上海基强建设工程有限公司
摘要：随着国内经济的不断发展，建筑业也得到长足发展。在施工过程中科学合理使用机械设备手段可以有效地提升施工质量。钻孔灌注桩技术在已得到认可，越来越多的运用到实际工程中。本文笔者结合万里社区综合养老服务中心项目，分析了钻孔灌注桩在施工中的作用，阐述了钻孔灌注桩技术的运用实践，以期提高工作的质量，为社会作出贡献。
关键词：钻孔灌注桩；稳定性；成本；成孔；清空
当前，钻孔灌注桩技术不仅在路桥工程中使用广泛，在建筑工程中的应用也很成熟，其不仅能够提升工作质量，由于施工简便可以有效加快施工进度，节省工期，也为施工企业节约了施工成本。由于施工技术人员、材料设备及管理上或多或少存在一些疏忽之处，对该技术造成不利影响，本文就此展开阐述，以期对钻孔灌注桩技术的利用可以有效促进我国建筑行业的可持续发展。
1钻孔灌注桩技术在建筑工程中的作用
1.1 有效提升土体稳定性
在施工过程中，应用钻孔灌注桩技术会减少外部因素对施工的影响，增加地基稳定性，能够适用于不同的施工条件；压浆压力的大小直接影响土体渗透率，利用灌注桩技术能够显著提升土体结构的稳定性。在建筑工程中利用钻孔灌注桩技术的施工中，应着重关注其渗透性和压密性。需要注意的是，实际施工中，地质地貌条件并非一成不变，这也会影响压降压，是施工中必须关注的因素。
1.2 节约成本
在常规施工中，应根据实际情况采取合适的施工技术，与之相比，钻孔灌注桩技术可适用于各种地质背景，甚至可以因地制宜进行调整和优化。加之钻孔灌注桩技术操作简单易上手，能够大大减少人力和物力的成本。
1.3 提升建筑安全性
上海地质情况相对比较特殊，是由长江冲积而来，区域内河网密布，暗浜较多，沉降问题也一直是建筑稳定性的最大隐患，地质沉降会直接降低建筑的稳定性，甚至威胁到居民生命安全。在施工时采用钻孔灌注桩技术，可以使混凝土和土体紧密结合在一起，此外，施工中使用的灌注浆会产生可观的压力，也会保障地基的稳定和安全。因此，建筑工程中采用钻孔灌注桩技术，只要施工操作和工艺符合要求，就能够尽可能降低地基沉陷的可能性。
2钻孔灌注桩技术的运用实践
2.1工程概况
万里社区综合养老服务中心项目位于上海市普陀区，场地东侧为大场浦河，南至真华路36弄小区，西至真华路，北至环卫设施用地。基坑总面积5537平方米，围护周长363米，本基坑地下室区域围护结构采用钻孔灌注桩结合单排三轴水泥土搅拌桩止水帷幕的形式，内部局部设置一道钢筋混凝土支撑，大部分为一道钢支撑。本工程钻孔桩共包含3部分，其一为工程桩，其二为立柱桩，其三为内排及分隔墙围护桩。
2.2工艺流程
2.3施工工艺
2.3.1测量定位
在施工范围内设置平面控制网，控制网要求点位不少于3点，且各点通视良好、不影响正常施工、不易破坏。采用极坐标的方式利用全站仪测放建筑轴网定位点，轴网控制点采用钉枪将钢钉射入水泥地面，并用红油漆做好轴号标记，以备后续使用。桩位定位根据轴网或场内平面控制网测放，测放方式可采用经纬仪、钢卷尺或全站仪实施。桩位点使用红油漆做好三角标记，对护筒进行开挖前应当重新开展严格检验。经引测的水准点应设置在永久的标志物上，如若必要也可以引测在非永久的建筑上，水准点相距不超过100m，且在施工范围内能够实现通视两个点以上。
2.3.2护筒制作与埋设
在钢结构加工场对钢护筒进行加工。护筒的直径应为D+10cm（其中，D为桩径），护筒长度不能小于1.5m，且需要视施工情况增加一些护筒的长度。应严格把握护筒制作流程，严守相关规范，护筒的垂直度误差应小于1/200，椭圆度小于2cm，以坡口双面焊的方式进行焊接，为避免漏水，需保证焊缝连续、不留空隙。
护筒埋设前，应以桩位控制点为圆心、护筒直径为直径在地面画出护筒开挖线，并将桩位控制点引出护筒开挖范围，采用十字线的方式在护筒四周设置不少于4个标记点，以便于后续恢复桩位控制点。桩洞开挖采用人工开挖和风镐凿除相结合的方式，桩洞开挖深度应不小于咋填土埋藏深度。
图1钻孔桩工艺流程图
2.3.3钻机就位
钻机就位前，应检查拟施工桩位的周边场地情况，施工场地应经过硬化，且坚实、平整，确保桩基施工过程设备安全。桩架移机拟钻桩位后，应对钻头与桩位进行对中，对中时采用吊线锤法，确保钻头中心与桩位中心位于同一铅垂线上。
钻机对中后，应调整钻机磨盘的水平度和钻杆的垂直度，并用水平尺进行检查。然后再次检查桩机的对中情况。
2.3.4泥浆工艺
图2 泥浆循环原理图
根据地质情况，泥浆拟采用原土造浆，并根据试成孔的情况适当调整。如试成孔时出现大面积坍方或孔壁不稳定的情况，则在原土泥浆中适当加入膨润土进行拌合，或掺入拌制好的膨润土泥浆，以调整泥浆参数。具体成孔工艺如下：
（1）试成孔
为确认地区地质情况，在设置工程桩前需要做两个试成孔，同时还可以检验选用的设备、器具、工艺以及技术是否满足实际要求。若检测发现包括孔径大小、垂直度、孔壁稳定性和沉淀在内的指标达不到条件时，应及时采取补救措施，甚至可以更换工艺。
（2）准备工作
钻头：钻头形态应选用三翼单腰箍梳齿锥形，锥形角至少为120°，其直径应大于或等于设计桩径，而且钻头应配有保径装置。垂直度不能满足要求时，可在钻头上增加一道腰箍。钻进过程中应经常检查核验钻头尺寸。
（3）钻机：实际成孔施工时，钻机应保证定位精准、水平、稳固，其回转盘中心与护筒中心保持一致，偏差严格控制在20mm以内。以钢丝绳连接护筒和定位完成的钻机钻架底盘。在成孔施工中，保证滑轮组、回转器和钻头时刻位于一条铅垂线上，并且在钻进时，钻头需保持吊紧状态。
（4）泥浆：钻进前应检查泥浆指标，符合要求方可钻进，指标不满足施工需求时，应进行调整或更换人工泥浆。
（5）钻进
钻进过程中，成孔部分应连续施工，严禁无故停滞。施工时，制作并保存好原始记录。在钻孔完成后24h内及时灌注混凝土。
钻进到设计深度后，施工各部分都应对孔深等因素进行核验，各部分均确认成孔满足要求，再进行剩余部分的施工。若需使用多种设备，在设备移位空窗期，严格做好孔口保护工作，既保障施工人员安全，也避免孔中杂物堵塞。
为提高效率，现场施工中，应保持多台钻机同时工作。相邻钻机间需保持一定距离，保证互不影响。及时在刚灌注混凝土的邻桩旁完成成孔工作。
需合理控制钻进过程中的参数。各部分的钢丝绳和水龙头带，尤其是起重滑轮组等主体部分，应控制好松紧程度，同时尽量避免晃动。钻进过程中需要及时排渣，因此钻速应控制在合理范围内。若施工地区地层易发生坍塌，可加大泥浆比重来保证稳固。
需要加接钻杆时，先将钻头稍稍提起，打开泥浆泵，让冲洗液循环2～3分钟，接着进行拧卸、加接钻杆的操作。
2.3.5清孔
对钻孔灌注桩进行施工过程中，需以泥浆正循环的方式先后进行两次清孔。首先在钻孔完成后，经过测量达标和建工验收流程，进行第一次清孔；接着设置下放钢筋笼和导管，然后进行第二次清孔。
清孔时，先将钻头提起至距离钻孔底部10～20cm，打开泥浆泵，输入泥浆进行循环清理工作。通过测量孔口泥浆来管理清孔过程，指标达标后结束清孔，此外，清孔时间一般控制为至少1h，以保证清孔效果。
2.3.6钢筋笼
以箍筋成型的方式，在施工现场分节制作钢筋笼，将制作完成的分节钢筋笼与孔口对接、安装下放。在施工平台上要搭建起至少4个加工支架，以分节制作钢筋笼。下放时，将钢筋笼对准孔口缓缓下放，为易于与下一节钢筋笼连接，应将其以托卡固定的方式暂时固定于孔口。完成固定后解除起吊绳，将下一节钢筋笼起吊至其顶部，以单面搭焊的方式将连接钢筋笼连接。将完成焊接的钢筋笼整体下放。下放过程中应避免对孔壁产生较大影响，钢筋笼下至设计深度后，进行第二次清孔。下放和清孔工作经监理验收合格后，需及时、连续地完成混凝土的浇筑工作，此步骤必须在清孔完成的4h内开展，否则需再次清孔。
2.3.7水下混凝土
水下导管由管厚10mm、内径250mm的无缝钢管加工而成，导管底节长3m，其他标准节长2.5m，除此之外，还需用上长度为0.5m～1.0m的辅助管。为保证导管在孔底正常使用，避免因浇筑混凝土而损坏，需以1.5倍孔底水压对加工的导管进行气密性测试。
水下混凝土制作时，通过成分调整使其初凝时间控制在4～6h范围内，坍落度则控制在180～220mm范围内。初凝后，对混凝土的坍落度、均匀性、温度、含水率等进行检测，验收无误后方可投入漏斗。进行浇筑时，必须紧闭导管和漏斗间的阀门，同时将导管提高，导管底应距离孔底约50cm，接着在灌注漏斗内以及储料漏斗中都填充混凝土，即可开启阀门，开展浇筑环节。浇筑施工环节中，跟踪测量混凝土面的实时高度，保持导管没入混凝土长度在3～6m范围内，至少保证2m深度。本项目钻孔桩的初灌量约2.5m³。施工过程必须保证连续。
对浇筑施工时间进行控制，不得过长，施工中禁止将导管从混凝土中中提出，避免发生意外。若发生堵塞现象，可以通过在垂直方向上适当地上下移动导管来解决，严禁在水平方向上运动。为防止上升的混凝土托起钢筋笼，在土面即将接触钢筋笼时，需减缓灌注速度。记录好灌注流程。
为保障混凝土质量满足要求，制作时必须仔细做好计量工作，确保其成分及含量严格按照设计标准配备，施工中必须遵守相关规定，按适当的频率检测混凝土坍落度，杜绝不达标的混凝土投入使用。同时，防止灌注桩身出现缩颈的情况，混凝土充盈系数应保持在1.05～1.30范围内。
2.4质量保证措施
2.4.1防坍方措施
孔壁坍方是工程施工中必须大力预防的情况。有多种原因可能造成塌陷，包括施工位置的地质条件、泥浆质量以及钻进速度等。本工区作业地层以淤泥质粉质粘土和砂为主，为增加孔壁稳定性，避免坍方，需按照土体情况确定相应的泥浆参数，如比重、粘度、含砂率、胶体率等。进行清孔时，为维持液体的稳定，也需以足量的泥浆进行循环。钻孔速度不宜过快，需结合泥浆供应量调整。
2.4.2孔壁垂直度控制措施
钻架滑轮组、钻机盘心以及灌注桩中点应处于相同铅垂线上，以控制孔壁垂直度，此外，钻杆需精准定位垂直安放，误差不超过20mm。若钻孔时出现倾斜现象，必须立即停钻，通过升降钻杆扫孔进行偏斜校正。若倾斜过大，先以碎石、粘土填孔，超出偏孔顶0.5m，等压实后继续垂直钻进。
2.4.3保持注浆质量的稳定
钻孔灌注桩施工过程中，应选用科学合理的手段，保持注浆质量。注浆质量对工程施工质量有很大作用，一旦注浆质量不足，必然导致整体不稳定。合适的浇筑时间对于注浆质量的稳定有积极影响。此外，应避免注浆因暴露在空气中而提前凝固。综上，为保持工程质量稳定，需尽量减少时间对施工过程的约束。在施工中，钻机应及时就位，并以钢丝绳捆绑护筒。钻机的使用位置应靠近钻杆，钻杆与钻头重量相近，便于护筒保持垂直向下钻进状态，由钻头出发直到钻至井底。
2.4.4科学配置注浆
建筑建造施工中，施工质量受注浆成分选配的影响十分巨大，并且高质量的注浆是后续土木和电气工程的前提。因此，为确保工程整体质量，获得高质量的注浆，应先做好科学合理的注浆成分配置工作。在制作注浆时，水与水泥之比尤为关键。合理设计并完成注浆配比后，如需连续浇筑，需通过封浆的手段将配置好的注浆封存，避免其暴露在空气中，处理过的注浆保留压缩性，能加速浇筑的凝固过程。同时，为进一步增强混凝土的强度，应在注浆中适当加入合理的添加剂。浇筑时，应控制水泥含量低于水含量，来保持注浆的流动性。
3结束语
综上所述，使用钻孔灌注桩施工技术可以有效提高建筑工程施工的效率，提升整体施工质量。在施工过程中对新技术新材料进行合理使用能够促进施工技术推陈出新，技术人员在应用技术时应结合实际施工条件，开展合理的优化工作，对各类机械设备进行科学合理地有效利用，从而推动社会的共同发展和进步。
参考文献：
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