钻孔灌注桩施工技术在建筑工程中的应用分析

邱翔

（山西三建集团有限公司，山西 长治 046000）

0 引言

钻孔灌注桩可有效防止土体滑坡，是土木工程中常见的基础结构形式，应用于高层建筑工程可起到边坡支护作用[1]。据统计，我国年均用桩量已超千万根，使用量呈快速增长趋势。为此，钻孔灌注桩理论研究与施工技术应用广泛开展，经对工程建设经验的总结，工艺得到优化与应用推广。下文对钻孔灌注桩工艺应用进行详细论述。

1 钻孔灌注桩概述

所谓灌注桩是指通过人工或机械在地基土中打造桩孔，其孔内下放钢筋笼，科学配置混凝土，灌注于孔内，后形成基桩，可提高地基承载力水平，也可起到侧向支撑作用，施工中产生的噪声较低，振动幅度小，适用于各类地基处理工程[2]。钻孔灌注桩工艺主要应用于灌注桩持力层为碎石层工程，碎石量大于50%，且充填土与碎石均无胶结或轻微胶结现象，碎石应分布均匀，质地坚硬。在施工中应遵循“经济适用、安全合理”原则，结合建筑结构类型、场地地质条件等编制专项施工方案。

2 钻孔灌注桩技术优势分析

2.1 利于固结体控制

钻孔灌注桩应用时可对固结体形状进行控制，在施工过程中，可通过对旋喷速度、压力、喷嘴孔径的控制调节喷射流量，以实现对固结体形状的控制。例如，应用旋喷法，喷射时需根据实际情况旋转和提升喷嘴，形成圆柱形固结体，应用定喷法则可形成壁状固结体，应用摆喷法则可形成墙状固结体。

2.2 施工便利

施工时在土体中挖孔，直径控制在50～300mm，在孔中灌注水泥浆液，其周边则可形成固结体，直径为0.4～4m，实现桩基加固目的。钻孔灌注桩施工便捷，涉及的设备数量较少，施工效率高，也可随时对施工方案进行调整。

2.3 任意角度喷射注浆

传统桩基加固中使用的水泥浆液化性较强，喷浆只能为垂直方向，若角度过大则会引发各类质量问题。钻孔灌注桩施工为高压作业，压力与喷射速度共同作用，可任意角度喷射灌浆，且不会出现挂浆问题，材料损耗小。

3 实例探析钻孔灌注桩施工技术在建筑工程中的应用

某新建大楼工程用地面积为287.1 亩，场地整平标高为21.5m，基坑开挖底标高为13.7m，开挖深度为7.8m。基坑形状规整，拟建商住两用楼。该工程选用钻孔混凝土灌注桩，桩径共有四种类型，分别为600mm、700mm、800mm、900mm，桩深为33～35m，有效桩长为23.4～25.0m，桩端进入持力层2D。该工程桩身混凝土强度等级为C35，坍落度为180～220mm。终孔条件符合桩端进入2D 持力层，桩底下5.0m 范围内未分布有软弱夹层。

3.1 施工前的准备工作

3.1.1 布置施工现场

该工程现场为旱地，需整平，去除杂草或杂物，置换软土，对土层进行夯锤，当场地坡度较大时，则需使用枕木或者是木排搭设工作平台。施工现场浅水区采用筑岛法，岛顶平面高出水平面1.5±0.5m。现场深水区需根据地下水流动与地质地层情况等采用浮动式钻探船或是设置固定平台，该工程施工现场布设如图1所示。

3.1.2 试桩

通过荷载试验对承载力与成桩质量进行测验，合理布设施工设备。试验过程中，需选择最具代表性的地层，勘察地质，对工艺可行性进行论证，确保试桩材料、尺寸符合设计要求。工程中所用力学性试桩数量大于2。试验内容有垂直静荷载与水平静荷载两项，前者测定垂直最大承载力与桩的沉降量，后者测定桩的水平位移与转角。

3.1.3 放样

按照设计方案标出基线与水准点位置，布设施工平面控制网，基于极坐标法对桩孔进行放样测量。为保证放样精度，需对单根桩进行3 次定位，顺序为：定位挖埋护筒→定位校正护筒→十字交叉法在护筒上定出桩位。

3.1.4 护筒埋设

钢板厚度为5mm，其内径与桩体设计直径相较大100～200mm，需焊环，开启溢流浆口，参照第一个桩位标设中心孔，挖埋坑，管中心位置应与桩位重叠，偏差控制在10mm 以内，四周回填黏土，多次夯实。

图1 地下室灌注桩施工场地平面布置

3.2 成孔

3.2.1 造孔

将钻机放置于规定位置，校正水平位置，桩中心旋转相同垂直度，允许偏差小于10mm[3]。钻进前需先空载操作，对设备功能进行检查。该工程选用龙门式双腰带四翼钎头合金钻头对准测放中心钻进，确保孔径、孔型与孔斜等情况进行检查；发现出渣需及时补充泥浆；桩位孔口偏差小于5cm，桩身垂直度控制偏差小于1%。

3.2.2 清孔

钻孔后清除孔底沉淀的砂土，在灌注混凝土前，需对孔底50cm 内的含砂率进行检查，不得大于8%，漏斗黏度小于28s。

3.3 钢筋笼制作与安装

3.3.1 制作

对钢筋材料进行除锈和调直，对焊接钢筋进行焊接质量检测，确定可焊性。制作钢筋笼时，需根据设计尺寸切割钢筋；主筋保护层厚度为7cm；绑扎或者是焊接钢筋混凝土预制块，在主筋外侧焊接环筋，直径不得小于1cm；因钢筋笼长度大于10m，主筋接头需错开放置，同一个截面内接头数量应小于主筋总数50%；邻近接头间距大于50cm；将加强筋与主筋焊接在一起。钢筋笼制作必须严格遵循设计标准，偏差控制要求如表1 所示。

3.3.2 安装

通过大型吊车将钢筋笼放置在规定位置，垂直放置在孔内。钢筋笼入孔后施工单位采用单面焊接法将其与上部钢筋连接在一起，后自然冷却1min 再置于孔内。钢筋笼安装结束后对其位置、垂直度与焊缝质量进行检查。

表1 钢筋笼制作偏差要求

3.4 混凝土灌注

3.4.1 混凝土配置

该工程混凝土配置参数如下：初凝时间大于3h，混凝土密度为2350±50kg/m3，坍落度为20±2cm，水泥最低用量为360kg/m3，混凝土强度大于32.5#；粗骨料选用的是碎石，碎石粒径大于4cm，细骨料选用粗砂；含砂率为40%～45%；水灰比大于0.5；拌和用水为自然来，水量为水泥重量1/5。桩身混凝土养护30d 后对表层进行检查，不得有蜂窝、裂缝、露筋等问题。

3.4.2 混凝土灌注

该工程采用导管灌注法完成混凝土灌注。导管均为钢管，管壁直径为2.5±0.5cm，最小厚度为3mm。混凝土灌注前，先对孔底沉渣的厚度进行检查，发现厚度超标，施工单位进行二次清孔。导管底部与孔底距离为40±10cm，桩径小于60cm。首批混凝土灌浆需连续作业，不得中断，充盈系数为1.1～1.2，埋设深度为4±2m。提升导管需先设置加筋板，为三角形，不得挂住钢筋笼，也不得高于混凝土面层。同一根桩混凝土灌注作业持续时间不得大于4h，结束后发现混凝土顶升不顺，此时施工单位在20cm 范围内串动导管。终灌时桩顶混凝土面层高度大于设计高度50cm，后拔出护筒，并对欠浇段进行回填处理。

4 结语

综上所述，因建筑工程施工现场地质条件差异大，现场内设备等复杂，需基于钻孔灌注桩技术特征确定施工流程。在前期准备阶段，需做好材料与设备检查工作，有序安排混凝土与钢筋笼作业。阶段性作业完成后需进行检查，质量符合标准后方可进行下一工序。由本文论述内容可知，钻孔灌注桩施工质量与技术参数设定、施工操作密切相关，应用于建筑工程时必须注重技术管控，方可保证施工效果。