某建筑旋挖成孔沖孔入巖鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制

廣東建科建設(shè)監(jiān)理有限公司，廣東廣州 510500

摘要：結(jié)合廣州開發(fā)區(qū)東區(qū)某生產(chǎn)大樓項(xiàng)目工程樁施工實(shí)例，從監(jiān)理的角度闡述樁長(zhǎng)超深、樁底為堅(jiān)硬巖的鉆孔灌注樁采用旋挖成孔、沖孔入巖的成樁施工工藝的施工質(zhì)量控制要點(diǎn)，供同行參考。

關(guān)鍵詞：灌注樁；堅(jiān)硬巖；旋挖；沖孔；質(zhì)量控制；

1 工程概況

開發(fā)區(qū)東區(qū)某生產(chǎn)大樓項(xiàng)目地下室占地面積約為5923m2，建筑高度28.5m，地下室3層，地上7層；基坑開挖深度約13.6～17.2m，坑中西半?yún)^(qū)開挖深度為17.2m，基坑采用樁錨+鋼筋混凝土內(nèi)支撐支護(hù)。樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為鉆（沖）孔灌注樁，樁徑為800mm～1400mm等共4種，抗壓樁樁端持力層為入微風(fēng)化花崗巖不少于500mm，抗拔樁樁端持力層為入微風(fēng)化花崗巖不少于1500mm。由于旋挖鉆機(jī)施工作業(yè)面的需要，鉆孔樁必須布置在基坑開挖前的原地面進(jìn)行施工，鉆（沖）孔深度大，工程樁總數(shù)為239根。

2 地質(zhì)情況

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告以及超前鉆勘察所揭露，自上至下的地層為人工堆積層、第四系沖洪積層、殘積層和燕山期風(fēng)化花崗巖。自上而下將其巖性和物理力學(xué)性質(zhì)分述如下：

1.人工堆積層（Q4ml）

①層素填土：棕褐色，松散，稍濕～飽和，主要成分為粉質(zhì)粘土和花崗巖碎石，局部表層0.2m為砼路面。厚度1.10～4.10m，平均2.19m。

2.第四系沖洪積層（Q4al+pl）

②-1層粉質(zhì)粘土：棕色，可塑，較均質(zhì)。厚度0.60～6.90m，層頂埋深1.10～7.30m，層頂標(biāo)高4.16～10.65m。該層承載力特征值fak為130kPa。

②-2層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：深灰色，流塑，含有機(jī)質(zhì)，具腥臭味，局部含少量粉砂。厚度0.60～10.70m，層頂埋深2.60～8.60m，層頂標(biāo)高3.27～9.18m。該層承載力特征值fak為70kPa。

②-3層礫砂：褐色，稍密，飽和，主要成分為石英，粘粒含量5～10%，局部相變?yōu)閳A礫。厚度0.40～5.50m，層頂埋深3.30～9.10m，層頂標(biāo)高2.72～8.39m。該層承載力特征值fak為180kPa。

②-4層淤泥：深灰色，流塑，含有機(jī)質(zhì)，具腥臭味。厚度1.30～8.90m，層頂埋深7.50～14.10m，層頂標(biāo)高-2.28～4.29m。該層承載力特征值fak為50kPa。

②-5層粉質(zhì)粘土：灰綠色，可塑，較均質(zhì)。厚度0.60～9.90m，層頂埋深5.30～19.50m，層頂標(biāo)高-7.68～6.53m。該層承載力特征值fak為190kPa。

②-6層中粗砂：灰色，中密，飽和，主要成分為石英，粘粒含量5～10%。厚度0.70～3.50m，層頂埋深6.30～19.70m，層頂標(biāo)高-8.19～5.53m。該層承載力特征值fak為190kPa。

②-7層粉土：灰色，稍密，很濕，含少量粉細(xì)砂，搖震反應(yīng)迅速。厚度1.20m，層頂埋深17.30m，層頂標(biāo)高-5.69m。該層承載力特征值fak為200kPa。

3.第四系殘積層（Qel）

③層砂質(zhì)粘性土：灰黃色，硬塑，為花崗巖風(fēng)化殘積形成，遇水易軟化。厚度0.60～22.90m，層頂埋深7.90～21.60m，層頂標(biāo)高-10.15～3.92m。該層承載力特征值fak為200kPa。

4.燕山期風(fēng)化花崗巖（γ5）

按其風(fēng)化程度及巖性劃分如下：

④-1層全風(fēng)化花崗巖：灰黃色，原巖結(jié)構(gòu)基本破壞，巖芯手捏易碎、呈堅(jiān)硬粘性土狀，遇水軟化崩解。屬極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。厚度2.00～28.60m，層頂埋深15.80～31.10m，層頂標(biāo)高-19.38～-4.02m。該層承載力特征值fak為350kPa。

④-2層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：黃褐色，原巖結(jié)構(gòu)大部分破壞，巖芯手可掰碎、呈砂土狀，遇水軟化崩解。屬軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。揭露厚度0.70～19.50m，層頂埋深18.70～47.00m，層頂標(biāo)高-35.27～-6.92m。該層承載力特征值fak為700kPa。

④-3層中風(fēng)化花崗巖：黃褐色，中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，由石英、長(zhǎng)石和少量黑云母組成，裂隙較發(fā)育，巖芯呈碎塊狀，采芯率60～70%。屬較軟巖，較破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)。厚度0.40～6.10m，層頂埋深23.10～52.80m，層頂標(biāo)高-41.07～-11.27m。

④-4層微風(fēng)化花崗巖：青灰色，中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，由石英、長(zhǎng)石和少量黑云母組成，裂隙不發(fā)育，巖芯呈柱狀（節(jié)長(zhǎng)10～60cm），采芯率90～95%。屬較硬～堅(jiān)硬巖，較完整，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅱ級(jí)。該層未鉆穿，揭露厚度2.40～7.30m，層頂埋深24.30～54.00m，層頂標(biāo)高-42.27～-12.47m。

孤石：青灰色，成分為微風(fēng)化花崗巖，裂隙不發(fā)育，巖芯呈長(zhǎng)柱狀，為花崗巖球狀風(fēng)化體。屬堅(jiān)硬巖，完整，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅰ級(jí)。

表1 部分工程樁超前鉆檢測(cè)巖石抗壓強(qiáng)度報(bào)告

根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范中的巖石堅(jiān)硬程度劃分標(biāo)準(zhǔn)，本項(xiàng)目的微風(fēng)化巖為堅(jiān)硬巖，見表2.[1]

表2 巖石堅(jiān)硬程度分類 巖石堅(jiān)硬程度分類

3 施工工藝選擇

根據(jù)工程樁超前鉆報(bào)告，各個(gè)樁位中風(fēng)化巖堅(jiān)硬程度不滿足設(shè)計(jì)要求，所有工程樁樁端均須進(jìn)入微風(fēng)化花崗巖，微風(fēng)化巖頂標(biāo)高處于-26.6m～-55m之間，鉆（沖）孔深度達(dá)27.2m～56.5m，其中，80%的樁鉆（沖）孔深度大于40m。

從地質(zhì)勘查資料來看，地面至強(qiáng)風(fēng)化巖層較軟，中風(fēng)化巖處于較軟巖與較硬巖之間，微風(fēng)化巖是堅(jiān)硬巖，有15%的樁位存在孤石，孤石硬度也屬于堅(jiān)硬巖。經(jīng)參建各方研究分析，決定采用旋挖成孔+沖孔入巖的成樁工藝進(jìn)行施工。

旋挖鉆機(jī)：是一種適合建筑基礎(chǔ)工程中成孔作業(yè)的施工機(jī)械。主要適于砂土、粘性土、粉質(zhì)土等土層施工，在灌注樁、連續(xù)墻、基礎(chǔ)加固等多種地基基礎(chǔ)施工中得到廣泛應(yīng)用，旋挖鉆機(jī)的額定功率一般為125～450kW，動(dòng)力輸出扭矩為120～400kN·m，最大成孔直徑可達(dá)1.5～4m，最大成孔深度為60～90m，可以滿足各類大型基礎(chǔ)施工的要求。缺點(diǎn)是在孤石層、風(fēng)化巖、堅(jiān)硬巖中成本高。

沖孔打樁機(jī)：沖孔灌注樁具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，適用范圍廣，能穿越地下水位上下的各類復(fù)雜地層，能形成較大的單樁承載力，適應(yīng)各種地質(zhì)條件和不同規(guī)模的建筑物的優(yōu)點(diǎn)，在橋梁、水工和房屋建筑工程中得到廣泛應(yīng)用。

4 鉆（沖）孔混凝土灌注樁施工技術(shù)難點(diǎn)

（1）樁徑較大，最大樁徑φ1400mm。

（2）鉆孔與空孔深度大，實(shí)際鉆孔孔深至少為25.2 m，最大鉆孔深度達(dá)52m；空孔深度范圍為12.8m～ 16.2m，孔底沉渣厚度要求不大于50mm，控制難度大。

（3）入巖深度大，設(shè)計(jì)要求抗拔樁樁端入微風(fēng)化巖深度不小于1.5m，加上中風(fēng)化巖厚度，樁入巖深度最大達(dá)8m；