建筑施工中的钻孔灌注桩技术研究构建

文／侯英 青海敦行建设工程有限公司 青海西宁 810000

引言：

近年来我国建筑行业快速发展，建筑工程项目不断增加，部分工程项目受客观条件限制需要在软基等不良地基条件下进行施工建设，因此需要对地基结构进行加固处理。与其他地基加固处理技术相比，钻孔灌注桩不仅能够有效建筑地基的承载性能和稳定性，而且技术应用成本相对较低，施工操作也比较便捷，在建筑工程的施工中得到了广泛的应用。

1、钻孔灌注桩在建筑施工中的技术优势分析

钻孔灌注桩是现代建筑施工中应用较为广泛的施工技术之一，目前钻孔灌注桩在施工实践中已经积累了较为成熟的技术应用经验，但由于其对施工技术水平和施工质量有较高的要求，因此施工单位应对钻孔灌注桩技术进行深入的研究，以准确掌握钻孔灌注桩技术特点，以便在建筑施工中充分发挥钻孔灌注桩技术优势。

1.1 钻孔灌注桩技术适应性比较广泛

所谓钻孔灌注桩技术也就是通过钻进成孔方式向建筑工程的地基土层内灌注混凝土，以形成桩基结构，以达到加固建筑地基、提高地基承载能力和强度的目的。与其他建筑地基加固处理技术相比，钻孔灌注桩技术的适应性比较好，能够适应各种地基条件下的施工要求，且可以根据建筑工程施工场地的实际土层结构对相关技术工艺进行调整，并通过优化钻孔灌注桩布局等方式来提高建筑地基的加固处理效果，从而为建筑工程施工建设的顺利实施以及建筑结构的质量安全提供重要的技术支撑，因此钻孔灌注桩在高层建筑、道路桥梁以及机场港口等多类型建筑施工中都具有明显的技术优势。

1.2 钻孔灌注桩技术可以使建筑地基承载性能得到有效提高

在建筑施工中应用钻孔灌注桩技术能够通过向土层内灌注混凝土的方式对较深的地基土层进行加固处理，提高地基土壤的密实度和强度，而且可以根据不同的地基条件采用不同的桩径，以增强桩体的强度，从而达到改善建筑地基承载性能的目的，为保证建筑工程整体结构的稳定性和安全性奠定坚实的基础。

1.3 钻孔灌注桩技术应用成本相对较低

与其他建筑地基加固技术相比，钻孔灌注桩在实践应用中所需要的施工设备相对比较少，对设备的技术水平和质量性能要求也比较有限，因此能够降低技术应用成本。同时，由于钻孔灌注桩技术应用较为简单便捷，客观上减少了人力成本投入，有利于控制施工成本。

2、钻孔灌注桩在建筑施工中的技术应用分析

2.1 钻孔灌注桩施工准备阶段技术要点研究

2.1.1 清理施工现场

在应用钻孔灌注桩技术进行建筑施工时，施工单位应先彻底清理施工现场，避免施工现场有建筑垃圾等各种杂物存在，影响施工的顺利进行。同时，施工单位应对施工现场进行整平处理，并要详细测定施工现场各区域地基基础的实际承载能力，对承载性能未达到钻孔灌注桩技术应用条件的区域应采取必要的夯压措施，以确保其密实度和强度能够满足钻机钻进施工要求。

2.1.2 制定施工技术方案

施工单位应加强对建筑工程区域地基条件的了解，并按照相关施工技术规范要求以及本企业的技术能力和项目预算等实际情况制定科学合理的施工技术方案，合理确定各项技术参数，优化施工工序，明确钻孔灌注桩技术应用中的重难点环节，并做好技术交底工作，确保所有施工人员均能够准确掌握钻孔灌注桩施工技术要点以及各项操作规程，为保证施工质量安全奠定良好的基础。

2.1.3 严格控制施工材料设备的质量性能

在应用钻孔灌注桩技术施工时，施工单位应根据建筑工程施工现场的实际地基条件以及施工进度安排等合理选择配置施工设备，且施工机械设备的质量性能应满足钻孔灌注桩技术施工需要。同时，施工单位应指派专业技术人员对施工设备的运行状态加强检测，做好施工机械设备的检修维护工作，避免机械设备在施工过程中发生故障，影响施工进度。此外，施工单位应严格按照设计标准进行施工材料的采购，确保所有施工材料的各项质量性能指标参数均符合设计要求。在材料进场时，施工单位应采取抽检等方式对施工材料质量进行复核，严禁不合格产品进场使用。在施工材料进场后，施工单位应妥善保管，在指定地点对各类施工材料进行分类存放。施工材料应码放整齐，并明确标识其类型、规格等信息，且应做好相关的防尘、防潮防水以及防火措施，以避免施工材料的质量性能在保管存放过程中下降，影响其正常使用。

2.2 钻孔灌注桩施工阶段技术要点研究

2.2.1 桩位测点技术要点分析

在应用钻孔灌注桩技术进行建筑施工时，桩位测定是重要的基础性环节。施工单位应尽量选择高精度的测量仪器设备，并严格按照建筑工程设计图纸对桩位进行测量放样，且应将测量误差控制在1cm以内，为后续的施工作业提供可靠的参照依据。

2.2.2 安装钻机技术要点分析

施工单位在钻进就位施工时应将钻机设置在已测定的桩位上。在钻机就位时，施工单位应对钻机急促的承载能力以及平整度进行检测，如基础部分的存在坡度或不平整情况时，则应采用推土机等设备进行平整，并对承载性能较差的基底采用垫设枕木或者钢板等方式进行加固，以避免钻机在钻进过程中出现倾斜的问题。当钻机就位后，施工人员还应对钻机安装的垂直度以及水平度进行检测，并进行相应的调整，确保钻机在横纵方向上的误差均控制在允许的范围内。

2.2.3 制备泥浆技术要点分析

泥浆制备是应用钻孔灌注桩技术进行建筑施工时的关键性施工环节之一。施工单位应按照设计标准合理选择泥浆制备的原材料，且在材料选择中应坚持因地制宜原则，以降低技术应用成本。同时，在配置泥浆时，施工人员应根据设计配比准确控制各种原材料的用量，且可以通过现场试验对泥浆配比进行验证分析，以优化泥浆配比，并可根据施工现场的实际情况加入施工的外加剂。在完成泥浆制备后，施工单位应对其黏稠度进行认真地检测分析，以确保其工作性能以及护壁效果均能够达到施工要求。

2.2.4 埋设护筒技术要点分析

在开展钻孔灌注桩施工时，为防止钻孔出现塌孔等问题，一般应采用护筒埋设技术。在护筒埋设施工中可以采用钢护筒以及其他材质的护筒，其中钢护筒由于具有较好的耐用性、坚固性以及防水性能，且可以根据实际施工要求调整护筒直径和节段长度，因此在施工实践中得到了广泛的应用。施工单位在埋设护筒时应根据工程区域土质特点合理确定护筒埋设深度，一般来说，当建筑工程的施工现场主要为沙土时，护筒地埋深应达到1.5m以上，而当工程区域土质为黏土时，则应将护筒埋深控制在1m以上，以确保护筒功能能够得到充分的发挥。同时，在埋设护筒施工时，施工单位还应对护筒厚度以及直径等指标参数进行严格的控制，以钢护筒为例，其厚度一般应控制在约4cm，而其内径则应略大于钻孔设计直径，且应考虑具体的钻进方式等因素。如在钻进成孔时采用的是旋转钻时，护筒内径应比钻孔直径大20cm到30cm左右，而在采用冲击钻或者潜水钻等施工方式时，则应大30cm-40cm左右。在对护筒节段进行连接时，应采用焊接等方式确保其连接可靠牢固，且单接护筒的长度通常应控制在2m-6m之间。

2.2.5 成孔技术要点分析

在应用钻孔灌注桩技术施工时，钻进成孔是其核心技术环节。施工单位在钻进前应对设计图纸进行复核，以确保施工设计与工程现场的实际情况相一致。钻进过程中，施工人员应确保钻头中心与桩孔中心位置重合，且应对钻杆钻头的垂直度加强监测，以避免出现孔壁倾斜等问题。在钻进过程中应合理控制钻进速度，且应将钻头与孔底之间的距离控制在5cm到8cm之间。在钻至设计深度后，施工人员应对钻孔直径、孔深以及垂度等各项技术指标参数进行检测，以保证成孔质量。同时，施工人员还应详细记录钻进过程中的各项数据信息。正反循环钻进技术要点可参见表1所示。

表1 正反循环钻进成孔技术分析

2.2.6 钻孔清理技术要点分析

在完成钻进成孔施工后，施工单位应进行清孔作业。在清孔时可以采取射水、射风或者泥浆清孔等技术工艺，当工程区域的土层结构较为稳定时，施工单位可以采用吸泥机进行清孔施工，其操作较为简便，且对施工设备的要求相对较低。施工时，作业人员应在终孔后上提钻头，且应将钻头与孔底之间的距离控制在0.2m-0.3m之间，然后空转钻头，以吸出孔底沉渣。为了促使沉渣排出，也可以在采用泥浆清孔方式时向泥浆内加入适量纯碱等外加剂，以改善泥浆的胶结性能，从而提高清孔作业效果。清孔作业一般应进行2次，分别应在钻进成孔后以及钢筋笼沉放到位后各清孔一次，且应严格控制沉渣厚度，避免对后续的混凝土灌注施工质量产生不利的影响。

2.2.7 吊放钢筋笼技术要点分析

在制作钢筋笼施工时，施工单位应合理控制下料，且应严格按照设计标准控制钢筋笼的尺寸规格。如钢筋笼长度较长或其直径相对较大时，施工人员可以在钢筋笼的主筋内侧设置加固箍筋，且箍筋与主筋的间距应控制在2.5m左右。在钢筋笼的搭接施工时应将搭接长度控制在50cm以上，且应根据实际情况采用焊接等方式将其固定牢固。当钢筋笼的制作完成后，施工人员应首先对钻孔内情况进行检查，在确认无障碍物存在后应利用三脚架以及吊装 设备将钢筋笼衬垫至指定标高位置。在沉放过程中应使钢筋笼保持垂直下放，且应避免碰触孔壁，以免对钻孔造成破坏。

2.2.8 灌注混凝土技术要点分析

混凝土灌注施工前，施工单位应对桩孔位置、直径以及孔深等各项技术指标参数再次进行复核，检验合格后才能开展混凝土的灌注施工。同时，施工单位还应对混凝土的坍落度以及工作性能等检测，通常混凝土混合料的粗鼓励粒径应控制在40mm以内，而混凝土坍落度则应控制在18cm到22cm之间，施工人员应确保混凝土搅拌均匀充分，且无离析或早凝现象存在。当检测中发现混凝土浆液的质量性能未达到施工要求时，可以采取二次搅拌措施进行处理，而如经二次搅拌后的混凝土浆液仍无法达到技术标准时，应对其做废弃处理。在灌注混凝土施工时，应保持连续性，以防止出现断桩现象，且应在第一次灌注的混凝土完成初凝前及时开展混凝土的第二次灌注。施工单位应准确控制二次灌注的间隔时间，两次灌注的间隔时间一般不应超过30min，如因客观条件限制需要延长间隔时间时，可以采取在混凝土混合料中掺入适量缓凝剂的方式进行处理。在混凝土灌注施工时，施工人员应科学控制灌注速度和灌注量，且应将灌注导管下口与孔底之间的距离控制在30cm～50cm之间。在灌注首盘混凝土时，初灌混凝土应进入导管底部，且应能够满足导管埋深达到80cm的灌注量要求。在混凝土的正常灌注施工阶段开始后，应将进入混凝土内部的导管长度控制在2m～6m左右。当灌注至桩顶部分时应持续灌注至高出设计标高约1m左右位置处，以提高桩端灌注质量，且确保桩身长度能够达到设计标准。在导管拆卸施工时，应将一次拆卸长度控制在6m以内，且应准确测定导管埋深等指标参数，并将拆卸下来的导管缓缓提出。在混凝土灌注施工完成后，施工单位应做好各项养护措施，且养护时间应达到14d以上。当混凝土桩体强度达到技术规范要求时，施工人员应凿除桩端多余混凝土，并对桩体进行清理。

3、建筑施工中的钻孔灌注桩技术应用实践分析

3.1 某建筑工程基本情况分析

钻孔灌注桩技术在建筑工程的施工中被广泛应用。某建筑工程项目的建筑面积达到了约19万m，该建筑工程的施工现场地基主要包括由素填土以及杂填土构成的人工填土层和黏土层，且工程区域的地下水水位存在明显的季节性变化，地基结构的承载能力和强度均达不到施工要求。根据该建筑工程项目的地质水文条件，决定采用钻孔灌注桩技术对地基进行加固处理。

3.2 该建筑施工中的钻孔灌注桩技术分析

在应用钻孔灌注桩技术进行该建筑工程的施工时，按照设计要求桩身长度应达到23.4m～25m之间，深度则应达到34m左右，且应根据施工场地的不同情况分别采用900mm、600mm以及750mm等不同直径规格的桩体。施工中所采用的混凝土强度等级为C35。在钻进成孔作业中应采用机械钻进方式，利用回旋钻机以反循环方式开展钻进作业（反循环钻进工艺原理可参见图1所示）。

图1 反循环钻进示意图

施工单位在应用钻孔灌注桩施工技术施工时，应首先准确测定桩位，并将钢筋打入确定的桩位处，以便将其作为施工基准。同时，施工单位还应指派专业技术人员利用水准仪等测量仪器设备对地面进行测量。在该工程的护筒埋设施工中采用的是钢护筒，且护筒厚度为5mm。在埋设护筒施工时，施工人员应确保桩位中心线与护筒中心相一致。在完成护筒埋设后，施工人员应在测定的桩位上将钻机安装牢固，并要在安装完成后对钻机的运行状态进行检测调试，以确保钻进成孔作业能够连续实施。在钻进施工时，施工单位应按照不同的地层结构特点合理选择钻头型号规格，并按照每0.5m一次的频率进行岩样的采集，以准确掌握地层岩性变化，从而对钻进速度等工艺参数进行及时的调整。在钻进过程中应对孔壁垂直度加强检测，且应将泥浆池设置与桩外区域。施工过程中要及时转移废浆以及钻渣等，并堆放在场外的指定地点。在该建筑工程的施工中采用了分段加工方式进行钢筋笼的制作，并采用单面焊技术处理钢筋笼接头，以确保钢筋搭接牢固可靠。施工人员应严格遵守焊接技术规范，确保焊缝光滑平整且密实度应达到工艺要求，钢筋笼尺寸偏差应控制在允许的范围内。本次混凝土灌注施工中采用的是商品混凝土，且其强度等级应达到C35。施工单位应对进场混凝土的质量性能进行严格的检测，技术指标参数检测不合格的产品不得使用。在灌注前，施工人员应认真检查导管外观是否完好，防止由于导管有破损现象导致混凝土灌注时出现漏浆等问题。同时施工人员还要对导管内部进行清理，避免有杂物存在凿除导管被堵塞。在施工过程中应保持混凝土灌注的连续性，且应对灌注高度进行准确地控制。在完成混凝土灌注施工后，应将导管及时拆除。

通过在该建筑工程施工中应用钻孔灌注桩技术，工程地基得到了有效加固处理，地基结构的承载性能明显改善，基本满足了施工要求，为保证建筑工程整体结构的安全性和稳定性奠定了良好的基础。

结语：

在应用钻孔灌注桩技术进行建筑工程地基加固施工时，施工单位应充分了解钻孔灌注桩技术特点，准确掌握钻孔灌注桩技术的适用条件以及技术工艺要求，严格遵守各项技术规范，并要结合建筑工程施工现场地基的具体情况制定科学的施工技术方案，做好技术交底工作，确保钻孔灌注桩技术应用科学合理。同时，施工单位应不断总结钻孔灌注桩技术应用实践经验，对技术工艺进行优化改进，以进一步提高施工质量效率和施工技术水平，从而促进我国建筑行业的发展。