第第頁工民建中樁基的施工技術(shù)與應(yīng)用【摘要】:軟土層地質(zhì)在我國地質(zhì)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)占有很大的國土面積。在現(xiàn)代施工中樁基礎(chǔ)施工在工程領(lǐng)域基礎(chǔ)施工部分中已成為對付軟土層地質(zhì)的主要施工技術(shù)手段之一。樁基礎(chǔ)在現(xiàn)場實(shí)際施工過程中的應(yīng)用廣泛，橋梁、軟土段路基、隧道基坑的防護(hù)、軟土地質(zhì)層建筑承臺的的施工中都離能看到樁基礎(chǔ)的身影。在工民建工程中樁基的施工更是得到大范圍的使用。

【關(guān)鍵詞】：人力挖孔樁；機(jī)械挖孔樁；承臺施工技術(shù)

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引言

在當(dāng)代建筑工程施工建設(shè)中，樁基礎(chǔ)的施工工藝越來越被人們所重視.樁基礎(chǔ)對軟土地質(zhì)層的良好抗性在各項(xiàng)建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中占有主導(dǎo)地位。樁的使用已經(jīng)設(shè)計(jì)到各個(gè)建筑領(lǐng)域，對軟土地址段路基的處理，基坑開挖的防護(hù)，橋梁，工民建都使用了很多的樁，各種各樣施工工藝的樁在建筑施工中為人們做出了很大的貢獻(xiàn)。

一、樁的種類劃分

樁的種類非常廣泛能應(yīng)用到各項(xiàng)建筑工程中去，我們先說下其按照施工工藝對樁的種類的劃分：

1、機(jī)械挖孔樁

機(jī)械成孔樁在中國目前得到廣泛應(yīng)用的為沖擊鉆樁和旋挖樁。

（1）沖擊鉆樁適用于大樁徑樁的施工，一般直徑在100cm-150cm之間。沖擊鉆樁對巖土層強(qiáng)度的要求比較高。平均巖土層強(qiáng)度要大于600mpa，因?yàn)樵趯?shí)際的施工中大型沖擊鉆鉆頭對巖土層的擾動性大，很容易造成塌孔。所以沖擊鉆在施工前都要做如下的準(zhǔn)備。先埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒的深度一般在地面標(biāo)高以下1米-1.5米。然后在護(hù)筒內(nèi)加滿水再用沖擊鉆的最小沖程對地表面進(jìn)行沖擊。其作用是為了制造大量的泥漿，如果現(xiàn)場施工中有實(shí)際需要還要加入大量的黃泥，使護(hù)筒內(nèi)的泥漿達(dá)到施工規(guī)范上要求的一定濃度。這么做是為了減少大型沖擊鉆鉆頭對巖土孔壁的擾動所采取的必要措施，這樣能有效的防止成孔的坍塌，起到提高工作效率的作用。

沖擊鉆施工另外需要重視的一點(diǎn)就是對水的控制。因?yàn)榈叵聨r層的情況我們是不知道的，隨都能出現(xiàn)地下水。所以在沖擊鉆施工中要及時(shí)的抽水反復(fù)加入黃泥來保證孔內(nèi)的鉆渣的浮力，使最底層的巖土能最大限度的接受鉆頭的沖擊力。

（2）旋挖樁適用于小口徑成樁的施工，一般直徑在50cm-100cm左右。旋挖鉆的一般適用于巖土層為膠質(zhì)或粉質(zhì)粘土的施工中。其對巖土層的強(qiáng)度要求一般是小于550mpa。因?yàn)樾跇对O(shè)備的平均功率沒有沖擊鉆的功率大，而且旋挖鉆的鉆頭在施工工程中很容易損壞。由于其施工巖土層所受強(qiáng)度的范圍比較小。旋挖樁施工中對護(hù)筒的要求就比較嚴(yán)格。其護(hù)筒的直徑一般大于成孔直徑的100cm左右。護(hù)筒長度在1.5米--3米之間。鉆頭為筒型鉆頭。

在現(xiàn)場施工的時(shí)候先要固定好鉆機(jī)，在鉆機(jī)就位后首先在鉆機(jī)架上標(biāo)志好深度線，調(diào)直鉆頭的垂直度注入好泥漿在進(jìn)行鉆孔。當(dāng)鉆頭鉆頭到設(shè)計(jì)深度的時(shí)候要加大鉆機(jī)馬力，使鉆頭作用于巖土層，并將土擠入鉆頭，當(dāng)鉆筒內(nèi)的土被壓滿的時(shí)候就開始提升鉆頭，并將出土卸在指定位置。然后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)鉆頭、壓土、提筒直至孔樁的行程。

由于在提升鉆筒的同時(shí)將對孔壁產(chǎn)生擾動，造成塌孔的現(xiàn)象。所以在提升鉆筒的同時(shí)要注意提升速度，并配合泥漿的注入來保證成孔的質(zhì)量，提高工作效率。

2、人力挖孔樁

人力挖孔樁是比較傳統(tǒng)的施工工藝，它是采用人工開挖的方法并配合適當(dāng)?shù)谋剖侄蝸硇纬傻目讟丁Ｈ肆ν诳諛兜氖┕きh(huán)境適合大孔徑且成樁長度小于25米并沒有地下水的巖層。

由于人力挖孔樁屬于井下作業(yè)。對成空支護(hù)的準(zhǔn)備已經(jīng)安全措施的要求十分嚴(yán)格。

首先在人員上的配備要做到充足。為了保證施工進(jìn)度一般配備3個(gè)臺班的人員進(jìn)行24小時(shí)的施工。未開挖前要先對場地進(jìn)行平整。并提高孔口地面標(biāo)高來保證有雨水來臨時(shí)不讓水倒流入孔，還要在孔口附近挖排水溝以便防止孔口雨水積存而減少塌孔的危險(xiǎn)。在坡面施工時(shí)還要檢查周圍地表環(huán)境，如坡面上出現(xiàn)裂縫和坍塌跡象要提前做好防護(hù)工作，并鏟除或夯實(shí)軟土地表。

在出土設(shè)備安排上要精心設(shè)計(jì)，布置好出土線路，既能保證出土速度還要減少出土設(shè)備對孔壁的壓力，使其避免出現(xiàn)塌孔的機(jī)率。

孔口周圍要用木材、工字鋼、或混凝土預(yù)制件進(jìn)行圍護(hù)，防護(hù)架要高于實(shí)際成孔地面20cm--30cm左右。以便防止地面有石子、雜物掉落井內(nèi)傷及施工作業(yè)人員。

在孔洞的挖掘時(shí)要注意一下幾點(diǎn)：

（1）每挖掘孔1.5米必須進(jìn)行混凝土土護(hù)壁施工，并按照設(shè)計(jì)要求在模板中加入布置適當(dāng)間距的鋼筋網(wǎng)。

（2）在未進(jìn)行混凝土護(hù)壁的施工段對其孔壁不要進(jìn)行修邊處理。使其增大摩擦力防止塌孔的現(xiàn)象發(fā)生。

（3）在挖掘過程中要及時(shí)檢查孔的直徑和垂直度。成孔的垂直度不能大于±1%。

（4）如需在挖掘過程中使用爆破方法的時(shí)候要嚴(yán)格控制炸藥的用量，以引起巖土層面發(fā)生松動為標(biāo)準(zhǔn)。挖孔中心炮眼裝入硝銨炸藥的為1/2節(jié)，邊炮眼為1/3節(jié)或1/4節(jié)。

以上幾種樁的施工都可以分為有鋼筋籠和無鋼筋籠樁。在對軟土段路基施工經(jīng)常采用無鋼筋籠施工的方法。這包括水泥攪拌樁和CFG樁（混凝土粉煤灰碎石攪拌樁）。其成樁質(zhì)量的保證主要在于原材料強(qiáng)度和成孔尺寸上。

有鋼筋籠的孔樁上面要聯(lián)系冠梁或者承臺。主要在建筑及橋梁的使用上。

鋼筋籠在加入時(shí)為了保證保護(hù)層厚度要在鋼筋籠上加入護(hù)耳，但護(hù)耳的大小符合孔徑尺寸以防止下如鋼筋籠的時(shí)候造成塌孔，鋼筋籠在下孔前要對成孔做充分的檢查。成孔長度及直徑一定要大于鋼筋籠的長度和直徑。這樣就能避免‘浮籠’等很多重大質(zhì)量事故。

二、承臺的與樁連接的施工技術(shù)

樁基檢測完畢無質(zhì)量問題后，即可進(jìn)行基坑開挖。根據(jù)導(dǎo)線控制點(diǎn)測設(shè)出樁中心后，放出承臺四周邊樁并設(shè)立護(hù)樁，用紅油漆作出標(biāo)記，同時(shí)測出承臺底至該樁頂?shù)母卟睢?/p>

基坑采用挖掘機(jī)開挖、人工配合施工，當(dāng)開挖至離基底200mm時(shí)，停止機(jī)械開挖，改為人工進(jìn)行，以保證基底不被擾動。

根據(jù)基坑土質(zhì)，可以采用放坡或者支撐進(jìn)行防護(hù)

三、承臺鋼筋制作與綁扎

鋼筋工程施工前，應(yīng)鑿除伸入承臺的超灌樁頭混凝土。采用手工鑿除和風(fēng)動工具鑿除的施工方法，首先使用風(fēng)動工具將樁頭清除至距設(shè)計(jì)樁頂10～20cm的位置，然后改為手工鑿除直至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高。最后將樁身變形的鋼筋整修復(fù)原。

鋼筋制作在鋼筋加工場內(nèi)進(jìn)行，在綁扎承臺鋼筋前，先進(jìn)行承臺的平面位置放樣，在封底混凝土面上標(biāo)出每根底層鋼筋的平面位置，準(zhǔn)確安放鋼筋。

豎向用架立鋼筋或角鐵作為承臺鋼筋的支承筋，保證每層鋼筋的標(biāo)高，以免鋼筋網(wǎng)的變形太大。

在綁扎承臺頂網(wǎng)鋼筋時(shí)，將豎向鋼筋預(yù)埋，預(yù)埋件的位置采用型鋼定位架定位，確保預(yù)埋位置，經(jīng)復(fù)測無誤后方可進(jìn)行混凝土的澆注。

四、混凝土分層澆注

澆筑過程采用分層連續(xù)澆注，層厚30cm，可充分利用混凝土層面散熱，同時(shí)便于振搗，易保證混凝土的澆注質(zhì)量。但必須在前層混凝土初凝之前將次層混凝土澆注完畢，防止層間冷縫發(fā)生。第一層混凝土面搗實(shí)不抹光,保持表面粗糙,但不疏松,以增強(qiáng)與上層混凝上的粘結(jié)力。第一層混凝土養(yǎng)護(hù)不蓋草袋,以防粘上草屑,灑水保持濕潤,養(yǎng)護(hù)不少于了晝夜。澆第二層混凝土前基層必須清掃沖洗干凈,不留木屑、殘灰等雜物。澆注時(shí)先鋪厚水泥砂漿結(jié)合層,隨鋪隨澆筑上層混凝土。

在混凝土分層澆注也會出現(xiàn)一些問題，如混凝土材料在樁基內(nèi)完全離析分層，下部粗骨料堆積，結(jié)構(gòu)松散且骨料表面光潔；上部膠凝材料富集，內(nèi)部松軟，含水率高且強(qiáng)度低，狀似“未凝結(jié)”。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和抽取樣品所進(jìn)行的檢驗(yàn)結(jié)果，判斷該工程樁孔混凝土的不凝結(jié)問題，是一種混凝土的離析分層現(xiàn)象，其產(chǎn)生的原因是：樁孔中有大量滲水和積水，使混凝土在澆筑過程中被水淘洗，經(jīng)振動棒振動后，混凝土嚴(yán)重離析分層，出現(xiàn)粗骨料下沉、膠凝材料上浮的現(xiàn)象。從而使得樁下部砂石堆積，缺乏足夠的膠凝材料與之進(jìn)行粘結(jié)，導(dǎo)致下部結(jié)構(gòu)松散、強(qiáng)度低下；上部膠凝材料聚集，形成極為疏松多孔結(jié)構(gòu)，膠凝材料顆粒之間空隙大且充滿自由水，水泥顆粒雖然正常進(jìn)行水化反應(yīng)，但生成的水化產(chǎn)物不足以填充顆粒之間的空隙，固體顆粒之間的搭接較少，表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)疏松多孔，強(qiáng)度低，狀似混凝土“未凝結(jié)”。

判斷依據(jù)如下：

（1）通過對樁孔滲水水質(zhì)、混凝土原材料及施工配合比的檢驗(yàn)與驗(yàn)證，說明他們對混凝土凝結(jié)硬化沒有不良影響。

（2）通過化學(xué)成分分析和礦物分析，證明不凝結(jié)混凝土的水泥用量與正?；炷恋乃嘤昧肯喈?dāng)，水化反應(yīng)程度正常。

（3）通過物理性質(zhì)測試，發(fā)現(xiàn)未凝結(jié)膠凝材料的材料層結(jié)構(gòu)極為疏松多孔，含水率極高。

（4）通過現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)問題樁孔內(nèi)的混凝土存在嚴(yán)重離析現(xiàn)象，并且樁孔底部砂石堆積，砂石表面光潔，呈現(xiàn)出明顯的淘洗特征。

采用物理、化學(xué)、物相等方法對現(xiàn)場采集的樣品進(jìn)行測試分析，為挖孔樁混凝土異常凝結(jié)原因分析提供了科學(xué)依據(jù)。分析結(jié)果表明，由于樁基樁孔有滲水和積水，混凝土在澆筑過程中出現(xiàn)嚴(yán)重離析分層，材料顆粒空隙充滿自由水，水泥顆粒雖然進(jìn)行正常水化反應(yīng)，但是由于空隙過大，生成的水化產(chǎn)物不能填滿空隙，固體顆粒之間的搭接較少，導(dǎo)致混凝土松軟、疏松、強(qiáng)度低。

五、承臺混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土澆注完畢，側(cè)模外覆蓋麻袋保溫；抹面收漿后，表面上加蓋麻袋進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，防止混凝土表面干裂，延緩降溫速率。覆蓋層的厚度根據(jù)溫控指標(biāo)的要求計(jì)算。根據(jù)測溫結(jié)果調(diào)節(jié)冷卻管通水量的大小，當(dāng)混凝土中心與混凝土表面的溫差過大時(shí)，可將冷卻管出口的溫水覆蓋混凝土表面，提高混凝土表面溫度，減少混凝土體內(nèi)外溫差。

眾所周知，混凝土澆筑成型后必須及時(shí)進(jìn)行澆水覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)，以滿足混凝土表面維持一定濕潤狀態(tài)的需要，同時(shí)，為防止水分的急劇蒸發(fā)，表面還應(yīng)覆蓋以塑料薄膜、麻袋片或草袋等材料，但是，只做到這兩點(diǎn)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。其實(shí)，混凝土的養(yǎng)護(hù)，目的之一是要保證混凝土在一定時(shí)間內(nèi)保持潮濕，以滿足水泥水化的用水需要；目的之二是保證在不同的溫度環(huán)境下，使混凝土保持合適的內(nèi)外溫差和其表面與環(huán)境的溫差，也就是說，混凝土斷面及表面與外部環(huán)境要保持有合適溫度梯度，還要保持合適的升溫速率、降溫速率及較低的最高溫度。因此，傳統(tǒng)、習(xí)慣的舊有觀念和養(yǎng)護(hù)方法，隨著水泥和混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，必須更新和改變，并應(yīng)賦于其新的內(nèi)容。

1、混凝土養(yǎng)護(hù)的“盡早及時(shí)”及持續(xù)時(shí)間的“足夠而適當(dāng)”

對混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)，只要能保證在澆筑完畢后的12h以內(nèi)開始，就可認(rèn)為滿足了規(guī)范的要求，12h的時(shí)間間隔既包含混凝土的塑性狀態(tài)，也包含其到達(dá)終凝變?yōu)楣腆w狀態(tài)，何時(shí)開始養(yǎng)護(hù)的可塑性很大。傳統(tǒng)習(xí)慣的做法是在澆筑完畢后12h左右開始澆水養(yǎng)護(hù)，這對于水泥強(qiáng)度等級較低、水泥用量不大、早期水泥水化程度偏低、自收縮可忽略不計(jì)或自收縮較小的塑性混凝土而言，可能是適宜的，但對于現(xiàn)代混凝土，就有可能不適宜了。

混凝土的早期開裂是混凝土技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步帶來的新問題。近年來，由于高強(qiáng)度混凝土及高性能混凝土的推廣應(yīng)用，使混凝土所用水泥的強(qiáng)度提高和水泥用量的明顯增加，特別是混凝土早期強(qiáng)度的提高、水膠比的減小，使得混凝土的溫度變形和自收縮變形顯著增加。

2、混凝土養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)間的“足夠”及“適可而止”

研究分析和實(shí)踐證明，澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間過長，并不能保證混凝土性能的持續(xù)提高，而且由于水泥水化程度的提高，反而可能使混凝土的不可逆收縮增大；水泥凝膠中如若水泥全部水化，其生成物在使水泥石強(qiáng)度增長的同時(shí)，還會使其產(chǎn)生極大的收縮，嚴(yán)重時(shí)甚至可引起開裂?，F(xiàn)代混凝土技術(shù)對養(yǎng)護(hù)時(shí)間的要求是在“足夠”的同時(shí)考慮“適可而止”，以求混凝土強(qiáng)度適時(shí)而足夠的增長和提高混凝土的抗裂性。

如何決定養(yǎng)護(hù)時(shí)間的“足夠”及“適可而止”，這與混凝土的組成及配合比、環(huán)境溫度和濕度、養(yǎng)護(hù)方法和風(fēng)速等諸多因素有關(guān)。其中，混凝土的水膠比是一重要因素。水膠比小時(shí)，雖需及早加強(qiáng)外部補(bǔ)水供給，但澆水保濕養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間則可以相對縮短一些。反而是水膠比大時(shí)，需要的養(yǎng)護(hù)時(shí)間長一些。然而，對摻有礦物摻合料粉煤灰的混凝土，情況又不同，當(dāng)水膠比較小而相對濕度也較小時(shí)，因摻入化學(xué)反應(yīng)較慢的粉煤灰，其表面的吸附水很容易蒸發(fā)而造成混凝土開裂。粉煤灰的抗裂作用與其強(qiáng)度發(fā)展一樣，只有在低水膠比下加強(qiáng)澆水保濕養(yǎng)護(hù)中才能充分發(fā)揮出來。澆水保濕養(yǎng)護(hù)的時(shí)間不但要延長，而且補(bǔ)水供給必須充分且忌間斷；對于摻有緩凝型外加劑及對抗?jié)B性有要求的混凝土，保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)予延長，且不應(yīng)少于14d。

結(jié)束語

綜上所述，在現(xiàn)代工民建施工中樁基礎(chǔ)的使用可以有效克服各種地質(zhì)條件下基礎(chǔ)軟土層施工的難題。為實(shí)際現(xiàn)場施工提供有效的施工措施，更能幫助設(shè)計(jì)者克服軟土地質(zhì)條件的局限性。樁基礎(chǔ)的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于換