超高層建筑施工中干法旋挖成孔灌注樁工藝的應(yīng)用

許林

【摘要】本文圍繞超高層建筑施工中應(yīng)用干法旋挖成孔灌注樁工藝展開討論，結(jié)合實(shí)際工程案例，通過(guò)具體的應(yīng)用過(guò)程，為施工企業(yè)應(yīng)用干法旋挖成孔灌注樁施工提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】超高層建筑施工;干法旋挖成孔;坍孔防治;旋挖鉆

施工企業(yè)在進(jìn)行超高層建筑施工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況，選用合適的開挖方法。在本文中以某地區(qū)建設(shè)的國(guó)際金融中心項(xiàng)目為例，在該項(xiàng)目中應(yīng)用干法旋挖成孔灌注樁工藝，并對(duì)該工藝的應(yīng)用流程進(jìn)行深入的分析，通過(guò)分析總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從而擴(kuò)大干法旋挖成孔灌注樁工藝的應(yīng)用范圍。

1、工程概況

該工程為某市重點(diǎn)招商引資項(xiàng)目，該項(xiàng)目用于國(guó)際金融中心，總建筑面積為430600平方米，其中地上建筑共有88層，建筑高度為428米。在工程建設(shè)的初始階段，由于該工程屬于超高建筑，施工企業(yè)十分重視工程基礎(chǔ)建設(shè)。在建筑基礎(chǔ)建設(shè)過(guò)程中，采用鉆孔灌注樁施工技術(shù)，運(yùn)用干法旋挖成孔方法，要求將基礎(chǔ)樁直徑控制在0.8-1.0米范圍內(nèi)，樁長(zhǎng)控制在15.7-26.7米范圍內(nèi)，需要607根樁體。制作基礎(chǔ)樁的材料全部采用混凝土，其中樁身混凝土強(qiáng)度為C50和C55，保護(hù)層厚度設(shè)定為70毫米。

2、施工條件

在該工程施工過(guò)程中，該地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，地質(zhì)結(jié)構(gòu)中含有多種成分，包括黃土、碎石、泥灰?guī)r等，上述土質(zhì)均具有風(fēng)化石灰?guī)r特點(diǎn)，在進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工時(shí)，要求樁底部必須深入到石灰?guī)r內(nèi)部，并且持力層厚度應(yīng)超過(guò)1米。

此外在對(duì)該工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，該工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)含有巖溶裂隙孔隙水，孔隙水埋深在40-41.6米范圍內(nèi)，并且孔隙水年變化幅度在10-15米范圍內(nèi)，水頭最高標(biāo)高會(huì)高出高程45米。

3、施工難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

3.1場(chǎng)地狹小，施工組織開展困難

該工程施工場(chǎng)地面積僅為3025平方米，在狹小的場(chǎng)地進(jìn)行施工時(shí)，施工企業(yè)將現(xiàn)場(chǎng)劃分成三個(gè)區(qū)域，要求每個(gè)區(qū)域架設(shè)一臺(tái)旋挖鉆機(jī)，必須保持一定的距離，避免相互之間距離太近，影響到設(shè)備正常的施工。進(jìn)入到工程的施工階段，每臺(tái)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行旋挖，并且控制旋挖成孔之間的距離，要求距離必須大于直徑的四倍，或者每個(gè)樁孔開挖時(shí)間，必須間隔36小時(shí)以上。

3.2灌注樁入巖深度深，入巖難度大

在旋挖施工過(guò)程中，施工企業(yè)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，發(fā)現(xiàn)入巖難度較大，將設(shè)計(jì)入巖深度，由原來(lái)的4米調(diào)整為1米，并且在不同區(qū)域使用不同的鉆頭。例如在軟土結(jié)構(gòu)上，使用筒式鉆頭，可以提高旋挖施工效率。

3.3混凝土采用C50、C55，原材料供應(yīng)緊張

該工程樁基礎(chǔ)使用強(qiáng)度為C50和C55的混凝土，但是上述強(qiáng)度的混凝土原材料供應(yīng)緊張，施工企業(yè)應(yīng)制定合理的施工方案，保證在原材料供應(yīng)充足的狀態(tài)下，才能進(jìn)行施工，避免施工時(shí)間較長(zhǎng)，影響到工程整體施工進(jìn)度。

4、干法旋挖成孔施工

4.1選擇干法旋挖成孔施工的原因

4.1.1環(huán)保、污染小

該工程地質(zhì)適合使用干法旋挖成孔施工技術(shù)，在施工中不會(huì)產(chǎn)生較多的泥漿，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生良好的保護(hù)作用。

4.1.2噪聲污染少

在施工過(guò)程中，使用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施工，旋挖鉆機(jī)產(chǎn)生的噪聲較小，不會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生噪聲污染。

4.1.3成孔速度快，施工效率高

在旋挖成孔施工過(guò)程中，使用的設(shè)備可以一次性完成成孔施工，無(wú)需進(jìn)行泥漿制備、鉆桿拆除以及支架搭設(shè)等工作，并且成孔速度較快，有效提高施工效率。

4.1.4在同等地質(zhì)條件下，干法孔樁承載力更高

與濕法成孔樁單樁相比，如果在相同的地質(zhì)環(huán)境中，干法孔樁的承載能力較強(qiáng)，尤其是在超高層工程建設(shè)過(guò)程中，干法成孔施工形成的鉆孔，會(huì)與混凝土進(jìn)行充分的融合，在融合過(guò)程中會(huì)提升二者之間的摩擦力，使樁基礎(chǔ)處于穩(wěn)定的狀態(tài)。

4.1.5適用的地質(zhì)情況廣泛

在不同地質(zhì)條件下，干法旋挖成孔灌注樁工藝應(yīng)用較為廣泛，例如在堅(jiān)硬的地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件下，施工企業(yè)只需增加鉆頭，即可完成樁基礎(chǔ)施工。

4.1.6易于管理

施工企業(yè)應(yīng)用干法旋挖成孔灌注樁技術(shù)開挖樁基礎(chǔ)時(shí)，施工過(guò)程完成處于自動(dòng)化生產(chǎn)狀態(tài)，整個(gè)施工過(guò)程易于管理，無(wú)需投入更多的管理資金。

4.2施工工藝流程

施工工藝流程如下：1.放線定位;2.挖樁坑;3.鉆機(jī)就位;4.鉆進(jìn)成孔;5.灌注混凝土;6.成樁;7.樁基檢測(cè)、驗(yàn)收。

4.3施工控制要點(diǎn)

4.3.1施工準(zhǔn)備階段控制要點(diǎn)

施工準(zhǔn)備階段控制要點(diǎn)如下：1.組織施工圖紙交底;2.執(zhí)行三級(jí)交底制度;3.以現(xiàn)場(chǎng)情況為主，對(duì)施工組織方案進(jìn)行優(yōu)化;4.檢查工程材料出廠合格材料;5.詳細(xì)記錄每個(gè)施工環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)。

4.3.2施工階段控制要點(diǎn)

進(jìn)入到施工階段，施工企業(yè)應(yīng)做好以下幾項(xiàng)工作：首先，在施工準(zhǔn)備階段，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的清理;其次，埋設(shè)護(hù)筒，要求埋設(shè)的護(hù)筒具備一定的防護(hù)能力，并且對(duì)護(hù)筒的周邊進(jìn)行碾壓平整，為后續(xù)的施工提供便利的條件;1.鉆孔;2.沉渣監(jiān)測(cè)以及清孔;3.制作和吊裝鋼筋籠;4.安裝導(dǎo)管;5.二次清孔;6.灌注混凝土;7.后注漿施工。

5、干法旋挖成孔施工中的常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施

5.1坍孔

在樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)坍孔清孔。該工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，但是施工企業(yè)針對(duì)出現(xiàn)的坍孔的因素進(jìn)行深入的分析，一方面是由于護(hù)筒埋深較淺，未能對(duì)上層部分進(jìn)行有效的夯實(shí)，另一方面鋼筋籠在孔壁內(nèi)出現(xiàn)晃動(dòng)情況，導(dǎo)致孔壁出現(xiàn)較為明顯的負(fù)壓。

施工企業(yè)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)坍孔情況后，及時(shí)停止施工，針對(duì)引發(fā)坍孔的因素實(shí)施處理措施，包括采用對(duì)稱灌注水泥砂漿的方法，提升孔壁的強(qiáng)度。

5.2鋼筋籠、導(dǎo)管卡住

在施工中出現(xiàn)鋼筋籠、導(dǎo)管卡住的情況，主要是未正確操作振動(dòng)錘等設(shè)備，并且在拔出導(dǎo)管過(guò)程中，未能將導(dǎo)管放置在指定高度，導(dǎo)致鋼筋籠與成孔之間的垂直度存在偏差。針對(duì)出現(xiàn)的卡住情況，需要施工人員正確操作，避免發(fā)生卡住的情況。

5.3鋼筋籠上浮

鋼筋籠出現(xiàn)上浮的情況，主要是未能控制混凝土的坍落度，鋼筋籠在混凝土的沖擊下出現(xiàn)上浮。施工企業(yè)應(yīng)控制混凝土的澆筑速度，并在澆筑的準(zhǔn)備階段，應(yīng)對(duì)混凝土進(jìn)行試驗(yàn)，包括承壓試驗(yàn)和水密性試驗(yàn)，提高混凝土的密實(shí)性，防止鋼筋籠受到混凝土的作用，出現(xiàn)上浮情況。

5.4埋鉆和卡鉆

施工期間設(shè)備出現(xiàn)埋鉆和卡鉆情況時(shí)，主要是一次鉆進(jìn)較深的距離，無(wú)法有效的排出鉆進(jìn)的土體。施工人員應(yīng)使用重機(jī)和振動(dòng)錘，對(duì)樁基礎(chǔ)的周圍土體進(jìn)行提鉆，有效防止出現(xiàn)埋鉆和卡鉆的情況。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，在高層建筑施工過(guò)程中，為使高層建筑保持良好的穩(wěn)定狀態(tài)，需要使用干法旋挖成孔灌注樁施工技術(shù)，在使用該技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，施工企業(yè)應(yīng)合理安排場(chǎng)地，并掌握施工的要點(diǎn)，避免施工中出現(xiàn)問(wèn)題，從而提高工程的施工效率，保證工程質(zhì)量符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

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