螺旋沖擊鉆在鉆孔壓灌樁基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用

趙連平

黑龍江龍華巖土工程有限公司

螺旋沖擊鉆在鉆孔壓灌樁基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用

趙連平

黑龍江龍華巖土工程有限公司

近年來(lái)隨著建筑市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，我國(guó)建筑樁基發(fā)展迅速，針對(duì)不同地區(qū)和地層，產(chǎn)生多種樁基施工工藝，從施工速度、施工質(zhì)量控制、施工造價(jià)、適用地層等方面很難對(duì)每種工藝做出確切評(píng)價(jià)，但每種樁基施工工藝都有其固有的特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也都存在各自的弊端，日常設(shè)計(jì)施工中，可以對(duì)一些工藝進(jìn)行綜合整理，混合配套應(yīng)用，可以起到很好效果。海南某工程中對(duì)螺旋沖擊鉆成孔和鉆孔壓灌樁施工相結(jié)合，結(jié)果令人滿意，值得借鑒。

1　工程地質(zhì)概況

三亞某小區(qū)一期工程位于三亞市吉陽(yáng)鎮(zhèn)的西邊，場(chǎng)地地質(zhì)條件復(fù)雜，地層情況自上而下依次為：素填土，主要填料由粉細(xì)砂和黏土團(tuán)塊組成，混雜較多3～10cm的碎石和20～60cm的塊石、局部塊石最大達(dá)1m以上，堆填時(shí)間約1～3年，厚度2～8m；粉質(zhì)黏土；粗砂；粉質(zhì)黏土。地下水位為自然地面下2～4m

2　基礎(chǔ)形式確定及設(shè)計(jì)概況

針對(duì)該工程地質(zhì)條件，由于場(chǎng)地為大面積大深度回填，無(wú)法采用天然基礎(chǔ)。業(yè)主與設(shè)計(jì)、施工等多方共同進(jìn)行了研究和探討，首先確定采用樁基礎(chǔ)。由于場(chǎng)地范圍很大，回填土層較深，其中所含大塊塊石較多，給樁基礎(chǔ)施工造成障礙，如果將該部分回填土挖除換填，工程量大，造價(jià)也高。為能夠保證成樁，該工程適宜采用沖擊鉆施工，但正常的沖擊鉆施工速度很慢，現(xiàn)場(chǎng)滿布泥漿，作業(yè)條件差，環(huán)境污染嚴(yán)重，最主要是該工藝無(wú)法滿足業(yè)主要求很短的工期；靜壓管樁施工速度快，但在有大塊塊石的情況下，無(wú)法壓入，錘擊依然不可能穿越；采用普通的鉆孔壓灌樁施工速度快，但遇塊石地質(zhì)條件下很難鉆進(jìn)成樁。只要能在成樁前或成樁過(guò)程中處理掉樁身范圍內(nèi)的石塊，即可成樁。經(jīng)研究，采用螺旋沖擊鉆可解決地層中的石塊障礙問(wèn)題，且螺旋沖擊鉆與鉆孔壓灌樁均采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)主機(jī)，可以進(jìn)行設(shè)備綜合利用，節(jié)省設(shè)備投入成本。經(jīng)測(cè)算采用螺旋沖擊鉆引孔后再進(jìn)行施工的鉆孔壓灌樁樁基礎(chǔ)，整體造價(jià)低于采用靜壓管樁的整體造價(jià)。經(jīng)螺旋沖擊鉆在建筑體外試引孔后，其引孔速度、引孔孔徑、深度以及與鉆孔壓灌樁施工的樁機(jī)的配合，均令人滿意，決定采用螺旋沖擊鉆穿越有障礙地層，然后進(jìn)行鉆孔壓灌樁基礎(chǔ)施工。

本工程共6棟高層和連體地庫(kù)，高層基礎(chǔ)采用600徑鉆孔壓灌樁，樁長(zhǎng)27m，單樁極限承載力3600KN，共計(jì)1400根，地庫(kù)采用600徑鉆孔壓灌樁，樁長(zhǎng)19m，單樁極限承載力2200KN，共計(jì)900根。

3　工程施工

（一）設(shè)備配備

按業(yè)主要求的工期進(jìn)行施工設(shè)備配備，采用三臺(tái)螺旋沖擊鉆引孔及配套的空壓機(jī)進(jìn)行破除障礙的引孔施工，三臺(tái)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔壓灌樁施工。螺旋沖擊鉆引孔時(shí)，采用的沖擊鉆頭直徑與設(shè)計(jì)樁徑相匹配，防止引孔孔徑過(guò)小，樁身范圍內(nèi)障礙物破除不凈，鉆孔壓灌樁無(wú)法施工；引孔孔徑過(guò)大，鉆孔壓灌樁無(wú)法施工時(shí)砼浪費(fèi)增加造價(jià)，同時(shí)容易形成孔壁泥皮夾層影響樁的承載力。

（二）螺旋沖擊鉆引孔施工

按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行定位放線、驗(yàn)線，并在樁點(diǎn)位置打入0.5m深白灰點(diǎn)，螺旋沖擊鉆對(duì)點(diǎn)時(shí)，以樁位白灰點(diǎn)為中心，以300mm為半徑劃園，使沖擊鉆頭下落并置于劃定的圓弧內(nèi)，調(diào)整鉆機(jī)的垂直度，然后開(kāi)始沖擊給進(jìn)，保證成孔孔位的準(zhǔn)確和孔的垂直度，否則鉆孔壓灌樁機(jī)的樁點(diǎn)對(duì)位和垂直度控制不與引孔重合，會(huì)給施工造成困難。引孔深度參照地質(zhì)報(bào)告，一般回填的破碎山石下部為原池塘底的淤泥質(zhì)軟土，操作手通過(guò)沖擊鉆的反應(yīng)也可以判斷。由于上部為回填土，按照鉆孔壓灌樁的設(shè)計(jì)原則，樁間距為3d，如果連續(xù)引孔，后續(xù)引孔過(guò)程中，容易在沖擊作用下產(chǎn)生擠土作用，從而使樁間的碎石土移向前面引完的孔內(nèi)，因此，采用跳躍式的隔一樁位引孔。

由于施工中引孔和成樁使用雙套設(shè)備，引孔完成后不能馬上進(jìn)行成樁施工，引完的孔位，空孔放置，容易產(chǎn)生孔內(nèi)積水塌孔，致使孔壁石塊掉落，形成新的障礙；沖擊引孔時(shí)孔壁受到擠壓作用，引完的空孔，放置過(guò)程中孔壁土體的回彈和孔壁的土壓力作用，也容易產(chǎn)生縮徑，試塊突出與孔壁，也會(huì)形成新的障礙。因此引孔后必須將引孔反出孔口的破碎土體填入孔內(nèi)，對(duì)孔壁的完整性起到保護(hù)作用。同時(shí)防止了孔口嚴(yán)重塌方造成場(chǎng)地不平，影響鉆孔壓灌樁行走施工。

引孔施工時(shí)，必須對(duì)引孔的孔位進(jìn)行校隊(duì)，并保證對(duì)點(diǎn)準(zhǔn)確。場(chǎng)地范圍內(nèi)的第二遍或第三遍引孔需重新放線或?qū)饵c(diǎn)校對(duì)后實(shí)施。

（三）鉆孔壓灌樁施工

鉆孔壓灌樁施工前，先校對(duì)樁位引孔孔位，保證樁位的準(zhǔn)確性和與引孔排除障礙位置相統(tǒng)一，否則或產(chǎn)生樁位偏差或鉆進(jìn)中遇到障礙。施工方法：

1.開(kāi)鉆之前設(shè)置控制鉆進(jìn)深度標(biāo)識(shí)。

2.鉆進(jìn)灌注混凝土

（1）鉆進(jìn)過(guò)程中觀察鉆機(jī)狀態(tài)是否遇到障礙物，鉆至孔底后，開(kāi)始連續(xù)泵注混凝土，邊提鉆邊泵送，直至孔口，混凝土坍落度控制在20～25cm；

（2）提鉆時(shí)要確保提鉆速度與混凝土泵送速度相協(xié)調(diào)，保證混凝土包裹鉆桿1m以上；

（3）成孔后，確?；炷粮叱鲈O(shè)計(jì)樁頂500mm。如果混凝土回落，應(yīng)及時(shí)填滿。

3.鋼筋籠安放

安放時(shí)應(yīng)保證鋼筋籠豎直，避免刮碰孔壁。鋼筋籠插入孔內(nèi)的混凝土中，當(dāng)鋼筋籠靠自重?zé)o法完全下入時(shí)，需施加外力使其下入?？梢圆捎庙敳空駝?dòng)施壓等方式

4　本工程實(shí)施結(jié)果

1.工期：按照業(yè)主要求，40天內(nèi)完成整個(gè)工程，實(shí)際施工中個(gè)別單體的引孔與鉆孔壓灌樁施工沒(méi)能完全匹配，對(duì)施工速度略有影響，但整體工程施工速度很快，35天全部完成，比業(yè)主要求的工期提前5天完成。該樁基礎(chǔ)工程的施工速度創(chuàng)造了三亞市同類工程的紀(jì)錄，比沖擊鉆工藝方案工期至少提前2個(gè)月。

2.質(zhì)量

經(jīng)對(duì)已完成的樁基礎(chǔ)工程靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)，全部符合設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量合格。樁位偏差檢查驗(yàn)收中發(fā)現(xiàn)個(gè)別樁位偏差較大，但由于本工程采用樁徑小，設(shè)計(jì)均采用群樁，規(guī)范允許偏差較大，仍能滿足規(guī)范驗(yàn)收要求。

3.造價(jià)

本工程由于采用的樁徑較小，因此施工工程量相對(duì)減少，從而相對(duì)降低了造價(jià)。施工完畢后，經(jīng)對(duì)造價(jià)進(jìn)行比較，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于設(shè)計(jì)概算水平，造價(jià)低于管樁和普通沖擊鉆孔灌注樁。

上述工程采用的兩種工藝相結(jié)合的施工方法，后續(xù)在海南的其他工程項(xiàng)目中也進(jìn)行了應(yīng)用，均取得良好的效果。

5　結(jié)語(yǔ)

螺旋沖擊鉆，在存在巖層、孤石或其他塊質(zhì)障礙物的地層，可以在小直徑樁（樁徑為400mm～800mm）施工中作為輔助措施，與其他工藝相結(jié)合，提高效率，降低造價(jià)；尤其與長(zhǎng)螺旋鉆孔樁、鉆孔壓灌樁等采用螺旋樁機(jī)施工的工藝相配合，效果更佳。但施工時(shí)，由于設(shè)計(jì)樁徑一般較小，沖擊錘為圓環(huán)對(duì)點(diǎn)，容易產(chǎn)生樁位偏差；另外引孔和成樁兩遍成活，也容易引起樁位偏差，因此應(yīng)注重控制上述過(guò)程，必須嚴(yán)格控制樁位偏差。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.06.036