朱佐贤
上海珠宇工程咨询管理有限公司?上海?201706
摘要：在工程建筑行业施工中合理应用施工技术，能够显著提高工程施工水平。钻孔灌注桩技术在工程建设和施工中的应用能够结合建筑工程地基概况调整施工过程。在使用钻孔灌注桩基础结构形式的过程中，能够避免断桩、缩径等问题，同时也可提高建筑的稳定性，是一种优良的地基加固技术。
关键词：建筑地基施工；钻孔灌注桩技术；地基加固
相较于传统的成桩技术，钻孔灌注桩技术的优势显著，是现阶段地基基础工程建设中应用十分广泛的技术形式，能够显著改善工程作业质量，保障地基承载力。钻孔灌注桩技术的适应性优势显著，且地质泥浆对桩基的影响相对较小。
1钻孔灌注桩技术的分类及特点
1.1分类
在建筑工程地基施工中，钻孔灌注桩技术发挥着至关重要的作用，尤其是大规模建筑以及不良地质条件，作用更加显著。按照灌注桩配置条件与应用目的差异，可将其划分为泥浆护壁型钻孔灌注桩技术和全套管型钻孔灌注桩技术两大类。这两类钻孔灌注桩技术最显著的差异就是采用的钻机保护方式不同。但在实际应用过程中，隔离层厚度决定了钻孔的强度。换言之，只有保证隔离层厚度达到标准要求，才能避免发生钻孔坍塌事故。泥浆护壁型的特点是在泥浆护壁条件下匀速钻进，在保证孔壁坚实稳固的前提条件下，采用水下混凝土浇筑的方式置换泥浆。而全套管型的特点是使用套管进行泥浆的输入与灌注，充分保证泥浆与地基土的融合程度。这两类技术的原理与应用特点各不相同，所起到的实际作用也存在一定差异。在建筑工程地基施工中，施工人员要根据实际情况，合理选择钻孔灌注桩施工技术类型。
1.2特点
1）使用范围较广
钻孔灌注桩技术的应用不会受到地质结构条件的限制和干扰。无论是硬度较大的岩石层，还是组成成分复杂的砂土层，钻孔灌注桩技术都同样适用，且还可以运用到水下建筑工程施工中。
2）安全性较高
在钻孔灌注桩施工中，通过桩基与土层的相互结合，可以显著增强建筑地基基础的安全稳固性。利用混凝土的黏结作用与渗透作用，可以有效加强地基土层的抗压能力与承载负荷能力，防止地基发生不规则沉降问题。
3）承载性能良好
结合建筑工程所在区域的地质结构条件以及施工中所使用桩基的尺寸，对钻孔灌注桩的性能提出一定的要求。通常情况下，地质结构条件越好，桩基尺寸越大，钻孔灌注桩的承载性能越突出，可以有效承担整个上部结构的重力荷载。
4）施工成本较低
与预制桩技术相比，钻孔灌注桩技术的投资成本较低。这主要是因为钻孔灌注桩技术的应用省略了大量的施工设施，减少了钢材使用量。
2建筑地基工程中钻孔灌注桩的施工准备
地基工程是建筑工程的重要组成部分，主要负责承担上部结构所产生的重力荷载。而随着建筑高度的增加，对地基基础的安全稳固性也提出一定的要求。钻孔灌注桩技术在地基工程中的合理应用，可以在很大程度上增强地基基础的稳固性。钻孔灌注桩的施工准备工作如下所述：
1）熟悉地形
正式施工前，施工单位要组织专业人员进入施工现场，明确标注钻孔地点，确定钻孔深度，且强调各个项目的技术要求与质量验收标准。
2）掌握土质特点，清理施工场地
施工单位需及时清理现场及周边区域的垃圾杂物。施工单位还要对现场的土质条件展开细致调查，对土质疏松的部位实施夯实加固处理。如果软土面积较大，则要根据实际情况，或采取换填土措施，或更换施工场地。由此，优化地基工程施工质量。由于各施工场区的地形条件存在一定差异，所以施工队伍要结合地形情况，搭建临时支架，敷设水电管路，为正常施工提供有利条件。
3）测量桩孔位置
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图1 测量桩孔位置
施工单位需参照设计图纸，明确标注桩基位置、桩基尺寸及桩基长度等关键数据（如图1）。在桩孔钻探时，合理选择钻孔设备。待钻孔设备准备就位后，展开性能测试，使设备性能满足钻孔施工要求。需要格外强调的是，施工人员应将桩位中心与钻盘中心的垂直度偏差等关键参数控制在合理范围内。
3 建筑地基工程钻孔灌注桩施工要点
3.1桩身高程与护筒埋设
钻孔灌注桩技术应用过程中，桩基高程与护筒埋置深度决定了整体地基工程的施工质量。以广东市某建筑工程项目为例，该工程属于实际市级高端住宅建筑工程项目，位于市中心地带，占地面积约5.8万m2。如果该工程项目的地基工程施工质量不达标，不仅会增大质量安全隐患，还会对周边建筑群落造成严重影响。施工团队经过现场勘查后，对桩位高程测放与护筒埋置两项工作予以高度重视，采取如下几方面措施：
第一，通过现场放样测量的方式，确定桩位高程。在工程施工现场，结合工程项目特点，参照施工图纸，综合考量技术要求，使用经纬仪确定桩孔位置和标高，做好明确标记。在对桩位高程实行放样测量时，严格控制桩位偏差，将偏差值控制在合理范围内。一旦发现桩位偏差值超过限定标准，必须反复测量，直至偏差处于可控范围。
第二，在护筒埋置时，重点明确埋置护筒高位与深度。护筒主要具有固定桩孔位置、保护孔口地面、防止孔壁坍塌等作用。在选定桩基尺寸与长度后，埋置护筒。在埋置护筒时，对桩基中位线与护筒中心线展开对比校正，将护筒埋置深度控制在1.0—1.5m之间。此外，在护筒固定后，使用黏性土对护筒与桩孔内壁之间的缝隙实施填充处理，以免护筒出现倾斜，增大垂直度偏差。
3.2钻孔和清孔
钻孔是钻孔灌注桩技术应用的重要前提。如果清孔不及时、不彻底，极易导致钻孔内壁坍塌，或者因钻孔内钻渣沉积量过大，影响灌注桩质量。首先，留置护筒后安装钻机，使钻机准备就位。一方面，对钻机实施空转性能试验，另一方面，确定钻机工作位基础的稳固性，以免工作过程中重力负荷过大引起工作位基础塌陷的问题。在钻机底部铺垫枕木实施加固处理，以防钻进过程中出现倾斜或位移的情况。其次，严格控制钻孔速率。在钻机准备就位后，匀速平稳钻进
，保持钻进速率与投降速率的协调性，根据泥浆黏稠度对钻进速率加以调整。一旦发现桩架与护筒出现倾斜，第一时间加以调整。
3.3 泥浆制备
水、粘土、添加剂是钻孔泥浆中的主要成分，钻孔施工中主要使用冷却钻头及润滑钻头，以此增加净水压力。孔壁上可形成一层泥皮，避免孔壁内外的渗流和坍孔问题。另外，监理方要及时循环并净化泥浆，确定泥浆粘稠度时，充分考虑钻孔的方法和地层概况，合理调整泥浆的粘稠度，若泥浆浓度过低，则会削弱排渣能力，影响护壁的保护作用，若泥浆的粘稠度过高，则会削弱钻头的冲击力，放缓钻进的速度。
3.4制作和安放钢筋笼
制作钢筋笼时，最小长度为5.0m，最大长度为9.0m，作业人员需将钢筋笼放在平整度较高的区域，禁止在周围堆放杂物，同时钢筋堆放高度控制在2层以内，放置钢筋笼的过程中，注重钢筋笼切割、弯曲、调直及绑扎的施工质量。为规避钢筋笼变形问题，需在间隔2m的位置设置箍筋点，将其焊接到主筋位置上，间隔4m的位置焊接十字钢筋。
3.5钢筋笼运输与吊装
受到诸多因素的影响，在灌注桩施工中，钢筋绑扎和制作钢筋孔无需在施工现场完成。钢筋笼需要由平板车运至施工现场。钢筋笼起吊中，要科学设置位置，为保证钢筋笼的刚度和稳定性，应在内部设置原木，稳定钢筋笼。起吊时为防止出现骨架变形问题，需采用两点吊的吊装方式，两个点分别设置在骨架的上部和骨架的二分之一位置。先起吊骨架上部的吊点，骨架远离地面后，方可起吊骨架二分之一处的吊点。且两个吊点需同时起吊，使钢筋笼处于顺直状态。工程建设和施工期间，针对长度较大的钢筋笼应做好绑扎、吊装和焊接等处理，入孔后结合计算数据完成定位和固定施工。为改进工程施工的固定效果，要在焊接钢筋笼的过程中确保绑扎密实、牢固。
3.6混凝土灌注施工
混凝土灌注施工中，仔细检查终孔，及完工的混凝土内部的坍落度和均匀性，这也是评价混凝土灌注工程质量的指标。若发现不合格的混凝土，则需及时采取有效措施重新搅拌。另外，水下混凝土浇筑施工中，施工人员要在规定时间内完成混凝土搅拌施工，这就要求监理方选择高品质的搅拌机，搅拌功能要十分齐全。首次浇筑作业中，灌注的时间维持在8-10分钟，同时，施工人员也需结合工程实际适度投入添加剂，以达到延长混凝土初凝时间的目的。混凝土灌注作业的时间间隔为半个小时。若施工处于低温环境，可根据实际采取切实可行的保温措施。
施工人员应当及时清理流出的泥浆，严格控制工程施工对生态环境产生的负面影响，浇筑混凝土的过程中，先拆除导管，拆除的导管统一放置在混凝土下方2m位置。作业期间，为切实改进混凝土质量，桩顶的高度不得超过混凝土高度，通常其应较混凝土浇筑高度低0.5-1m。完成浇筑作业后，监理人员要定期组织开展维护工作，及时凿除超过标高的灌注桩。
4建筑地基处理中钻孔灌注桩的问题、原因与措施
4.1钢筋笼上浮
沉入设计深度位置的钢筋笼骨架在混凝土浇筑施工中，骨架位置高于原设计位置便为钢筋笼上浮。钢筋笼上浮的原因较多，首先，钢筋笼骨架内径和导管间距不足，粗骨料粒径超出正常范围，主筋搭接头并未按照要求焊平，导管提升和下沉时法兰盘挂带钢筋笼。其次，安装钢筋笼时出现了骨架扭曲、钢筋脱落、导管倾斜和脱焊脱落等情况，钢筋与导管直接接触也会引发钢筋笼上浮。再次，受机械故障的影响，混凝土浇筑施工被迫中断，而导管与钢筋间的混凝土已经处于凝结状态，导管提升时带出钢筋笼。最后，混凝土浇筑速度不达标，混凝土位置处于钢筋笼底面，此时便可产生向上的浮力，出现较为严重的钢筋笼上浮现象。
对此，应在制作钢筋笼前仔细检查钢材的质量保障资料，通过检查后仔细检查钢筋直径、长度和数量等重要参数，验收工作中，确定钢筋笼吊放能否暂时固定在钻架的底梁位置。另外，底梁的高度也会影响吊环的长度，结合地梁的标高核验吊环的长度，确保钢筋笼埋入标高可全方位满足工程设计的规定和要求。在吊放钢筋笼的过程中，严格检查钢筋笼焊接的质量，若焊缝无法满足工程设计的要求，则需及时采取补焊措施。混凝土浇筑初期出现的上浮问题与导管及笼间的挂带现象有关，如出现上述问题，要及时停止浇筑施工，反复摇动导管或单向旋转。混凝土浇筑施工中，拔出导管后，钢筋笼也会随之上浮，但是混凝土面无明显变化，这也与导管及钢筋笼挂带现象有关。对此，应反复上下移动，消除挂带现象。混凝土浇筑施工中，混凝土面上升后，钢筋笼也会随之上浮，这就要求监理人员严格控制混凝土浇筑数量和速度。
4.2沉笼
混凝土浇筑施工中，已经沉放于设计深度的钢筋出现了钢筋笼坠落问题，钢筋骨架低于原设计位置，该现象便被称为沉笼。之所以出现沉笼问题，主要与吊筋与主筋间或分段钢筋间焊接效果不理想或产生吊环脱落有关。上下振动导管时，导管带挂钢筋，会对钢筋施加外力作用，进而引发吊环松动问题。若导管与钢筋相互分离，钢筋笼可凭借自重直接沉入到钻孔当中。为解决这一问题，若钢筋笼沉入的深度在2m以内，可暂时不采取处理措施。基坑开挖施工后，需在原桩位上使用人工或机械设备挖土，凿除桩头凿毛处理。另外，在浇筑标高较大的建筑时，需使用强度高一等级的混凝土。基坑开挖施工后，凿除桩头浮浆的过程中发现沉笼问题，但无法预知其深度，此时要重新补桩或采取切实可行的加固措施。
4.3导管拔空
混凝土浇筑施工中，导管脱离混凝土面，泥水进入导管，此时出现了桩身压缩或断桩等问题。出现该问题主要是由于在施工过程中，施工人员操作失误，过快上拔导管。对此，监理部门在混凝土灌注施工中，采取有效措施控制混凝土搅拌时间和坍落度，规定坍落度在18~2cm之间，同时控制混凝土面标高及导管埋入的深度。导管埋入的深度控制在2-2.4m。提升前，依据标准要求测量混凝土面高度，准确计算导管埋入混凝土的深度及本次可提升的高度。工程施工期间，务必严格控制灌注工艺，灌注点附近不得堆放物品，不得行车，以免发生堵管现象。若导管发生拔空现象，可立即在混凝土中插入导管，利用小型水泵和小口径抽水设备，抽出导管中的水，随后继续浇筑混凝土。与此同时，迅速拔出导管，重新设置隔水球冲出导管，随后继续下沉导管，待无法继续插入后，继续提升导管，提升导管后便可继续浇筑混凝土。
5结束语
综上所述，建筑地基施工中合理应用钻孔灌注桩技术能够充分保证建筑的整体质量，也有利于维护群众的生命财产安全。科学解决钢筋笼上浮、沉笼、导管拔空这几方面问题，严格把控施工要点，以此切实加强钻孔灌注桩技术效果，推动建筑工程顺利完工。
参考文献：
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