冲孔灌注桩施工技术在建筑工程中的应用

2023-11-16陈大伟

建筑与装饰 2023年19期

陈大伟

池州弘业房地产开发有限公司安徽池州 247100

引言

建筑工程中影响冲孔灌注桩施工质量的因素比较多，施工现场为淤泥质黏土层，桩端持力层为中风化花岗岩，地质结构、水文及地下管网等相对复杂，不良的地质条件直接影响冲孔灌注桩施工技术的应用效果。复杂的地质条件容易造成冲孔灌注桩施工过程出现斜孔、堵管、断桩等问题，影响建筑工程的桩基承载力，甚至影响建筑物结构安全和施工质量。

1 冲孔灌注桩的成孔工艺

1.1 冲孔灌注桩的成孔原理

在应用冲孔灌注桩对整个桩基工程进行施工的过程中，合理地利用卷场机将冲锤悬吊起所规定的高度，采用这种方式使得冲锤在实践应用中能够有效获取相应的势能。在此基础上，能够及时处理具体施工中对冲锤产生的束缚，确保冲锤在高空中中能够自由落下且发挥其实质性的作用，下落时所形成的冲击力能有效击碎目标岩层，进而能够在此阶段的实践中实现成孔的目的与应用价值。在施工成孔的技术操作环节中，一部分破碎的渣石在冲击力的作用下会挤入到孔壁中，另一部分无法顺利挤入到孔壁中，施工人员应当采取可行性的策略将其快速排出，最终达到成孔的应用目的[1]。

1.2 冲孔灌注桩的成孔特点

相对于锤击法在具体工程施工中的应用而言，钻孔灌注桩具有更多显著性的优点与自身价值。例如钻孔灌注桩在施工时造成的噪音比较小，且产生的震动频率也性对较小。基于此，工程在实践中具有较强的实用性和价值性；灌注桩与预制桩相比最为突出的一大特征是，具有较大的桩直径，且以多种不同类型的地基为基础，通过钻孔灌注桩可以将多种不同地质结构在施工中面临的重重困境顺利解决，并科学高效地应用于建筑工程项目中。建筑项目在具体施工阶段中，如果需要为钻孔灌注桩提供强有力的技术支撑和应用保障，必须从根本上进一步加强实际应用中的承载力。通过上述方式有助于顺利实践优化设计、加强作业质量与效果，从实质上确保工程技术的合理性与精确性。对于钻孔灌注桩整体施工质量产生影响的具体原因包括：工作人员在整体施工应用中的专业技能以及技术方面的缺陷。除此之外，在整个工程施工中需要尽最大限度发挥钻孔灌注桩技术的真正功效，从根本上保障地基的质量安全与稳定性。当今社会经济在现代化发展进程的推动下迅猛前行，诸多农村地区紧跟时代发展的趋势，逐步向城市化发展，这种形势下会产生越来越多的不同类型的土地下管线，整个过程项目的复杂程度也是难以想象的，进而使得原本的地质结构受一系列因素的影响而产生巨大地变化，将其恢复至原本的样子，几乎难以顺利达到目的。基于上述综合性的分析，建筑工程在实际施工过程中，地基的安全稳定性方面存在一定的风险危机，为了全方位保障整体施工的安全可行性，需要利用现代化技术手段进一步提高建筑工程的技术能力，而且要严格依照相关的规范要求完成各阶段的施工任务，通常使用钻孔灌注桩技术能够及时高效地解决地基不平整的相关问题，加强整体施工的稳定性与有效性，为工程项目的施工效果与质量安全提供强有力的技术保障[2]。

2 施工主要难点分析

冲孔灌注桩施工过程中需要泥浆护壁成孔，但其成孔工艺较复杂，操作要求严格，成孔过程中易出现缩孔、弯孔、塌孔、埋钻、卡钻等质量问题，且技术间隔时间长，不能立即承受荷载，在冬季施工难度较大。因工程占地面积大，不良地质易造成斜孔，影响施工质量和施工进度。冲孔灌注桩施工的主要难点是成孔过程中易发生塌孔，为保证成孔质量，工程采取泥浆护壁成孔、钢筋笼外设钢护筒等措施。成孔时塌孔的原因比较复杂，应根据实际原因进行具体分析和处理。一般可采取深埋护筒、在泥浆中加干锯末提高泥浆比重、降低成孔速度等措施，工程护壁泥浆比重宜控制在1.25～1.45之间，改善孔壁结构，施工速度控制在0.3～0.5m/s之间。如情况严重，可回填重新成孔。成孔过程中若出现弯孔、缩孔情况，可提升钻头、反复扫孔，直至成孔达到设计要求。弯孔情况严重时，应回填压实后再进行纠偏。一次进尺过多或砂层泥浆沉淀过快，易埋钻；钻头底盖合拢不好，易卡钻。埋钻或卡钻后，钻头上泥浆沉淀过多，造成侧阻力。在处理时，首先要消除阻力，避免强行处理扭断钻杆、造成设备动力头受损等更严重的问题；要保证孔内有足够的泥浆和孔内压力，稳定孔壁。

3 冲孔灌注桩施工技术在建筑工程中的应用

3.1 放样定位

在顺利完成建筑工程现场建设工作后，应依据冲孔灌注桩施工作业的具体要求开展定位工作，将放样定位技术的主要作用价值完全发挥出来，以此来保障测量定位结果的精准性。准确的定位可以为冲孔灌注桩施工作业提供有力的定点支持，保证测量以及放样工作与建筑工程冲孔灌注桩施工的要求相契合。此外，还应充分利用全站仪的作用价值，让其在建设现场放样定位工作中发挥自身优势，获得精准的冲孔灌注桩对应坐标。在明确坐标位置后便可以利用十字交叉的办法开展埋线工作，进一步提高桩孔位置的正确度，为后续的冲击钻孔工作提供便利[3]。

3.2 护筒埋设

护筒埋设对护筒钢板的高度、厚度以及桩尺寸有着严格的要求。一般来说，钢板的高度应为1.5m，钢板的厚度需要控制在4～8mm；桩径应为0.2m。此外，施工人员还应在护筒上部预设2个溢浆孔。在确认桩位中心后，监理单位对其进行复核。待复核无误后，施工人员方可将护筒埋设在地下1.2m～1.5m处，然后使用黏土在护筒周边进行回填，并做夯实处理。在开挖护筒前，施工人员通常会使用十字交叉法将对桩中心引至开挖区外，完成开挖作业后，再将桩位引至孔内。在引桩过程中，施工人员必须保证引桩的精度和安全。待桩固定后，施工人员还需要及时复核桩位。护筒通常采用厚度为5mm、直径误差小于20mm的钢板，护筒内径通常大于钻头直径200mm。为了确保护筒的垂直度，护筒口位置需要高出地面200mm左右。施工人员在埋设护筒时，应根据中心轴线的位置来确定好桩位中心，并将定位偏差控制在20mm以内，以保证定位点的精确度。回填黏土能起到良好的防渗作用，同时还能加固护筒，避免其出现偏斜，进而实现提升护筒埋设施工质量的目的。此外，为保证护筒的牢固性和稳定性，护筒的埋设深度通常为护筒长度的三分之二。在护筒固定完成后，施工人员还需要及时将桩位引至对应的孔内，以方便后续施工[4]。

3.3 钢筋笼安装

钢筋笼是建筑工程冲孔灌注桩施工作业中不可缺少的重要装置，其质量以及承载能力不仅要与建筑工程冲孔灌注桩施工的具体要求相符，同时也要为后期施工作业提供有力支持。在开展钢筋笼制作加工作业时，应以孔道的深度以及直径等参数为参考选择钢筋笼的型号，并要求相关部门严格按照标准流程完成加工制作工作，此外也要做好钢筋笼的质量检测工作，确保其质量与实际要求相符，待所有环节完成后便可将其运输至冲孔灌注桩施工现场。在安装钢筋笼时，应以建筑工程现场的区域状况为基准，借助起重机等设备将钢筋笼准确放置在冲孔灌注桩孔中，确保其圆心和桩心位置在同一垂直线上，避免出现放置偏移问题。在顺利安装后，还应仔细测量钢筋笼的里面以及顶面间距，按照所得结果有效处理安装中的问题。

3.4 水下混凝土浇灌

水下混凝土浇灌施工难度较大，施工人员需要严格按照工艺流程进行操作。因此，施工人员需要将混凝土的坍落度控制在180～220mm。在首次灌注混凝土时，施工人员必须确保导管的埋入深度大于1m，以控制混凝土的灌注量。钢筋笼安装完成后，施工人员需要及时安装灌注导管。在此过程中，施工人员应当按照自上而下的顺序对每一节导管的长度进行测量、编号和记录，同时仔细清理孔底沉渣，并在导管验收合格后立即泵送泥浆。需要注意的是，施工人员必须确保灌注过程缓慢、连续，以精确控制孔内泥浆浓度，进而将导管内的空气排出。当混凝土灌注深度达到预定值后，施工人员即可拆除导管，并结束浇灌[5]。

3.5 孔道清理

分析研究钻孔的直径以及深度等参数是完成冲击钻孔作业后的首要工作，在确认各项参数与标准相符后，便可以开展全面清孔作业。清孔作业是确保孔洞清理效果以及强化维护水平的关键，同时也是避免后期工作中冲孔灌注桩施工因为孔洞残渣出现不良状况的有效举措，更是保障建筑工程现场不受各项因素干扰的重要方式。鉴于此，就应以工程建设为切入点，及时、有效地清理现场冲孔灌注桩孔道中残留的各类废弃物品，将残渣排放至循环池中，确保残渣处理效果以及实际管控的水平。在开展孔道清理作业时，应提高对清孔幅度以及周边承载能力的监管力度，降低塌方、损坏等问题的发生概率，提高冲孔灌注桩孔道清理工作的安全性和实际效果。为了保障后续冲孔灌注桩施工作业的顺利推进，还应在清孔作业的过程中，科学分析并对比泥浆密度以及含砂率，确保泥浆灌注高度以及护筒高度的统一性[6]。

4 常见问题处理措施分析

4.1 坍孔

若冲孔中存在透水层，当冲击到溶洞后，会突然产生漏浆，使水头的高度急剧下降，透水层失稳固性，产生漏斗状坍孔。预防坍孔的方法有：①运用冲击钻进行冲孔作业时，可以把钢护筒安装在亚黏土层上，然后再继续进行冲击。②必须及时对漏浆部位进行补水。处理坍孔的具体方法：采用长钢护筒跟进或立即将桩锤提起，并抛填小石块、黏土块、水泥和锯木屑混合物放置在塌孔位置以上1～2m处，反复冲击，待其沉积后重新冲击造壁，并向孔内补浆、补水，保持孔内水头。通过这种方法可以顺利处理了坍孔问题[7]。

4.2 卡钻

卡钻的原因以及处理方法：①所用桩锤偏心过大或掉齿，桩施工现场地质岩层走向的坡度很大，或孔底土质不均，岩石强度不一时可能会造成卡钻，必须对冲击钻进行补刃。②打圆孔的时候最好选用四刃或五刃钻头，可以有效防止卡钻。③若是十字孔有落石或探头石把钻头卡住，或者钻头被卡在溶洞内无法提动，可以选用“一”字形或半月形的小钻头，沿孔壁对障碍物进行冲击，将障碍物挤走或击碎，将钻头提出[8]。

4.3 斜孔

当桩机调整不科学、持力层岩面角度过高会导致锤头不稳定，进而造成斜孔。要想处理斜孔问题就要运用片石进行回填，调整孔的角度，若调整3次以上还没有调正，就要及时上报监理及业主单位，经过允许后可以灌注水下混凝土，待达到一定强度后，再通过小冲程打紧锤进行反复冲击，直到被调正过来。若冲程过大，也会造成斜孔，需要控制冲程在2～4m最为适宜。