房建工程钻孔灌注桩施工工艺研究

2022-11-21王德生安徽省交通航务工程有限公司

门窗 2022年6期

王德生田龙安徽省交通航务工程有限公司

1 前言

作为当前建筑工程建设中较为常见的技术手段，钻孔灌注桩技术的操作程序复杂，钻孔灌注与房屋建筑工程质量息息相关，若采取不合理的钻孔灌注技术，会出现墙体裂缝，甚至墙体掉落等情况。而在房建施工中，良好地利用钻孔灌注技术，能够确保施工效率和质量的双重提升，其施工应用价值巨大。所以，施工人员应采取专业性较强的施工模式，在不断提高自身施工技术的同时，也能确保建筑物质量的有效提高。

2 房建工程钻孔灌注桩技术要领

2.1 正反循环回转钻孔

首先，正循环回转钻孔适用于含少量砾石的黏性土粉砂细中粗砂，用高压泥浆通过钻机的空心钻杆，在钻杆底部射出，钻头同时钻进，搅松土层成为钻渣，在被泥浆包裹后浮悬，在泥浆上升后会在井外的泥浆槽中溢出，在沉淀池净化后，对其进行再次的循环利用[1]。在钻孔机就位后，需要校核桩柱中心和钻头中心，然后才能开钻，需确保钻孔时钻架的稳定性，还应在开钻前检查钻机及其他机具及相关配套设施，包括电、水的通畅。

其次，反循环回转钻孔。本方式适用于基岩、软层的施工，尤其适合松散地层大直径桩孔。应确保工作区地下水位的合理性，水位应＜3m。反循环回转钻孔对不同直径及深度的钻孔作业都适用，其工作原理是，利用砂石泵抽取钻杆柱内带有钻屑的泥浆，然后再流回钻孔，以确保泥浆的反循环。由于砂石泵吸收管路中的真空度不断变大，受大气压的影响，主动钻杆内的泥浆会不断上升。当泵体中注满泥浆后，发现泥浆在塑料透明管中经过，需要将小阀门关闭，而再次有泥浆从塑料透明管中通过后，表示已经排除整个泵体中的空气，需要关闭阀门B，启动砂石泵。

2.2 潜水钻机钻孔

潜水钻机成孔灌注桩施工，是采用后压浆的方式，对桩底、桩周进行加固，以确保高桩的承载力获得提升。结合现场情况制定24h施工计划，在进度缓慢的情况下，应增加钻机，以保证施工进度。潜水钻机钻孔施工流程应先平整场地、桩位放样、设备组装、放置钢护筒、安放钻孔机、在设计深度位置停止钻孔、将钢筋笼在钻杆内放好、在孔内泵将混凝土注入、成桩、处理桩头、桩顶。

在施工现场采取钻水机钻孔，需要严格把控各道工序的顺序，以此确保钻孔灌注桩的质量。潜水钻机钻孔应以正循环泥浆护壁成孔，注入孔口的泥浆及排出孔口的泥浆，其比重分别为≤1.10 及≤1.20。在钻孔达到一定深度后，应确保泵量加大，其比重应在1.05～1 之间[2]。在灌注混凝土前，需要检查坍落度，确保在±200mm范围内；检查导浆管的连接，导浆管上口应放置盖板及隔水栓，并保证导浆管下口距孔底±450mm。储罐量应确保混凝土埋管深度＞1.0m，而直径d=800mm的桩，储罐量应＞1.0m3。灌注过程中，还应注意测量混凝土埋管深度，使导浆管在混凝土中的深度1.0～6.0之间。导浆管的起拔速度应控制在适中的程度，谨防混凝土在桩身中存在空隙，还要确保混凝土灌注的连续性，通常灌注一根混凝土的时间应＜3h。

2.3 冲抓钻孔

冲抓成孔是一种较为先进的施工方法，以全钢护筒对护壁进行跟进，其生产效率更高、速度更快，所以更易于桩孔成型，可以有效防止钻孔塌孔，确保施工桩基质量得到保证。同时，冲抓钻孔施工所需的工作面少，施工更具专业性，能够为施工管理提供便利。桩基成型需要的时间短，有利于组织流水作业，尤其在工期紧、工程量大的施工现场，更能凸显出冲抓钻孔的优越性。拼装冲抓钻机成型后，应检查臂架、动力部分、旋转部分、管路部分、行走部分，确保无问题后进行试运行，运行的主要项目包括钢护筒夹紧、臂架旋转、臂架提升、钢护筒回转、钢护筒拔除、钢护筒推入、抓卸土等[3]。若挖掘底面的土质一般，应先行压入刃口，确保挖掘底面与刃口深度持平的情况下进行掘进。对于不易坍塌的土质，若钢护筒压进存在困难，可以采取适当超挖的模式进行。在钢护筒连接方面，当推入上一节钢护筒后，应将下一节钢护筒安装好，可以倾斜臂架，这有利于护筒就位，并利用起重机吊起钢护筒。

2.4 冲击钻孔

冲击钻孔在施工前应做好测量准备，严格按照施工要求校核与检定测量仪器，确保测量精准度。在定位桩基后，需将护桩在四周设置，并进行复测，确保误差在±5mm。场地准备方面，应碾压整平原地面，确保排水畅通，以保证钻机作业机械的稳固。在技术准备方面，应做好技术交底工作，交底内容包括环保、安全、质控要点、施工工艺等内容。在物质准备方面，需要准备发电机、混凝土运输车、冲击钻机等设备。埋设护筒可以采用内径大于桩径20cm、壁厚为4mm 的钢制护筒，在坑底平整后，将护筒放入，并检查位置的正确性，竖直摆放筒身，用黏土回填四周，分层夯实，随时对护筒位置进行观察，谨防填土过程中护筒出现偏移。钻孔机就位后，需要将钻桩位对准中心十字线，确保底座的稳固、平整，保证钻进的过程不发生位移与倾斜[4]。钻进后，应用小冲程先进行开孔，保证初成孔孔壁的圆顺、竖直、坚实，当钻进深度比钻头全高加冲程高后，可以开始正常冲击。

3 房建工程钻孔灌注桩施工工艺

3.1 完善钻孔技术要点

在进行测量放线工作的过程中，施工人员应与测量图纸相结合进行操作，应反复核对测量内容，还应检测与调试施工设备的质量，保证其与施工要求相符合，然后，确定钻孔仪的安装位置。结合土壤条件与施工情况选择泥浆，确保提升地基结构稳定性。在进行房建工作中，利用钻孔技术是顺利开展钻孔灌注桩施工的要点，为提升工程质量，需要严格按照施工工艺进行操作。应定位钻孔位置，并将护筒压实，在施工期间还应运用设备不断添加泥浆，避免钻孔中出现塌孔的情况。若在钻孔中出现渗水问题，需要即刻停止钻孔施工，仔细检查前期的施工环节，查找并分析渗水原因，制定补救措施。若漏水由护筒质量导致，可以用黏土堵塞出水口，并观察渗水位置，若效果仍旧不理想，可以更换护筒。在施工阶段，还应把握钻孔速度，保证操作的匀速性，过慢、过快的钻孔速度都是不可取的。

在钻孔平台上，拼装钢护筒导向架，测量放线定位桩、对接钢护、整体起吊钢护筒并将其入水，调整护筒倾斜度并入床，安装振动打桩锤并振动下沉，钻机安装后进行钻孔施工。钢护筒在下沉阶段，应进行精准定位，做好调整、监测工作，确保与规范要求相吻合，使钻孔桩施工能够顺利进行[5]。钢护筒的厚度应在5mm～12mm 之间，可以在车间内分节制造钢护筒，其对接工作可以在平台完成，并进行整体下沉。下沉过程中，可以用木楔在护筒与导向架间随时调整偏差，护筒底口应在卵石顶面，护筒顶口应比地下水位或施工水位高出1.0m～2.0m。

在陆地和浅滩地钻孔装钢护筒方面，在河滩内桩位施工，需要确保岛的高度比施工地面高出0.5m，护筒高度比地面高出0.3m，若有承压水在钻孔内，需要比承压水高出2.0m。钢护筒应采用Q235 钢板卷制，厚度应在5mm～12mm 之间，内径应大于桩径，可以为±30mm。埋置护筒深度应符合下述规定：砂类应＞2m，黏性土应＞1m。若表层土松软，埋置护筒的位置应选在坚硬密实土层的0.5m处。可以将护筒设置在岸滩上，设计桩位偏差与护筒顶面中心应＜5cm，倾斜度应＜1%，并利用黏土将护筒四周夯实。而水中筑岛，需要将护筒在河床面1m以下埋入。

3.2 制作与安装钢筋笼

制作钢筋笼是钻孔灌注桩施工的重要内容，要确保钢筋笼前期的制作质量，结合设计图纸的要求进行焊接，不能对焊接程序进行随意更改。在制作环节，应把握性选择钢筋笼材料，若长度不足可以进行搭接与焊接，确保焊点的均匀。还应在安装钢筋笼的过程中，运用探孔器探测孔洞，确保工作速度的提升。

在施工承台之前应检测逐桩，基桩钢筋笼设加强箍筋以利吊装，沿着钢筋笼长度，间隔2m设置4块混凝土，并沿着桩身进行均匀分部，半径应为7.5m，垫块为圆形，与桩身混凝土保持同号，穿钢筋应在圆块中心进行，并以焊接的方式固定桩身。钢筋笼与混凝土块需要牢固连接，当桩孔与混凝土钢筋笼均匀对准后，才可以进行灌注[6]。在施工中，应按照施工准备、制作模具台具、分节加工钢筋笼、安制声测管、吊放钢筋笼底节、吊放第二节、焊接校正，最后应进行节定位。同时，在施工中应关注钢筋笼上浮问题，大部分钢筋笼水平耐受性与钢筋笼上浮具有关联性，而埋置导管的深度及位置，也会使钢筋笼上浮，这会对吊放钢筋笼产生影响。此外，浇筑混凝土的速度也会引起钢筋笼上浮，应做好预防应对预案。在制作钢筋笼环节，确保使用的钢筋笼耐受性较强，也应控制埋管深度，浇筑时间及速度等，最大限度避免钢筋笼上浮。

3.3 钻孔灌注桩工艺流程

完成上述工作流程后，应做好技术交底工作，包括对钻机垂直度的校正、测量桩基定位，分析之前记录的数据。施工者应重视混凝土灌注施工，本步骤在房建施工中具有重要作用，能够对施工效果造成直接影响。还要结合工程特点，制备地质岩土条件，确保稳定性，可以防止出现坍塌。通过对混凝土的灌注，能够确保灌注桩的坚固性得到提升，借助导管合理控制导管与钻孔底部距离，提升混凝土灌注的可靠性，二者间的距离通常为300mm～500mm。钻孔灌注桩对施工场地有着较强的适应能力，整体施工流程的安全性突出。进行灌注的环节，应全面分析建筑项目施工区域内的土质情况，并选择合适的钻孔工具，还要提前清除施工场地的土壤杂质、石块等。及时清理土壤内的颗粒物应，并准备再生泥浆，在获得泥浆后须落实除沙工作。在使用钻孔设备及工具进行钻孔作业后，将钢筋笼放置好，以确保建筑工程的稳定性。在固定钻孔内钢筋后，进行混凝土浇筑。由于施工阶段，整体施工流程存在一定的危险性，所以应预防土壤孔隙及塌陷问题。

在灌注完成后，应及时将钢筋笼拆除。

3.4 配置泥浆浆液

在房建工程进行过程中，应融合水泥钢筋等材料，以此稳定地基、固定建筑材料。在操作中拌制混凝土，需科学掌握混凝土配比时间与温度，合理配比混凝土中砂石、水，并进行充分搅拌[7]。为达到质检要求，技术人员在对混凝土利用前进行取样。钻孔灌注桩技术的利用结果与浆液的配置效果具有关联性，因此，施工单位应高度重视注浆浆液的配置，科学配比水分与水泥的比例，尤其注意水与干水泥的比例，水的比例应大于干水泥，以保证浆液的流动性。在完成浓缩配置环节后，进行封口处理，杜绝外界空气与填充材料的接触，确保提高压缩效率。

灌注桩的灌注需要使用大量的泥浆，目的在于护壁与悬浮泥渣。所以要与灌注桩的具体情况相结合，调制泥浆配比，还应根据施工现场土质情况调配泥浆比例，确保泥浆黏度适中，过稀、过黏都会对房建工程的施工进度与质量产生影响。制作泥浆还应按照配置要求将黏土打碎，将其移入护筒中，并利用护筒的冲击锤冲击黏土，便黏土变成泥浆，为顺利进行钻孔工作做好准备。在灌注配置泥浆环节，应注意管道间相连紧密，还需明确灌浆流程，对灌浆设备的空气压力有所了解，然后将压力逐步增大，以此避免导管裂开的情况。在灌浆环节，还应控制灌注压力在0.2MPa～0.4MPa。若灌浆期间出浆比例在0.1L，应进行5m～10m 的持续灌浆，然后观察灌浆情况，若无异常可以将阀门关闭停止作业。

3.5 清孔作业施工

房建施工钻孔灌注桩技术包括检控、清孔，钻孔灌注桩后，应清理孔底沉渣，杜绝断桩等安全事故的出现，在进行清孔的环节，应检查钻孔的各项参数后开展施工，包括孔深、倾斜度及钻孔位置。在清孔阶段，应有效控制孔底与钻头间的距离，将间距调整为±70mm，杜绝在钻孔中，由于施工方式的原因，导致成孔尺寸存在差异。技术人员还应借助小冲程减少误差[8]。同时，清孔采浆法需要在清孔后，将泥浆黏度控制在180Pa.s～200Pa.s 之间，将泥浆的比重控制在1.03～1.1 之间，泥浆胶体率应＞98%，泥浆含沙量应＜2%。应对桩底进行严格的清孔处理，清孔后孔底沉淀层应比施工要求小，桩底沉渣厚度应＜5cm，嵌岩桩桩径＜150cm，摩擦桩应＜0.3m。