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1、【建筑工程論文】建筑工程施工鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用方法
[摘要]近年來(lái),建筑領(lǐng)域的不斷發(fā)展,鉆孔灌注樁技術(shù)在建筑工程樁基加固中也獲得了普遍的運(yùn)用,這種灌漿技術(shù)與傳統(tǒng)灌漿方法對(duì)比具有更為顯著的優(yōu)勢(shì),如固結(jié)體強(qiáng)度較高、利于成本控制、施工效果優(yōu)異等,可以在防滲加固施工中發(fā)揮明顯的效果,建筑工程樁基加固效果也較為優(yōu)秀,而近些年隨著鉆孔灌注樁技術(shù)的不斷應(yīng)用與完善,技術(shù)手段也逐漸成熟,在工程中的應(yīng)用使其質(zhì)量得到保障。本文主要針對(duì)鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析,并提出了有關(guān)的應(yīng)用流程及要點(diǎn),結(jié)合工程實(shí)例展開分析。
[關(guān)鍵詞]建筑工程樁基加固;鉆孔灌注樁技術(shù);應(yīng)用策略
對(duì)
2、于高層建筑建造施工來(lái)說(shuō),基坑開挖和支護(hù)一致都是重點(diǎn)和難點(diǎn),直接影響了建筑的質(zhì)量,而樁基又是基坑施工中的重點(diǎn)部分。樁基是利用一定的技術(shù)工藝,在基坑開挖完畢后與地面呈一定角度的斜坡,能夠?yàn)榛邮┕ぬ峁┍憷?,同時(shí)還有部分樁基是按照工程要求進(jìn)行規(guī)劃的。但不管樁基是出于怎樣的目的而設(shè)計(jì),在樁基完成后都要利用一定的技術(shù)方法進(jìn)行支護(hù),確保樁基的安全性。而傳統(tǒng)的樁基加固技術(shù)一般都是利用外部加固措施來(lái)實(shí)現(xiàn)基坑樁基加固,但實(shí)際上這種方法效果并不明顯。而鉆孔灌注樁技術(shù)相比之下則更具優(yōu)勢(shì),不管是支護(hù)效果還是支護(hù)持久性都能夠達(dá)到施工要求,因此也有著普遍的應(yīng)用。
1鉆孔灌注樁技術(shù)特點(diǎn)分析
3、最初鉆孔灌注樁技術(shù)形成于日本,由于日本國(guó)家的地理位置原因,地震災(zāi)害頻發(fā),這也使得基坑施工中對(duì)于樁基加固和處理都具有更高的難度,相應(yīng)的對(duì)于技術(shù)工藝也有了更高的需求。鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用原理便是利用高壓將提前配制好的水泥漿注入到結(jié)構(gòu)內(nèi)部,使得支護(hù)體和地質(zhì)巖層能夠固定在一起,形成一個(gè)較為穩(wěn)定的地基結(jié)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地基結(jié)構(gòu)的加固與優(yōu)化,鉆孔灌注注漿漿液配比及性能如表1所示,鉆孔灌注樁技術(shù)的主要特點(diǎn)如以下。
1.1有利于固結(jié)體的控制
不同的建筑工程由于其地質(zhì)特征和施工要求不同,針對(duì)樁基加固的需求也存在一定差異,而這些需求能夠利用固結(jié)體的形狀進(jìn)行調(diào)整。而鉆孔灌注樁技術(shù)的主要
4、優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)便是能對(duì)固結(jié)體的形狀進(jìn)行有效控制,在建筑施工階段,利用旋噴速度的控制和壓力調(diào)整、噴嘴孔徑控制都能對(duì)噴射流量進(jìn)行調(diào)節(jié),使得固結(jié)體的形狀得到有效控制。如通過(guò)旋噴法來(lái)完成樁基加固施工,噴嘴在噴射的過(guò)程中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和提升,能夠形成圓柱形的固結(jié)體。利用鉆孔灌注樁技術(shù)可以對(duì)地基進(jìn)行有效加固,加強(qiáng)地基結(jié)構(gòu)的抗剪性,也能優(yōu)化土質(zhì),構(gòu)成閉合帷幕,控制地下水和流沙等現(xiàn)象的產(chǎn)生。而利用旋噴法噴射所產(chǎn)生的圓柱形固結(jié)體可以將其稱作旋噴樁,若是噴射過(guò)程保持一定的方向,利用噴嘴噴射漿液的同時(shí)不斷提升,則可以形成壁狀固結(jié)體,這種工藝形式叫做定噴法,而若是噴嘴噴射且不斷提升的同時(shí),噴射方向具有一定角度并不斷變換,那么便
5、會(huì)形成厚度較大的墻狀固結(jié)體,這種工藝方法便是擺噴法。
1.2施工較為便利
與傳統(tǒng)基坑樁基加固技術(shù)對(duì)比,鉆孔灌注樁技術(shù)在運(yùn)用原理和運(yùn)用過(guò)程都具有明顯的便利性優(yōu)勢(shì)。在建筑工程樁基加固過(guò)程中,只需要在土體中開挖一個(gè)直徑在50-300mm左右的小孔,利用小孔來(lái)灌注水泥漿即可。在一定時(shí)間后,孔的周邊能夠產(chǎn)生一個(gè)直徑在0.4-4m之間的固結(jié)體,從而完成建筑工程樁基加固施工。因此,鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用更為便利,而且還具有較高的適用性,在不同的環(huán)境條件下都能產(chǎn)生一定的支護(hù)加固作用,應(yīng)用所需的設(shè)備和器材也較為簡(jiǎn)易。而相對(duì)較為便利的施工工藝對(duì)于建筑工程來(lái)說(shuō)具有重大意義,能夠有效提高
6、施工效率,保證施工周期,也便于施工開展階段規(guī)劃方案的調(diào)整[1]。
1.3能夠?qū)崿F(xiàn)任意角度的噴射注漿
一般情況下,傳統(tǒng)樁基加固技術(shù)因?yàn)樗酀{具有液化性,因此噴漿多為垂直方向,若角度過(guò)大,則會(huì)導(dǎo)致噴漿存在各種質(zhì)量問(wèn)題。而鉆孔灌注樁技術(shù)的重點(diǎn)便是高壓,在實(shí)際施工中也具有壓力與噴射速度的共同作用,同時(shí)鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用都會(huì)開挖鉆孔,因此這種技術(shù)手段能夠?qū)崿F(xiàn)任意角度的噴射灌漿操作,并不會(huì)出現(xiàn)掛漿等問(wèn)題,也能有效降低材料的消耗。對(duì)于部分高層建筑工程來(lái)說(shuō),建筑工程樁基的坡度常常不固定,因此通過(guò)傳統(tǒng)的支護(hù)工藝難以達(dá)到預(yù)期的支護(hù)效果,而通過(guò)鉆孔灌注樁技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)支護(hù)效果的進(jìn)一步
7、強(qiáng)化,從而滿足樁基加固的實(shí)際要求[2]。
2鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用流程
2.1鉆孔
在鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中,鉆孔需要根據(jù)實(shí)際情況以及設(shè)備等現(xiàn)有條件進(jìn)行調(diào)整,確保鉆孔位置及深度的合理性。鉆孔操作是為了將噴射注漿管插入進(jìn)行初步處理后的地層中,從而完成灌漿處理,鉆孔的深度可以達(dá)到30m甚至更深,而若是面對(duì)一些較為堅(jiān)硬的土層,則需要利用地質(zhì)鉆機(jī)來(lái)實(shí)施鉆孔操作。
2.2插管
在鉆孔操作完畢后,便需要將注漿管插入已經(jīng)鉆好的孔中,同時(shí)確保注漿管深入到預(yù)期設(shè)定的深度。但如果利用地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔,那么需要先拔出巖心管,之后才能進(jìn)
8、行插管操作。插管階段為了避免期間存在的堵塞問(wèn)題,需要在插管過(guò)程中不斷射水,同時(shí)還需要控制好射水的水壓[3]。
2.3噴漿
按照施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)及地下水等地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件由下至上進(jìn)行注漿,特定情況下還可以進(jìn)行復(fù)噴,復(fù)噴過(guò)程中噴射流沖擊目標(biāo)為首噴射的漿土混合體,噴射流的遇阻力不能高于首次噴射,這樣能夠提高固結(jié)體的直徑。
2.4補(bǔ)漿
在噴射注漿時(shí),漿液有一定的析水效果,因此會(huì)導(dǎo)致一定的結(jié)構(gòu)收縮現(xiàn)象,可能會(huì)引發(fā)頂部下陷,對(duì)地基的穩(wěn)固性和強(qiáng)度都會(huì)帶來(lái)一定不利?;诖?,可以利用補(bǔ)漿的方式進(jìn)行改善,通過(guò)噴口直接將漿液注入進(jìn)去,從而填補(bǔ)收縮產(chǎn)生的空隙,
9、或針對(duì)固結(jié)體從頂部開始進(jìn)行再次注漿[4]。
3工程實(shí)例分析
某高層建筑在建筑工程施工時(shí),預(yù)計(jì)基坑開挖深度30m,長(zhǎng)60m,墻體厚80cm,利用柱擺式凝結(jié)體進(jìn)行安裝。地基土質(zhì)結(jié)構(gòu)為砂礫土,建設(shè)單位針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)地勘察,并進(jìn)行商討,決定利用鉆孔灌注樁技術(shù)進(jìn)行建筑工程樁基加固,利用噴射桿和噴嘴進(jìn)行高噴,并運(yùn)用高壓水及高壓氣對(duì)土體進(jìn)行一定處理,之后進(jìn)行水泥漿的灌注,最后在水泥漿充分凝結(jié)后產(chǎn)生凝結(jié)體,實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程樁基的支護(hù)[5]。在施工前期階段,建設(shè)單位需要做好一系列的準(zhǔn)備工作,并對(duì)建筑工程樁基加固施工中可能存在的問(wèn)題進(jìn)行商討,并改善施工方案,根據(jù)施工圖紙來(lái)進(jìn)
10、行現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)度,同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況分析是否需要對(duì)施工圖紙及方案進(jìn)行調(diào)整,確保規(guī)劃方案的可行性。同時(shí),針對(duì)鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用需要用到的設(shè)備和管道、泵等設(shè)備器材都要進(jìn)行嚴(yán)格檢查,可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行試運(yùn)行,以保證設(shè)備在施工時(shí)能夠穩(wěn)定運(yùn)作。此外,施工過(guò)程涉及到的其他內(nèi)容也需要進(jìn)行全面檢查,確保材料質(zhì)量和人員調(diào)度的合理性,滿足施工要求。在鉆孔施工階段,需要規(guī)劃好填充堵漏規(guī)劃,確??字械哪酀{處于正常狀態(tài),鉆孔施工需要以跟管鉆進(jìn)的方式開展,在不斷鉆進(jìn)的同時(shí)下放套管,而施工人員在施工過(guò)程中還需要確保鉆機(jī)的垂直運(yùn)作,并且鉆機(jī)不可以出現(xiàn)偏移或平移等現(xiàn)象,可以利用水平尺來(lái)檢查鉆機(jī)的立軸垂直以及鉆機(jī)本身的水平度。只有確保
11、鉆機(jī)的穩(wěn)定性,并對(duì)鉆機(jī)垂直度進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整,才能控制好孔斜率,確保施工過(guò)程的連續(xù)性。此外,施工作業(yè)中施工人員還需要確保鉆孔的孔位及理論孔位之間的差值處于0.5%以內(nèi),而空斜率的差值則需要在50mm以內(nèi)。成孔鉆進(jìn)也需要確保鉆進(jìn)過(guò)程每隔4m就要進(jìn)行一次測(cè)量工作,保證孔斜率不超過(guò)允許數(shù)值。鉆孔階段也需要把握好孔距,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況以及施工工藝和具體要求進(jìn)行調(diào)整。在建筑土木樁灌注施工中,為了防止出現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷的情況,設(shè)計(jì)人員必須對(duì)工程有整體性的考慮,到集中化、具體化、整體化、分散化、整合化這五位一體的設(shè)計(jì)要求,嚴(yán)格按照相關(guān)要求來(lái)設(shè)計(jì),保證建筑結(jié)構(gòu)整體的完整性。同時(shí),在建筑土木樁灌注施工中,要考慮到建筑
12、質(zhì)量問(wèn)題和當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)問(wèn)題,有效規(guī)避設(shè)計(jì)缺陷,為后期施工提供便利,合理性是建筑土木樁灌注施工的基礎(chǔ)原則。在建筑土木樁灌注施工中,進(jìn)行實(shí)地考察,對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行因地制宜地立體化分析。在設(shè)計(jì)初期根據(jù)其相關(guān)要求,構(gòu)思好建筑結(jié)構(gòu)的定位、安全等級(jí)、發(fā)展等級(jí)及施工方向,確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的客觀合理性,保證建筑土木樁灌注施工方案的科學(xué)性、合理性,為后續(xù)建筑結(jié)構(gòu)施工的科學(xué)性與可操作性打下基礎(chǔ)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,為保證建筑土木樁灌注施工方案在具體的施工過(guò)程中具有可操作性,設(shè)計(jì)人員必須明群建筑物設(shè)計(jì)圖標(biāo),對(duì)建筑目標(biāo)進(jìn)行針對(duì)性的實(shí)地勘察,保證設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)目標(biāo)能夠?qū)嶋H對(duì)應(yīng)客觀、詳細(xì)的數(shù)據(jù),對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行高效整合
13、,面對(duì)施工方,設(shè)計(jì)師要充分表明設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的細(xì)節(jié)問(wèn)題以及難點(diǎn)問(wèn)題,策劃出體系化的《施工設(shè)計(jì)策略》與《施工設(shè)計(jì)補(bǔ)充說(shuō)明》,避免失誤現(xiàn)象的發(fā)生,提高施工設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性及高效性。該工程在建筑工程樁基加固施工中,建設(shè)單位經(jīng)過(guò)全面勘查與分析,最終孔距選擇為2.5m,有效半徑為1.8m,而鉆孔作業(yè)結(jié)束后,還需要對(duì)孔進(jìn)行處理,將孔口敞開,下放水管進(jìn)行清理[8]。鉆孔灌注樁技術(shù)的運(yùn)用需要把握好噴射桿及噴嘴的提升速率,而實(shí)際施工中,可能會(huì)由于土質(zhì)結(jié)構(gòu)和其他因素對(duì)噴射桿提升速度帶來(lái)一定影響,因此需要根據(jù)具體情況進(jìn)行合理調(diào)控,如對(duì)于砂層來(lái)說(shuō),施工人員則需要適當(dāng)降低提升速度。此外,在建筑工程樁基加固施工中,
14、還需要明確具體的施工順序,需要針對(duì)先序孔進(jìn)行調(diào)控,將后序孔適當(dāng)調(diào)小,對(duì)噴射桿提升進(jìn)行有效控制,期間施工人員還需要掌握好漿液的配比和進(jìn)水,確保建筑工程樁基加固的整體效果。
4結(jié)束語(yǔ)
對(duì)于建筑工程樁基加固施工來(lái)說(shuō),鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用能夠起到更為顯著的效果,能夠進(jìn)一步提高樁基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,避免基坑樁基出現(xiàn)形變的問(wèn)題,從而確保工程開展的質(zhì)量。同時(shí),鉆孔灌注樁技術(shù)的運(yùn)用還有利于施工成本的控制,降低成本投入,提高施工效率,因此,在建筑工程樁基加固中合理地運(yùn)用鉆孔灌注樁技術(shù)能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),對(duì)建筑工程的整體效益也帶來(lái)了充分保障。
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