在一點(diǎn)紕漏，那么成樁的承載能力也會(huì)大大降低，除此之外，在灌注的過程當(dāng)中，混凝土是在泥水當(dāng)中灌注的，混凝土的灌注量比較難控制，相較于其他工業(yè)而言，旋挖灌注樁技術(shù)雖然能夠從根本上提高工程的質(zhì)量，但是比較耗費(fèi)時(shí)間，成孔的速度也比較慢，而且結(jié)束后的工程殘?jiān)绻麤]有得到有效的處理，還會(huì)出現(xiàn)污染環(huán)境的狀況。

5 結(jié)束語

旋挖灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)在房建工程中的應(yīng)用，可以提高施工的效率和質(zhì)量，而且具有便捷性和環(huán)保性的特點(diǎn)，為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在施工當(dāng)中，應(yīng)該明確鋼筋籠安裝、干作業(yè)成孔、泥漿護(hù)壁和全跟進(jìn)全回轉(zhuǎn)灌注樁技術(shù)的要點(diǎn)，嚴(yán)格遵循國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。同時(shí)，應(yīng)該分析塌孔問題、井涌問題和堵管問題產(chǎn)生的原因并采取有效的質(zhì)量控制措施，發(fā)揮旋挖灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的作用。