大直徑鉆孔擴底灌注樁施工實踐

謝秋明

(江西省昌水建設工程有限公司,江西南昌 330095)

大直徑鉆孔擴底灌注樁施工實踐

謝秋明

(江西省昌水建設工程有限公司,江西南昌 330095)

詳細介紹了大直徑鉆孔擴底灌注樁的施工方法,結合工程實例,分析了該工程的主要特點,論述了采取的主要技術措施。

大直徑孔;鉆孔灌注樁;擴底樁

1 工程概況

南昌聯(lián)發(fā)廣場為一座集5A級商務寫字樓、高檔商業(yè)及酒店式公寓為一體的大型綜合性建筑,工程地處南昌市紅谷灘中心區(qū),占地約47畝,工程總建筑面職約2114萬m2,其中寫字樓48層,總建筑高度20015 m,±0100 m以下設有2層地下室,屬紅谷灘新區(qū)地標性建筑。

聯(lián)發(fā)廣場寫字樓及公寓樓基礎設計采用機械鉆孔擴底灌注樁,樁長約30 m,樁孔深度45 m左右,最大單樁承載力設計值為78500 kN,樁徑從“800～2700 mm多達13種樁徑,其中寫字樓最大擴底樁徑為“2700 mm擴至“4000 mm。擴底樁樁端持力層為微風化砂礫巖,樁端進入持力層1d(其中d為樁徑),故擴底施工在微風化砂礫巖中進行。混凝土強度等級為C45。

2 鉆孔擴底樁的施工方法

2.1 施工流程

測量定位→護筒埋設→設備安裝定位→直孔段鉆進成孔→第一次清孔→測量擴底鉆頭擴孔行程→擴孔限位片設置→更換擴底鉆頭→擴底鉆頭擴底→第二次清孔換漿→下導管及下放鋼筋籠→第三次清孔→灌注砼成樁。

2.2 測量定位

根據業(yè)主提供的平面坐標基準點,按照設計單位提供的樁位平面圖計算樁位坐標,由技術人員復核計算后,進行測量放樣。經自檢復核無誤后,由甲方代表、現(xiàn)場監(jiān)理驗收復核,確定樁位。

2.3 護筒的埋設

根據樁位坐標測出孔位,挖好埋設坑,確保護筒埋設垂直,護筒中心與樁位中心應重合,偏差≯50 mm。在開挖埋設護筒時,注意地層情況盡可能地把樁位處的障礙物排除干凈,護筒就位后,用粘土充填夯實。

2.4 設備定位

鉆機安裝就位后,用水平尺校正水平,保證天車、轉盤中心和樁位中心三者在同一鉛垂線上,偏差≯10 mm,鉆機在開鉆前必須空載運轉,以檢查機械性能。砂石泵等泥漿循環(huán)設備安裝必須穩(wěn)固。

2.5 直孔鉆進及第一次清孔

根據地層情況,選用龍門式三翼硬質合金鉆頭或滾刀鉆頭鉆進。開孔后先用正循環(huán)輕壓慢轉的鉆進參數(shù)鉆進,緩慢注水,使沖洗液達到密度為1115～1125 kg/L,粘度20～22 s時,開始正常鉆進。正常鉆進中,泥漿性能保持不變,采用中等轉速、較大泵量,保持適當鉆速進行鉆進。鉆進至設計要求的樁底標高,用測繩準確測量孔深,符合要求后,停止加壓,采用慢轉速、大泵量進行第一次清孔,合格后結束該道工序。

2.6 擴底鉆進及第二次清孔

當鉆進至設計孔深后,便進行第一次清孔,用測繩準確測量孔深,符合要求后,才下入擴底鉆頭,以確保擴底鉆頭能安放到位。

(1)擴底鉆進前應根據需要的擴底直徑,確定相應的擴底行程及在擴底鉆頭上固定好相應的行程限位器。具體方法是:用吊車吊起擴底鉆頭,使之離地,擴刀完全收攏,測量總行程S1,然后慢慢放下,使擴刀張開,直到滿足設計的擴底直徑,再測量其剩余行程S2,則得到擴底行程ΔS=S1-S2。不同的擴底行程對應不同的擴底直徑,在施工前,根據設計擴底直徑,準確測定出擴底鉆頭的行程,然后根據擴底直徑和對應的行程,在擴底鉆頭上固定好行程限位器,使鉆頭到達的最大行程為擴底需要的行程,這樣便于施工人員操作掌握。

(2)在使用擴底鉆頭前,應對其進行仔細檢查,主要是鉆頭擴刀的張開和收縮是否靈活,方法是用吊車或鉆機將其吊起,上下提動,觀察擴刀的張開與收縮,反復幾次,使之靈活自如。其次要檢查鉆頭各部位是否牢固,發(fā)現(xiàn)有裂縫等應及時進行加焊處理。

(3)當擴底鉆頭下入孔底后,根據相應的擴底行程,立即用粉筆在主動鉆桿上做好記號,以便于控制和確定擴底行程。

(4)擴底前,應先將擴底鉆頭提離孔底一定高度,使其處于收縮狀態(tài),然后開啟泥漿泵,使泥漿循環(huán)暢通,再開動砂石泵,啟動反循環(huán),待泵吸反循環(huán)正常工作后,進行擴底。

(5)擴底鉆進開始時,應輕壓慢轉,嚴格控制鉆進速度。當鉆進至機上鉆桿所標出的行程時,逐步放松鉆具鋼絲繩。當鉆具鉆進阻力減小,轉動自如時,表明擴底行程已達到擴底限位器,然后重新收緊鉆具鋼絲繩,回轉鉆進數(shù)分鐘,即可完成擴底鉆進。

(6)擴底完成后,擴底鉆頭慢慢空轉,進行清孔換漿,同時及時調整好泥漿性能,泥漿的密度<1125 kg/L,含砂率≤6%,粘度≤25 s。在保持反循環(huán)清孔過程中,擴底鉆頭每間隔10 min慢慢轉動數(shù)圈,確保清除孔底沉渣。

(7)在清孔滿足要求后,即可起鉆,要求提鉆時輕提、慢提,使擴底鉆頭慢慢收攏,如發(fā)現(xiàn)提鉆受阻時,不能強提、猛拉,應輕輕旋轉,使之慢慢收攏。

(8)擴底鉆頭提出孔口后,及時沖洗干凈,并進行檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時修理,以備下次使用。

2.7 砼灌注前的清孔(第三次清孔)

砼灌注前,利用灌注導管進行第三次清孔。需及時調整好泥漿性能,泥漿密度≤1125 kg/L,含砂率≤8%,粘度≤28 s,孔底沉渣≤50 mm。

2.8 初灌量的確定及灌注

灌注前,通過對擴底端體積的分析,準確計算初灌量,確保初灌后混凝土埋管有018 m以上。如果初灌量在10 m3以上,則初灌時需用2臺以上的混凝土運輸車對準初灌斗同時進行卸料。

3 工程特點

(1)樁徑超大。本工程寫字樓主樓采用“2700 mm擴至“4000 mm、“2500 mm擴至“3800 mm、“1800 mm擴至“2500 mm的鉆孔擴底灌注樁,鉆孔灌注樁最大直徑“2700 mm擴至“4000 mm。

(2)鉆進巖層深度大。本工程寫字樓主樓和公寓樓主樓基礎采用鉆孔擴底灌注樁,樁端持力層為微風化砂礫巖,需鉆穿厚達14 m多的中風化砂礫巖,進入微風化砂礫巖1d,最大為217 m。

(3)擴底難度大。本工程寫字樓主樓和公寓樓主樓基礎采用鉆孔擴底灌注樁,樁端持力層為微風化砂礫巖,其擴底在微風化砂礫巖中進行,擴底難度大。

(4)孔底沉渣控制極為重要。由于樁端持力層為中、微風化礫砂巖,施工中樁底沉渣的控制極為重要。

(5)初灌量大。鉆孔灌注樁初灌極為重要,為確保初灌質量,需保證砼初灌后,導管埋深在0.8 m以上,通過計算,“2700 mm擴至“4000 mm樁的擴大頭為16121 m3,最大初灌量為15 m3。

(6)砼面的探測問題。由于空孔段很長,深達17 m,終止灌注時對砼面的判定至關重要。

(7)樁徑種類多,樁頂標高變化大。本工程鉆孔灌注樁樁徑種類多,從“800～2700 mm多達13種,樁頂標高變化大,從-10113～-17153 m。

4 主要技術措施

(1)針對本工程樁徑超大的難點,采用大口徑鉆機施工,根據設備性能,采用GPS-30型鉆機施工“2700 mm擴至“4000 mm、“2500 mm擴至“3800 mm的樁,其他大直徑鉆孔樁采用GPS-20HA、GPS-20型鉆機施工。施工過程中采用跳打施工,以防串孔發(fā)生。

(2)本工程寫字樓主樓和公寓樓主樓,樁端持力層為微風化砂礫巖,需鉆穿厚達14 m多的中風化砂礫巖,進入微風化砂礫巖1d。中風化砂礫巖采用雙腰帶硬質合金鉆頭鉆進,鉆進過程中及時檢查、修復鉆頭。微風化砂礫巖采用滾刀鉆頭鉆進。

(3)本工程寫字樓主樓和公寓樓主樓基礎采用鉆孔擴底灌注樁,樁端持力層為微風化砂礫巖,其擴底在微風化砂礫巖中進行,針對擴底難度大的特點,采用滾刀擴底鉆頭進行擴底,其能在堅硬巖層中擴底。

(4)二次清孔時用吊車吊住導管提離孔底一定距離,逐漸送漿清孔,后慢慢地下放導管,至導管底端距孔底300～500 mm處全泵量清孔,清孔過程中導管要向四周活動,以利于清干凈孔底四周的沉渣。

(5)鉆孔灌注樁初灌極為重要,為確保初灌質量,需保證砼初灌后,導管埋深在018 m以上,通過計算,最大初灌量為15 m3。灌注前需備足混凝土,初灌時需用2臺以上的混凝土運輸車對準初灌斗同時進行卸料。為能滿足此要求,施工時需合理安排施工順序,充分考慮初灌要求,保證初灌時孔口能同時容納2臺以上的混凝土運輸車。

(6)因樁孔深、直徑大,灌注形成的浮漿很厚,灌注時砼面的檢測難度加大。為了在如此深的空孔中準確判斷終灌混凝土面,必須采取切實措施。首先采用測繩系混凝土打撈器在樁頂位置撈取,如能順利撈取混凝土石子,則表明砼面高度已達到設計樁頂位置;否則,采用4分(“1217 mm)水管連接混凝土打撈器,下入孔內樁頂砼面位置撈取石子。每根水管長度為3 m,便于人工拆卸。

(7)本工程鉆孔灌注樁樁徑種類多,樁頂標高變化大。針對此特點,要做好技術交底工作,重點強調此特點,專職質檢員加強檢查。

(8)必須具備預防事故發(fā)生及事故處理能力,做好事故處理預案,配備相應的器具,灌注堵管時采用振動錘進行震動疏通。

5 結語

大直徑鉆孔擴底灌注樁施工前,具體分析工程的特點及施工難點,通過周密的部署,采取有效的技術措施,能確保工程施工的順利完成。

[1] JGJ 94-94,建筑樁基技術規(guī)范[S].

[2] GB 50202-2002,建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范[S].

[3] 羅紹明.鉆孔擴底灌注樁適應性問題的分析研究[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2004,31(5).

[4] 鄧江和,董惠民.惠州市廣播電視新聞中心大直徑鉆孔擴底灌注樁施工技術[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2008,35(4): 56-57.

[5] 李世京,陳宏儒.澳門美高梅金殿工程大口徑鉆孔擴底灌注樁施工技術[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2006,33(12):5-8.

Construction Practice of Large D iameter Under2reamed Bored Pile

XIE Qiu-ming(Jiangxi Changshui Construction Engineering Co.,Ltd.,Nanchang Jiangxi 330095,China)

The paper introduced the construction method of large diameter under2reamed bored pile with engineering case, analyzed the main characteristics of the project and discussed the main technicalmeasures.

large diameter hole;bored pile;under2reamed pile

TU473.1+4

A

1672-7428(2010)04-0069-03

2009-12-02;

2009-12-23

謝秋明(1975-),男(漢族),江西上高人,江西省昌水建設工程有限公司工程師,勘察工程專業(yè),碩士,從事巖土工程勘察設計與施工工作,江西省南昌市高新技術開發(fā)區(qū)紫陽大道169號,1043882852@qq.com。