文／徐宏慶 青島港（集團(tuán)）港務(wù)工程有限公司 山東青島 266409

引言：

沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)目前在我國建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，相較于其他的樁基礎(chǔ)技術(shù)，沖孔灌注樁的操作流程相對簡便、工程成本相對可控，且建設(shè)完畢后的樁基承載能力較強(qiáng)，受到了業(yè)內(nèi)人士的一致好評。但在施工現(xiàn)場，沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)對施工團(tuán)隊操作規(guī)范性要求較高，需要加強(qiáng)施工現(xiàn)場的質(zhì)量管控力度，方能發(fā)揮出沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)在建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用價值。因此，各施工單位應(yīng)認(rèn)真分析沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用要點，加強(qiáng)對該施工技術(shù)的技術(shù)控制、質(zhì)量控制，根據(jù)工程建設(shè)的實際要求，做好施工前準(zhǔn)備工作，完成前期準(zhǔn)備、護(hù)筒埋設(shè)，以標(biāo)準(zhǔn)化的沖擊成孔流程完成沖孔、采用換漿法清孔，再按照工序的基本要求完成鋼筋籠的制作，之后，插入灌注導(dǎo)管開始灌注混凝土，再做好后續(xù)的孔洞處理與泥漿排放等工作，即可完成整套沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工。

1.建筑工程中沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)概述

1.1 沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)具體內(nèi)容

沖孔灌注樁技術(shù)的基本原理是使用沖錘沖擊成孔，先將沖錘調(diào)整至提前計算好的標(biāo)高，讓沖錘保持懸空狀態(tài)隨后下放，使其自由落體。沖錘在自由落體的過程中，會生成大量勢能，借助這類勢能，便可以將高硬度巖石擊碎成孔，巖石破碎后生成的石渣也會在勢能的作用下嵌入孔壁內(nèi)，并浮在泥漿上層，再隨后續(xù)的施工逐步排出，或使用倒渣桶將其全部排掉。在初次沖擊結(jié)束后，施工人員應(yīng)再使用專門的鋼絲繩等設(shè)施，給沖錘施加外部作用力，使其以指定的角度繼續(xù)活動，在樁孔內(nèi)形成規(guī)定尺寸的圓形斷面[1]。之后，再按照預(yù)設(shè)工序清孔，灌注混凝土制作樁基即可完成施工。在實踐應(yīng)用中，沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)操作簡單，適用于多種地質(zhì)條件，且無需投入過量成本，在國內(nèi)建筑工程中的應(yīng)用極為廣泛。

1.2 沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)特征

相較于其他的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，沖孔鉆柱樁基礎(chǔ)施工技術(shù)在實踐應(yīng)用中有著更為顯著的優(yōu)勢。在實際施工時，鉆孔灌注樁施工的噪音以及施工現(xiàn)場生成的振動頻率都相對較小，可以保障周圍建筑或其他構(gòu)造物的安全，也能降低因施工產(chǎn)生的噪音污染。而且，灌注樁的樁直徑較大，適應(yīng)多種不同地形地質(zhì)情況，在施工時，工作人員僅需做好前期的地質(zhì)勘測，并制定符合地質(zhì)情況的施工方案，便可以有效解決施工中面臨的各類因地質(zhì)問題造成的困難。從整體視角而言，在建筑工程中使用沖孔灌注樁施工技術(shù)具有低成本、高收益的巨大優(yōu)勢，但想要使沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)發(fā)揮出最高價值，還需要工作人員做好施工前期準(zhǔn)備工作，并加強(qiáng)現(xiàn)場的監(jiān)管力度，以高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求的技術(shù)管控，為整個工程建設(shè)提供質(zhì)量保障，確保沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工中每一道工序的精準(zhǔn)性[2]。

2.沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)質(zhì)量通病及防治措施

2.1 鉆孔偏斜

鉆孔偏斜指在施工過程中鉆孔的垂直角度與設(shè)計圖紙不符，導(dǎo)致此類問題的原因大多為鉆桿彎曲、鉆機(jī)不穩(wěn)，巖面傾斜、密度軟硬程度不均勻，鉆進(jìn)時遭遇孤石等。

防治措施：在施工前，施工人員應(yīng)夯擊作業(yè)面，保障軌道枕木以均勻、平整的狀態(tài)接觸地表。在安裝鉆機(jī)時，要檢測鉆架上的起吊滑輪以及轉(zhuǎn)盤中心的對應(yīng)位置，確保二者中心處于同軸線，偏差值低于20cm。遭遇巖土層密度、軟硬程度不均勻的傾斜巖面，并準(zhǔn)備鉆進(jìn)軟硬地層時，可以向孔內(nèi)填裝片石，墊起孔底，使其相對平整，再使用低錘抨擊，將其鑿成一個相對緊密的平面。之后，再提高錘，以常規(guī)沖擊速率與力度施工。若在鉆進(jìn)過程中遭遇孤石，要具體分析其位置，如果孤石埋深較淺，那么可以選擇直接將孤石挖出；如果孤石埋深較深，則需要考慮使用巖芯鉆機(jī)打碎石塊或鉆通石塊。通常，孔徑輕微偏斜時，可以通過反復(fù)掃孔的方式糾正孔位，如果鉆孔偏斜率較高，則應(yīng)視現(xiàn)場情況，向孔內(nèi)填裝一定數(shù)量的粘土或碎石，以解決傾斜巖面相同的方式處理，之后再重新鉆進(jìn)，反復(fù)掃孔，進(jìn)行孔位矯正。

2.2 縮徑

縮徑，即孔徑縮小，通常是由于土層中含有膨脹土，這部分土在遇水后膨脹，引起孔徑收縮，或是施工使用的混凝土拌和物質(zhì)量不合格、坍落度小、骨料存在離析問題、流動性差等原因，導(dǎo)致混凝土無法置換出護(hù)壁泥漿，或骨料離析導(dǎo)致應(yīng)該有水泥砂漿填充的空間無法被填充，造成部分的長度縮徑。另外，縮徑也可能是現(xiàn)場施工操作不當(dāng)引起的，當(dāng)沖孔灌注樁混凝土灌注至樁身上部時，混凝土的自重會大幅度降低，此時，利用其自重達(dá)到密實效果較為困難，很容易造成縮徑和空洞[3]。

防治措施：優(yōu)化泥漿管控，降低泥漿失水量，調(diào)控成孔速度，避免孔壁滲水引起的縮孔問題。如果在施工時發(fā)現(xiàn)縮徑，則可通過反復(fù)掃孔的方式逐步擴(kuò)大孔徑。在成孔后，要立即澆筑砼，防止成孔與澆筑時間間隔過長導(dǎo)致的縮徑問題，強(qiáng)化施工現(xiàn)場的技術(shù)管控力度。如在灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管的埋設(shè)深度要超過1m，還要保障混凝土泵送及時、供應(yīng)穩(wěn)定，能夠確保連續(xù)灌注。另外，要求有施工人員認(rèn)真檢測混凝土坍落度，并做好試塊容重、抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B標(biāo)號以及彈性模量的檢測，一旦發(fā)現(xiàn)試塊參數(shù)不合格或出現(xiàn)質(zhì)量問題，應(yīng)立即查出原因并做出調(diào)整。當(dāng)混凝土灌注至樁身上部時，施工團(tuán)隊?wèi)?yīng)通過調(diào)控孔內(nèi)漿面標(biāo)高的方法降低管外壓力，使混凝土借助自重在下落時自然密實，若混凝土已無法下落，則需配合混凝土澆搗作業(yè)，以此保障混凝土結(jié)構(gòu)的密實度。

2.3 塌孔

塌孔，即孔壁坍塌，是沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)中常見的質(zhì)量問題，形成此類問題的原因多半為泥漿質(zhì)量不合格、泥漿濃度過低、護(hù)筒埋深不足、沖孔速度過快、孔內(nèi)水位線標(biāo)高不足，或施工區(qū)域地質(zhì)條件較差，且未及時予以處理。

防治措施：強(qiáng)化現(xiàn)場施工質(zhì)量管控，施工前認(rèn)真核查當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件，根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整工程建設(shè)方案。若鉆進(jìn)區(qū)域為松散砂土，則要嚴(yán)格控制鉆進(jìn)、成孔速度。泥漿制備工作要嚴(yán)格按照實驗室給出的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，確保泥漿密度、粘度、膠體率均符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。護(hù)筒埋設(shè)結(jié)束后，由現(xiàn)場人員進(jìn)行質(zhì)量檢驗，確保護(hù)筒深入硬土層。在鉆進(jìn)時，由專業(yè)人員從旁協(xié)助，查看泥漿狀態(tài)，并適時補(bǔ)充泥漿，確保孔內(nèi)水位始終高于承壓水位。施工現(xiàn)場如已發(fā)生孔內(nèi)坍塌，且尚未下放鋼筋籠，應(yīng)立即判斷出塌孔位置，隨后將回填土料或塊石與粘性土混合物填充至塌孔處上方1-2m處[4]。若塌孔現(xiàn)象較為嚴(yán)重，則需全部回填，并將其夯實，確?；靥钔亮铣练e且達(dá)到密實狀態(tài)后，再開展下一輪的沖孔鉆進(jìn)。鉆進(jìn)時，還需要觀察鉆進(jìn)狀況，邊鉆邊填充塊石，使用低錘沖進(jìn)法，讓塊石擠入孔壁內(nèi)側(cè)重新造壁。若塌孔發(fā)生在鋼筋籠下放以后，則需立即拔出鋼筋籠，開展回填，并重新完成鉆孔、清孔以及鋼筋籠下放灌注等一系列工序。若鋼筋籠已無法拔出，則需使用反循環(huán)泵持續(xù)清孔，直至鋼筋籠能拔除為止。

2.4 沉渣偏厚

沉渣偏厚，即樁底的沉渣厚度已超出設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)此類問題的原因主要是清孔不及時或清孔不合格，導(dǎo)致泥漿中碎屑積聚、沉淀過多；泥漿質(zhì)量不合格、膠體率較低、比重較小、穩(wěn)定性較差等問題；清孔結(jié)束與混凝土灌注的間隔過長，導(dǎo)致巖土顆粒在孔底沉聚；下放鋼筋籠或安置導(dǎo)管時，因碰撞沖擊導(dǎo)致孔壁泥土塌落，積淀在孔底；在灌裝混凝土?xí)r，初始階段的混凝土沖擊力不足，導(dǎo)致樁體底部泥漿泛起。

防治措施：工作人員應(yīng)嚴(yán)格按照工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)完成清孔作業(yè)，確保清孔時長超過30min，在清孔時，還需實時監(jiān)測孔深及泥漿體積、含砂率、粘度等數(shù)值。在下放鋼筋籠與導(dǎo)管時，必須要小心謹(jǐn)慎，若因意外碰撞孔壁導(dǎo)致泥土坍落，則需立即使用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔?？刂坪们蹇着c混凝土灌注之間的時間間隔。在混凝土灌注初始時，必須要保障混凝土的沖擊力混凝土量足夠，導(dǎo)管埋深超過1m，并利用混凝土下落的沖擊力，清除孔底沉渣。最后，施工人員還可以使用后注漿技術(shù)加固沖孔灌注樁的樁端。

2.5 鋼筋籠上浮

若鋼筋籠自重較輕，在其底端接觸混凝土后，混凝土浮力大于其自身重力與鋼筋籠與孔壁摩擦力之和，便會導(dǎo)致鋼筋籠上浮，或者混凝土即將初凝但未凝時，鋼筋籠底端直接接觸混凝土，很難沉入混凝土內(nèi)，也可能被上升的混凝土頂出。另外，鋼筋籠放置的初始位置較高，且混凝土流速小、導(dǎo)管埋深過大時，鋼筋籠也可能會因混凝土的拖拽而上升。

防治措施：在施工時，施工人員必須要根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定埋管深度，并在施工結(jié)束后及時拆管。在灌注混凝土?xí)r，要控制混凝土的灌注速度，為避免質(zhì)量過小的鋼筋籠上浮，也可以將鋼筋籠吊筋固定在護(hù)筒上，或適當(dāng)減少位于鋼筋籠下方的箍筋數(shù)量，降低混凝土對鋼筋籠的頂托力。在實際施工時，一旦察覺到鋼筋籠上浮，應(yīng)立即停止施工，并及時量測當(dāng)前的混凝土標(biāo)高以及導(dǎo)管埋深，適當(dāng)提高導(dǎo)管后再繼續(xù)灌注。

3.沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)在建筑工程中的實際應(yīng)用

3.1 工程概況

某港區(qū)液體化工倉儲工程，占地面積80960 m2，新建2 座50000m3低溫常壓雙金屬全容罐，8 座3000m3常溫壓力球罐，4 座2000m3常溫壓力球罐、消防水池、管廊、裝車棚、裝車區(qū)綜合業(yè)務(wù)室以及相關(guān)附屬配套設(shè)施等。該工程基礎(chǔ)采用直徑1 米和0.8 米灌注樁，主體采用鋼結(jié)構(gòu)形式。在樁基施工時采用了沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)。在工程建設(shè)方案設(shè)計時，先由專業(yè)的勘測團(tuán)隊與設(shè)計人員共同到現(xiàn)場調(diào)查當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況。勘測報告顯示，施工區(qū)域存在大量埋深較大的中風(fēng)化巖巖面，且風(fēng)化巖巖面的埋深由北向南逐步加深。施工規(guī)劃場地的中北部主要為花崗斑巖層，且花崗斑巖層埋深相對較淺，南部則多為埋深較大的花崗巖建筑，中部自北向東分布一條輝綠巖巖脈，與區(qū)域構(gòu)造北東東向一組走向基本一致，且基巖起伏較大[5]。

3.2 施工前準(zhǔn)備工作

本工程建設(shè)時，樁基制作材料選用商品混凝土，在正式施工前由現(xiàn)場團(tuán)隊檢驗商品混凝土的規(guī)格質(zhì)量，未通過檢驗的水泥、砂漿材料嚴(yán)禁入場。隨后，開展對施工中所用設(shè)備及機(jī)電設(shè)備搭載的電力系統(tǒng)、現(xiàn)場給排水系統(tǒng)、高程控制等處的全面核查工作，并詳細(xì)核對了施工現(xiàn)場的實際情況與施工設(shè)計圖紙中的標(biāo)注，確保二者無明顯差異后，做好鉆孔部位的校準(zhǔn)工作，為后續(xù)的鉆孔灌注樁施工做足充分的準(zhǔn)備。

3.3 測量定位

施工人員要嚴(yán)格遵循設(shè)計圖紙中標(biāo)記的位置確定樁位，應(yīng)由專業(yè)測量人員使用全站儀，對施工現(xiàn)場的實際樁位以及設(shè)計圖紙中的標(biāo)記點位進(jìn)行核查。在確定好樁位后，在樁位正中心插入一根鋼筋進(jìn)行定位。施工團(tuán)隊還可以在樁位中心點四周設(shè)置足量的控制樁，以此完成對中心樁位的管控。

3.4 護(hù)筒埋設(shè)

根據(jù)本工程的建設(shè)指標(biāo)以及樁基礎(chǔ)施工要求，工作人員設(shè)置了詳細(xì)、明確的鉆孔灌注樁施工方案。方案中，選擇厚度為4mm 至8mm 的鋼管制作護(hù)筒，護(hù)筒內(nèi)徑超過樁徑20cm 左右，且護(hù)筒上方應(yīng)設(shè)置一個溢漿孔。護(hù)筒埋設(shè)時，盡可能以人工挖埋法為主，輔以打靶機(jī)夯擊使其穩(wěn)固。根據(jù)本工程的現(xiàn)場情況，設(shè)置護(hù)筒埋設(shè)深度，以在3-4m 之間為宜，確保地下水水位和樁孔外的水位都不會超出護(hù)筒最大高度，讓水位線始終保持在護(hù)筒頂端下方1.5-2m 左右即可。本工程中護(hù)筒露出地面部分的尺寸為0.3m。在設(shè)置護(hù)筒高度時，除了水位以外，還需要考慮到樁孔內(nèi)的泥漿液面標(biāo)高。最后，在護(hù)筒埋設(shè)時，要始終保持護(hù)筒中心與樁位中心完全一致，將平面偏位誤差控制在5cm 以內(nèi)，并保證護(hù)筒垂直傾斜度小于1%。

3.5 沖孔施工

根據(jù)本工程的建設(shè)特征，在正式開始沖孔灌注樁施工時，工作人員要考慮到土層特性，避免塌孔和孔徑傾斜這兩個常見問題。在正式開展沖擊成孔作業(yè)之前，應(yīng)由工作人員根據(jù)現(xiàn)場勘測報告，進(jìn)行詳細(xì)的施工試驗，分析沖錘的最佳懸空標(biāo)高以及其下落速度等參數(shù)。待試驗結(jié)束后，確認(rèn)該施工方案確實可以達(dá)到預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)后，才能正式開始施工。由工作人員按試驗標(biāo)準(zhǔn)，控制好沖錘設(shè)備，保證沖擊鉆的鉆頭位置始終對準(zhǔn)樁位中心點及護(hù)筒正中央。在沖擊成孔時，要先以低高度、密打擊的形式逐步?jīng)_擊，直至沖擊孔深達(dá)到3m 后，再逐漸將沖錘提升至預(yù)設(shè)標(biāo)高，并提高錘擊速度，降低錘擊頻率，增加錘擊力度。值得注意的是，在施工過程中，應(yīng)由專業(yè)的施工人員，負(fù)責(zé)監(jiān)視孔內(nèi)的實時排渣情況、沉渣厚度變化情況、沖孔的垂直度等參數(shù)指標(biāo)，認(rèn)真檢測孔底沉渣厚度，并采用適當(dāng)?shù)氖侄翁岣呖變?nèi)排渣率。通常，錘擊每推進(jìn)1-2m 左右，就要進(jìn)行一次樁孔垂直度的檢驗，避免孔位歪斜，影響后續(xù)的工程建設(shè)質(zhì)量?？紤]到本工程部分施工區(qū)域的地質(zhì)條件過于復(fù)雜，施工人員必須了解不同區(qū)域的土層特征，以及預(yù)制對應(yīng)的特殊條件下的沖孔灌注樁基施工技術(shù)方案，在特殊部位施工時，應(yīng)先使用低錘沖擊法沖孔，靠近持力層后再進(jìn)一步調(diào)低錘擊速度和力度，直至樁底深入持力層1m 左右的范圍后，可暫停錘擊，并檢驗當(dāng)前樁孔的各項參數(shù)。

3.6 成孔、清孔

當(dāng)孔已經(jīng)鉆進(jìn)至與設(shè)計標(biāo)高相符的位置后，經(jīng)工作人員檢驗，確認(rèn)嵌巖深度已達(dá)設(shè)計圖紙中的標(biāo)準(zhǔn)要求時，應(yīng)立即停止施工，設(shè)備操作人員應(yīng)稍稍提起沖擊錘，隨后開展對樁底沉渣的沖洗作業(yè)。沖洗時，沖程始終要保持在50-100cm 之間，通過反復(fù)沖刷孔洞，調(diào)整孔內(nèi)的含砂率、泥漿比重以及沉渣厚度。在后續(xù)清孔時，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，使用泥漿凈化器或泥漿泵開展反循環(huán)置漿清孔。若一次清孔不徹底，還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況開展二次清孔作業(yè)。通常二次清孔會在鋼筋籠下放，且確認(rèn)鋼筋籠穩(wěn)定之后開展。二次清孔作業(yè)的核心目的是為了進(jìn)一步降低孔底的沉渣厚度，要保證沉渣厚度始終小于5cm。為了進(jìn)一步保障清孔效果，工作人員還應(yīng)實時觀測孔底的沉渣情況，并根據(jù)現(xiàn)場情況適當(dāng)補(bǔ)充泥漿。為避免清孔時孔洞塌陷，還需要控制好水頭高度的穩(wěn)定性，確保地下水位和地表水始終低于孔內(nèi)水位1.5-2m 左右，在清孔完成后，檢驗?zāi)酀{含砂率，并將其控制在4%以下，泥漿粘度控制在17-20s，比重控制在1.1-1.2 范圍之間。

3.7 鋼筋籠制作、安裝

制作鋼筋籠時，應(yīng)檢查原材料的質(zhì)量，確保鋼筋表面無任何銹點。調(diào)節(jié)鋼筋主筋，確保主筋位置的中心誤差小于1%，之后使用套筒連接鋼筋接頭，做好鋼筋籠接頭位置的固定、綁扎工作，同一截面處的鋼筋籠的接頭數(shù)目應(yīng)小于50%。制作好鋼筋籠以后，使用吊裝法完成鋼筋籠的吊裝及下放。值得注意的是，在下放鋼筋籠并安裝時，要避免鋼筋籠觸碰孔壁或護(hù)筒，并保證鋼筋籠緩慢下放，同時控制好下放垂直度。

3.8 混凝土灌注

鋼筋籠下放完畢后，可正式開展沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工中的混凝土灌注工序。施工人員用提前做好導(dǎo)管的閉水實驗，確認(rèn)導(dǎo)管密閉性后，將其放置于孔底處，并保證導(dǎo)管埋深達(dá)標(biāo)。之后，做好漏斗與導(dǎo)管的連接處，明確水栓位置，便可以在漏斗箱內(nèi)灌注混凝土。混凝土灌注要保障連續(xù)性，如無嚴(yán)重意外發(fā)生，不允許中止灌注。另外，保證混凝土灌注沖擊力達(dá)標(biāo)，能借助其自重達(dá)到密實效果，再適當(dāng)輔以混凝土振搗，進(jìn)一步提高混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

3.9 孔洞處理與泥漿排放

為進(jìn)一步保障混凝土的密實程度以及灌注樁機(jī)的承載性能，工作人員需要做好樁身孔洞的處理工作，使用性能、規(guī)格達(dá)標(biāo)的砂土做好回填。若此時發(fā)現(xiàn)有露出地面的吊筋，則需將吊筋彎折后再次埋入孔洞內(nèi)。最后進(jìn)行泥漿排放，確保泥漿排放徹底、及時，并將排放出的泥漿放置在施工現(xiàn)場的指定位置，做到綠色施工、文明施工。

結(jié)語：

鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)是當(dāng)前建筑工程中常用的樁基施工技術(shù)之一，可以保障高層與超高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與承載性，該項施工技術(shù)的操作便利、成本較低，具有較強(qiáng)的實用性。但在實際施工時，要求技術(shù)人員加大現(xiàn)場施工技術(shù)的管控力度，做好中心樁位的定位、護(hù)筒埋設(shè)與制作、成孔、清孔、鋼筋籠制作與安裝、混凝土灌注、孔洞處理與泥漿排放等，并保證所有技術(shù)人員的操作規(guī)范、每一道工序的質(zhì)量均能達(dá)標(biāo)。