钻孔灌注桩施工技术在房屋建筑工程中的应用

2022-03-15山西宏宇诚铸建设工程有限公司

门窗 2022年11期

郝平山西宏宇诚铸建设工程有限公司

1 前言

随着社会的发展，人们的生活条件越来越好，对住宅的质量要求也越来越高，尤其是一些大型的住宅，地基质量的控制也越来越严格。在某些大型建筑地基工程中，由于受多种地质因素的影响，在工程应用中存在着一定的局限性，严重地危及了工程的整体质量。由于钻孔灌注桩技术在施工中不会受到地质条件的影响，因此，在房屋建设中普遍采用了钻孔灌注桩技术。

2 钻孔灌注桩施工技术

钻孔灌注桩在房屋建筑中的应用非常广泛，它是一种桩基应用技术，其主要功能用于在地基里面进行桩基和桩身的施工[1]。

在实施钻孔灌注桩时，对施工人员的技术和职业素质都有一定的要求，否则很难完成相关的工作。如果没有足够的专业知识和经验，可能会影响到后续的工程质量。该技术的特点是：抗震性好、施工振动小、噪声少，这是钻孔灌注桩的显著优势，而且适用范围广。

3 钻孔灌注桩技术使用的优越性

在我国房屋建筑工程中，钻孔灌注桩是一项重要的施工技术。如果工程质量不高，不仅会对房屋的外观和使用功能造成不利影响，甚至会对使用者的生命和财产造成危害。钻孔灌注桩具有许多优越性，是目前我国房屋建设中普遍采用的一种方法，且是一项关键的工程技术，其对房屋结构的质量有重要意义[2]。

3.1 有效提高土体稳定性

在开展灌浆工作时，大部分泥土都是松软的，当灌浆结束后，泥土就会与泥浆黏合在一起，形成一种坚固而坚硬的混凝土，随着泥浆数量越来越多，渗透能力也会越来越强，而水泥的密度也会越来越大。土壤中存在一些有效应力，这些有效应力将对其应力的大小产生直接影响。当土体应力和孔隙的压力发生变化时，两者间会产生一定的压差，使土体的抗剪强度发生变化，从而对土体的体积造成影响[3]。

由于土壤中存在着一定的孔压，所以土体受到荷载作用也不易产生压缩变形，因此，当土壤整体应力不变，并且由于外部力的影响，孔隙的压力也会随之变化。一般来说，黏性土和无黏性土的强度增加是不同的，黏性土的初始应力和拉伸强度都是一定的，在压力作用下，泥浆会被灌注到土层里面，由于黏土本身就有压力，所以在灌注泥浆的时候，必须要克服土体自身压力，而在土层里面，压力会不断改变，并且还会随着应力的垂直方向滑移[4]。这一现象为浆料的劈裂，它可以将泥土中的空隙填满，形成一种类似于凝胶的物质。同时，还能对土壤进行有效的加密，并在一定压力下，通过有效的渗入和挤压，将被压缩的土体加固，类似于泥浆胶结体和复合地基。

在房屋建筑的钻孔施工中，可以充分发挥灌注桩的特点，比如具有较强的渗透性、较好的压密性及破碎性等，在各种情况下均能应用。由于钻孔灌注桩的特点是独有的，因此两者相互配合，不会受到外部环境的影响。经过多年的实践，工程技术人员发现，地基的参透性、压密性和劈裂性是保证地基稳定的三个重要条件。实际工程中，由于各地区的地质条件不同，相应的压浆压力也不一样，常规的压浆压力难以调整，因而难以保证地基的稳定性。但在采用钻孔灌注桩技术的情况下，上述问题得到了解决。所以，钻孔灌注桩是保证地基稳定性的一种有效方法[5]。

3.2 有效节约工程造价成本

钻孔灌注桩技术在不同的地质情况下需结合实际情况开展设计，在特定的情况下，还可以根据施工情况进行相应的调整。同时，钻孔灌注桩技术的操作也相对简单，节省了由于地质不同造成的时间及资金的浪费。例如，因勘察地质状况延误施工时间，多种技术联合使用需要投入的资金等，使整个工程获得较高的经济效益。

3.3 有效提高建筑物的安全性

由于水泥砂浆具有良好的渗透性，所以采用钻孔灌注桩技术开展混凝土灌注，可以使桩基与地下土壤的粘接更加顺畅，从而确保施工过程的安全。对于钻孔灌注桩来说，其优点非常明显，可充分发挥其本身特性提高基础的质量。并且在混凝土灌浆中，还会产生一种作用，通过这种特性加固地基，防止塌方，提高地基的抗灾能力[6]。

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4 房屋建筑工程中钻孔灌注桩施工要点

4.1 施工前的准备工作

在开展房屋建筑钻孔灌注桩施工前，要做好大量的前期工作，既要有技术上的准备，还要有原材料以及各种设备。在进行技术准备工作的时候，首先让施工人员完成设计图纸的学习，然后再把图纸审核等工作全部完成。其次，做好施工设计，确保设计方案严谨、规范。另外，对原材料供应商进行资质审核、检查物料的配比等，同时规划与核算人力、原材料的供给需求。最后，还要核实确定坐标、钢筋放样、水准点等。施工前，要把施工场地的测控网络和标牌都布置好。

在原料前期准备的工作中，应先评估和检验供应商的资质、相关证书等[7]。其次，采购原材料要根据建筑设计的需求进行采购，以免造成材料的浪费。对采购的原材料要严格把关，确保所用材料的品质达到规定的要求，不能购买劣质的原材料。最后，原料进入工地时，应由有关人员予以检验并签证，确保原料进入工地不会出现任何问题。

在开展施工机械设备的准备工作时，应结合工程的设计和施工条件，选用适当的机械和装备。对所选用的工程机械，务必要做好摸底、清查、使用等准备工作，以确保使用的工程机械各项性能指标达到所需标准。另外，还需要备好易损件，以便在遇到问题时及时维修，以免延误工期[8]。

4.2 钢筋笼的制作及其安装

在房屋施工中，钢筋笼的制造也很关键。在钢筋笼制造前，要保证原材料的品质达到工程要求。钢筋笼的制造必须严格按图纸上的要求进行，不能因为觉得工序复杂而随意改变，否则会对整体工程质量造成较大影响。在钢筋笼的制造中，需用整条钢筋作为主筋，如果需要焊接，不仅要保证焊接的质量，还要保证在焊接时不会发生弯折。

在钢筋笼安装时，要使用专用的探头，以保证施工安全。同时，钢筋笼的每一处焊缝都要检查一遍，一旦出现质量问题，立即停止施工，收回钢筋笼，进行再次焊接；检查合格后，方可进行安装。安装时，吊运工作很重要，在吊运期间必须严格控制吊运速度，防止钢筋笼左右摇晃，造成钢筋笼倾斜。此外，还经常出现钢筋笼堵塞的情况，对于此类情况，施工人员须立即停止安装，并找到相应的问题，解决后方能进行后续的安装。

4.3 测定桩位与泥浆制备

测量桩位的工作，首先在施工前选定好基础，以稳定为主，如果没有稳定的基础，必须进行平整。在施工时，要根据施工图纸确定和标注出桩的位置，并且要根据现场的具体情况确定。另外，有关钻具的安装位置也要妥善安排。有时，由于外部因素的影响，钻头会发生倾斜，从而对桩基础造成一定的影响。要求施工人员定期对灌浆桩进行定位，确保其在指定的位置，为以后的施工打下坚实的基础。

在开展房屋施工时，泥浆的准备工作也是一个非常关键的步骤，其在施工中起着举足轻重的作用。泥浆的作用很大，比如坚固地基，防止塌孔的出现。所以在准备的过程中，需根据现场的具体情况和环境进行。一般情况下，泥浆过稀或过浓都会影响施工，因此要掌握好原料的配比。同时，对废渣加以治理，防止其对环境造成污染[9]。

4.4 钻孔、成孔与清孔

钻孔技术是施工中最常用的一项技术。在施工中，由于钻孔的质量对后续工作影响较大，所以在钻孔的时候，要准确标明钻孔的位置，并保证井眼的安全及位置，也要保证井眼的精度。如果在钻孔的时候，发现有渗漏，需要立刻停止打孔，然后展开全面的检查，找出问题的根源，并针对不同的情况采取相应的处理措施。比如，由于套管质量问题导致的渗漏，可以用堵住出水口，或者用泥土加固防止渗漏，如果效果不好，则需要更换。

在实施钻探作业时，施工人员应在不断注入泥浆的过程中，注意钻眼的位置和钻头的状态，防止发生塌孔和抽渣。如果在施工过程中发生漏水问题，应立即停止施工，及时检查并加以解决。若要保证工程的质量，必须要保证成孔的质量，否则会对后面的工程产生较大影响，甚至会耽误工程进度。

清孔作业主要是清理桩孔底部的沉渣，利用捞料筒进行。清孔的目的是清除孔底沉淀的钻渣和泥浆，以保证混凝土灌注后的质量和地基的承载力。目前，有很多清孔方法，例如抽出泥浆清孔，更换泥浆清孔等。需结合现场实际条件进行选择，达到设计深度后，需要停止钻孔。换浆清渣工作要持续循环，达到相关标准后才能停止[10]。

4.5 混凝土拌制

在房屋建设中，混凝土拌和必须在工地进行，搅拌是影响工程质量的关键。拌和的过程中要注意以下两点：（1）保证各种混合料的质量，根据施工强度的要求进行配比，然后将混合料混合均匀，并送往有关部门检验。（2）强化水泥质量控制，实施不定期安全检查。同时，通过合理控制砂石中的泥沙含量，使其达到一定的科学标准。

4.6 混凝土的灌注

通过各项基础工作的检验，方能进行混凝土的灌浆。在施工全过程中，混凝土的注入可以有效地提高灌注桩的强度，因此在浇注前必须进行止水处理，以保证在初始灌水量不够时，可以将混凝土直接灌入钻孔，保证施工的顺利进行。同时，应加强对灌浆混凝土的监控，保证其塌落程度不超过工程的安全。

5 钻孔灌注桩基桩承载力的影响因素

（1）通过注浆工作，使得土壤中的颗粒与浆液之间形成加固体，这个加固体会对底桩进行有效地扩大，由此在很大程度上增加桩端来自桩体的承载力。而且如果在该情况下实施注浆工作，会在很大程度上增加桩的承载力，增加幅度大约在40%～210%之间。但是如果在灌浆过程中，会在土壤中的颗粒和泥浆之间形成一个加固层，这种加固层可以有效扩展基桩，从而极大地提高了桩端的承载能力。在这种条件下，灌注桩的承载力将大幅提高。

（2）如果桩基是黏土或者粉土，孔底的淤泥就会和泥浆混合在一起，从而有效地加固桩端，但是，在这样的情况下，桩体承载力会受到很大的限制。一般来说，在灌浆的时候，泥浆的劈裂效果和渗透性都会变得更好，松软的泥土会有更大的空隙，所以灌浆的效果会更好。

另外，如果桩长和其他条件相同，灌浆后，短桩的承载能力要比长桩效果好得多。其主要原因是，由于长桩端桩在承载力中所占的比重小于端桩，因而其抗拉强度增加的幅度小于端桩。

（3）假设在灌浆过程中，若土层、桩径和安全体系均符合要求，灌浆时的灌浆压力较大，则泥浆渗透率较高。反之，如果压力较低，则渗透率较低，浆液的扩散速度也会缓慢。但在实际注浆时，不能一味地追求灌浆的效果，而将压力调整到最大，这样会对周边的土壤造成一定的破坏，如果压力太大，灌浆量大，就会对周边的结构造成损害。因此，在选择注浆压力时，必须根据不同的地层条件，选择合适的灌浆压力，从而获得更好的灌浆效果。