复杂地质条件下的灌注桩施工技术浅析

杜元新

摘    要：土地资源的有限性使得人们探寻在复杂地质条件下进行工程建设。灌注桩施工具有不受地质条件限制的优势，成为复杂地质条件下的首选施工方式。本分分析了复杂地质条件对灌注桩施工技术的影响，并对灌注桩施工过程中的成孔阶段、清孔阶段和混凝土灌注阶段进行技术分析，希望能够为复杂地质条件下的施工提供参考。

关键词：灌注桩;施工技术;复杂地质条件

1  前言

随着我国经济的高速发展，城镇化进程的速度也越来越快。人们对房建工程、商用工程的需求越来越大。但由于城市的可利用土地资源的限制，城市土地利用已经不能满足人们的需求和发展。为了调和人们需求与土地用地的矛盾，人们将目光投放到地质条件较为复杂、位置较为偏远的地方，开展建筑施活动。与在正常地质条件下的施工建设不同，在复杂地质条件下的施工更为复杂，也更为困难。它要求全面考察当地的地形地貌以及地质，分析和评估其是否能够被开发和利用。经过系列评估被认为可以进一步开展工作的，也需要用一些专业的技术进行施工，以确保建筑工程的安全性和高质量。随着科学技术的进步及施工技术的进步，人们充分利用现代建筑施工的经验，开发出灌注桩施工技术，用来应对复杂地质条件下的建筑施工。灌注桩施工技术不受到地层变化限制，也不需要截桩和接桩，具有振动小、节约钢材、噪声小等优势，且能够进行高效率、规模化的，常常被应用在一些大型矿山、特殊地质等建筑施工中。本文对复杂地质条件下的灌注桩施工技术进行分析。

2  复杂地质条件下灌注桩施工的重难点问题

近些年，建筑行业在我国经济形势大好的前提下得到了迅猛的发展。灌注桩施工技术也在建筑施工过程中得到了普遍的应用，并在实际应用的基础上该技术进行了大量的发展和改进。但因为施工的地质条件较为复杂，环境变化因素多等影响，灌注桩施工技术的施工难度增大，出现一些普遍性的问题。

2.1  复杂地质给灌注桩施工带来的困难

复杂的地质条件，往往容易出现石头松动、卵石掉块、土层中有砂砾石层等等，这些都极容易发生地质坍塌的现象。有些靠近江湖海等特殊地理位置的地质，地形往往较低，因周边的地质大多由河水冲击、堆积而成，砂粉土、细泥沙等是地质的主要构成成分，这就使得地质结构非常不稳定，且由于河水冲击，土质的含沙量不高，很难达到建设建筑物的标准。此外，这样的地质条件，在其三十至一百米之间的区域范围内，一般都会存在大片的块石层以及有较多的抛石物质零散分布在其中。复杂地质条件还会产生一些其他问题，比如地质结构不合理、难以全面勘测地质条件、地质压实度不符合要求等等，这些问题都可能制约建筑施工的进程，给灌注桩施工带来困难，甚至可能会出现建筑施工事故风险。

2.2  灌注桩施工技术的难点

灌注桩施工的过程较为复杂，按照施工的流程，其一般包括勘察现场、编制施工方案、桩位置的施测和复核、成孔、一次清孔、钢筋笼制作、二次清孔以及灌注混凝土等过程，在施工完毕之后还包含对灌注桩施工工程的竣工验收。由于特殊的地质条件，应用灌注桩施工技术时也容易出现困难。其主要表现为：一是现场勘察的难度大。复杂的地质条件容易造成勘察结果与实際施工的地质条件有出入的现象。二是灌注桩孔内容易出现障碍物，使得成孔过程难以高效完成。复杂的地质条件容易出现块石、淤泥等，对钻孔的钻头磨损非常大，且不容易成孔。一些块石容易与钻头碰撞，导致护筒底有间隙产生，在内外水压的作用下，容易造成穿孔。三是清孔效率低。复杂地质中常有粗砂层、砾石层，在钻孔过程中，很多粗砂和砂砾不能有效排到孔外，始终悬浮在桩孔的底部，难以清理干净。此外，还有可能存在钢筋笼焊接效率低、混凝土配比不符等问题。

3  灌注桩施工技术的分析

灌注桩施工技术对于复杂地质的建设工程十分关键，稍不注意，就可能导致施工质量问题，因此要仔细分析地质条件，理清楚灌注桩施工的重难点，并提出有效的应对方案来确保建筑工程的质量和安全。本文主要通过分析灌注桩施工过程的成孔、清孔以及混凝土灌注等过程进行分析。

3.1  成孔施工

成孔是灌注桩施工的一大重点过程。要根据建筑工程的特点、施工地质条件等选择合理的成孔工具和施工工艺。例如，成孔工具潜水钻适用于粉土、淤泥、砂土、强风化岩、软质岩等地质结构，而冲抓钻更适用于碎石类土、砂土、砂卵石、粘性土、粉土和强化岩等地质结构。各成孔的施工工艺也存在差异性。如人工挖孔桩具有较高的施工效率，它的成孔速度十分快，同时也能减少环境污染，更能节省施工成本。但它若用于淤泥地质，则容易引发安全问题。旋挖钻施工能够起到较好的护壁效果，其成孔质量也高，但需要较高的设备投入费用，且设备的可重复利用性差。成孔时前要准备充分，一次成孔要不间断完成，并做好施工记录，以保证与混凝土灌注的间隔时间在24小时内。使用钻孔工具时应设置成孔深度标尺，以确保成孔的深度符合标准。要经常对成孔工具的钻头进行尺寸检查，避免因磨损导致尺寸不符合标准。钻孔时要根据地质的质量来控制好钻孔速度，避免缩颈现象。

3.2  清孔的质量控制

清孔工作为施工质量提供了基本的保障，它确保灌注桩的承载力符合设计的标准。清孔的施工，主要是清楚孔内沉渣，一般分为干作业施工和湿作业施工。对于赶作业施工的桩孔，要采用专门的碎石夯实办法或者陶土工具进行清理。湿作业施工的清孔方法较多，可以根据桩孔的设计要求、地质复杂程度以及桩孔的规格、成孔工艺等选择合适的清孔工艺。灌注桩的清孔一般分为两次，第一是在成孔完毕后立即进行，第二次是在钢筋笼放置之后进行。在清孔时要测量泥浆指标，使泥浆密度在1.15以下，清孔结束后，要测量孔底的沉积物，使其厚度保持在规定范围之内。在清孔结束后的30min内就要灌注好混凝土。若超过时间，则需要对重新测定孔底的沉积物厚度。

3.3  混凝土的施工控制

混凝土的施工质量，是灌注桩施工质量的关键因素。如果出现问题，很难通过后期的维修和补救工作达到工程理想的质量目标，且会给企业带来巨大的财产损失。对混凝土的施工进行控住，可以从以下几个方面来进行：一是要控制好混凝土的材料质量。不同的地质条件所用的材料不同。对于水下作业，使用的混凝土应选用直径小于40mm的碎石作为骨料主要成分，其含泥量应小于百分之二。使用的中粗砂质量要好，且含沙比例应控制在45%以内。水泥强度为42.5左右，坍塌度的损失要能满足灌注的要求。二是要对混凝土的是配比进行多次试验，一般要至少采用三个不同的适配比，并制作相应的试块，进行标准养护，28天之后测定其强度，根据测验结果，选择合适的适配比的混凝土。确定适配比之后，施工过程中不允许随意更改。二是灌注混凝土的时间。在制作好符合标准的成孔之后，要在30min内灌注混凝土，并检验孔底的沉渣的厚度。对于不符合厚度要求的，要立即停止灌注。灌注时要保证混凝土储备充足。通过水密性试验检查灌注导管的质量等。

4  结束语

综上所述，灌注桩施工技术具有不受地质条件限制的优势，常被应用在复杂地质条件下的建筑施工中。但地质条件的复杂性，会给灌注桩施工的过程带来很大的困难。在施工过程中，应不断的提高灌注桩施工的技术，要重点控制灌注桩施工过程中的成孔阶段、清孔阶段以及混凝土关注阶段的质量，保证建设工程的质量。

参考文献：

[1] 李林，李镜培，岳著文等.饱和黏土中钻孔灌注桩孔壁稳 定性力学机制研究[J].岩石力学，2016（9）.

[2] 陈俊杰.试论冲孔灌注桩的施工工艺与质量控制[J].河南建材，2015（2）.

[3] 刘琰.灌注桩的时间空间力学参数研究[D].同济大学，2006.