大直徑灌注樁采用旋挖機(jī)鉆孔取土施工技術(shù)

彭道權(quán)（五礦二十三冶建設(shè)集團(tuán)有限公司，湖南 長沙 410000）

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大直徑灌注樁采用旋挖機(jī)鉆孔取土施工技術(shù)

彭道權(quán)（五礦二十三冶建設(shè)集團(tuán)有限公司，湖南 長沙 410000）

長沙綠地中心T1辦公樓設(shè)計(jì)采用大直徑人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)，樁身穿透強(qiáng)風(fēng)化板巖后樁端嵌入中風(fēng)化板巖。大直徑灌注樁采用旋挖機(jī)鉆孔取土施工技術(shù)，即保證了成樁質(zhì)量，縮短工期，又降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)合工程實(shí)例詳細(xì)介紹了大直徑灌注樁采用旋挖機(jī)鉆孔取土施工技術(shù)，并與傳統(tǒng)人工挖孔灌注樁施工工藝進(jìn)行了對比分析，表現(xiàn)出大直徑灌注樁采用旋挖鉆孔取土施工技術(shù)的多項(xiàng)優(yōu)勢。

大直徑灌注樁；旋挖鉆機(jī)；鉆孔取土；人工修邊護(hù)壁；施工技術(shù)

1　工程概況

綠地中心項(xiàng)目位于湖南省長沙市開福區(qū)，西側(cè)為芙蓉路，東側(cè)為公園九號項(xiàng)目建筑群，北側(cè)和南側(cè)為長沙老火車北站空地。正負(fù)零以下設(shè)三層地下室，地上有1棟4層商場、1棟44層T1辦公樓（地上215m高，框筒結(jié)構(gòu)）、1棟24層T2辦公樓和1棟26層T3公寓式辦公樓建筑物，總建筑面積約26 萬m2。T1辦公樓基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)，樁身穿透強(qiáng)風(fēng)化（γ3）板巖，樁端嵌入持力層中風(fēng)化（γ2）板巖。T1辦公樓主樓基礎(chǔ)樁共計(jì)48根，樁徑3.1～3.8m不等，設(shè)計(jì)樁長≥6m且不小于3D（計(jì)算樁長不小于13.5m），設(shè)計(jì)要求樁進(jìn)入中風(fēng)化層不小于5m，相鄰兩樁樁底高差不大于相鄰兩樁底凈距的一半。

2　土層巖性特征

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)勘查報(bào)告，T1辦公樓基礎(chǔ)樁地層分布為：①強(qiáng)風(fēng)化（γ3）板巖——褐黃、褐色、紫紅等色，大部分礦物已顯著風(fēng)化，節(jié)理裂隙極發(fā)育，以陡傾節(jié)理為主，節(jié)理面常侵染鐵質(zhì)氧化物，節(jié)理中充填粘性土，沖擊鉆進(jìn)困難，合金鉆具易鉆進(jìn)，巖芯采取率為60～70%，巖芯頂部多呈土狀，一般呈碎塊、塊狀少量短柱狀，巖塊用手可折斷，巖體破碎，其基本質(zhì)量等級為V類，層厚5.90～15.50m；②中風(fēng)化（γ2）板巖——褐黃、褐灰、青灰色，部分礦物風(fēng)化變質(zhì)，節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙面充填鐵質(zhì)氧化物，巖塊極易沿節(jié)理裂隙面破碎，巖性較硬，用手難折斷。合金鉆進(jìn)較困難，巖芯成碎塊狀、塊狀，少量短柱狀，巖芯采取率為65～75%，RQD值介于20～25%，巖體破碎，屬軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為V類。揭露厚度8.06～19.30m。

3　施工難點(diǎn)及成孔工藝優(yōu)化選擇

3.1施工難點(diǎn)

T1辦公樓基礎(chǔ)樁樁徑大、孔深、開挖量大，巖層硬度大較難開挖，工期緊，需投入的設(shè)備、勞動(dòng)力資源多。在T2、T3辦公樓核心筒基礎(chǔ)大直徑人孔挖孔灌注樁施工中采用傳統(tǒng)的人工開挖成孔，因巖層硬度大、開挖方量大，成孔速度極慢，需要的勞動(dòng)力多。經(jīng)統(tǒng)計(jì)單樁成孔時(shí)間平均需36d，單樁每天需要?jiǎng)趧?dòng)力投入8人，導(dǎo)致工期嚴(yán)重滯后。

3.2成孔工藝優(yōu)化選擇

（1）人工開挖成孔：樁徑不受設(shè)備的限制，單樁承載力很高；是一種非擠土樁，成樁質(zhì)量高，樁身質(zhì)量不受沉渣、垮土等影響；施工速度慢，對于流砂層、較硬巖層等施工時(shí)，施工進(jìn)度受護(hù)壁或開挖難度影響較大；需要大量勞動(dòng)力，如果勞動(dòng)力不足則嚴(yán)重耽誤工期；樁內(nèi)開挖土外運(yùn)存在較大的安全隱患。

（2）旋挖機(jī)鉆孔：施工速度快，施工效率較人工挖孔提高數(shù)十倍；機(jī)械化程度比較高，可降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約人力資源；孔壁護(hù)壁差，在填土和軟土地層，塌孔和縮徑容易發(fā)生；樁徑受鉆頭限制，目前旋挖鉆孔常用鉆頭直徑為0.8～1.8m。

通過兩種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)分析，根據(jù)設(shè)計(jì)要求及地質(zhì)條件，決定充分利用兩種工藝的優(yōu)勢，采用旋挖設(shè)備初步成孔后人工修邊護(hù)壁的組合成孔方案。

4　施工工藝

4.1樁基施工工藝流程

場地平整→測量定位→砌筑井圈→分節(jié)旋挖鉆孔→人工修邊及護(hù)壁混凝土澆筑→下一節(jié)旋挖鉆孔→修邊、護(hù)壁→…依次至孔底→超前鉆探→人工修整擴(kuò)底及清孔→驗(yàn)收→鋼筋籠安裝→混凝土澆灌。

4.2施工設(shè)備

根據(jù)工藝特點(diǎn)，結(jié)合施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件及工期要求，成孔采用2臺SR200C旋挖鉆機(jī)，16套風(fēng)鎬及小型渣土吊運(yùn)設(shè)備。

4.3成孔施工技術(shù)

（1）場地平整、測定樁位、砌筑好井圈后旋挖機(jī)行走就位，采用直徑1.8m的鉆頭成孔，首次鉆孔深度約4m。鉆進(jìn)時(shí)確保鉆頭位于樁心位置，方便后續(xù)人工修邊時(shí)提供操作平臺（見圖1）。

圖1　第一次鉆孔及人工修邊護(hù)壁示意圖

（2）鉆孔后在孔口處采用木方或剛跳板搭設(shè)操作平臺，保證人員作業(yè)時(shí)的安全。對旋挖設(shè)備未能開挖的區(qū)域進(jìn)行人工開挖修邊、護(hù)壁，人工開挖修邊按傳統(tǒng)的人工挖孔樁施工工藝施工，人工開挖修邊2次（2模深度，約2m）并護(hù)壁（見圖1）。修邊土方直接棄入旋挖孔內(nèi)，待下一循環(huán)旋挖設(shè)備取土至孔外。

（3）待護(hù)壁達(dá)到拆模強(qiáng)度后，進(jìn)行第二次旋挖鉆孔，鉆孔時(shí)將修邊棄土提出孔外的同時(shí)再次鉆進(jìn)2m，形成4m內(nèi)孔，然后重復(fù)修邊護(hù)壁，依次循環(huán)施工至孔底。循環(huán)鉆進(jìn)過程中每次旋挖鉆孔深度不宜過大，單次2～3m為宜，待護(hù)壁完成后進(jìn)入下一循環(huán)施工（見圖2）。人工修邊時(shí)要配合垂直度、樁徑的核查，保證樁身質(zhì)量。因樁徑較大，護(hù)壁需達(dá)到支撐強(qiáng)度后方可拆模進(jìn)入下一環(huán)節(jié)施工。

（4）探孔驗(yàn)槽后人工修整擴(kuò)底，擴(kuò)孔按傳統(tǒng)工藝要求施工，驗(yàn)收合格后，安放鋼筋籠和導(dǎo)管，澆筑混凝土。

5　對比分析

工程施工完成后，通過對旋挖鉆機(jī)鉆孔取土施工技術(shù)與傳統(tǒng)的人工挖孔施工技術(shù)對比分析，發(fā)現(xiàn)大直徑灌注樁采用旋挖機(jī)鉆孔取土施工技術(shù)在工期、成本、勞動(dòng)力等方面取得了較大的結(jié)余。分析以樁ZS2a為對象，樁ZS2a樁徑為3.4m，分析樁長為15m，巖土開挖量約為216m3（含護(hù)壁、擴(kuò)底土方）。

圖2　第n次鉆孔取土及修邊護(hù)壁示意圖

表1　對比分析表

因旋挖設(shè)備中心鉆孔，人工修邊時(shí)土方直接棄入孔內(nèi)，后統(tǒng)一由旋挖設(shè)備提出至孔外。組合工藝較單一人工挖孔成樁工藝少了棄土、外運(yùn)的工序，且中部土方一次性開挖外運(yùn)，人工作業(yè)量明顯較少，工期提前。

6　結(jié)束語

（1）長沙綠地中心T1辦公樓樁基工程用時(shí) 48d，比合同工期提前42d完成任務(wù)，經(jīng)檢測為Ⅰ類樁，承載力均滿足設(shè)計(jì)承載力要求，樁基質(zhì)量優(yōu)良。較傳統(tǒng)工藝節(jié)約勞動(dòng)力資源50余人，節(jié)約勞動(dòng)用工不少于400工日。因工期大幅縮短，住房、設(shè)備、管理等方面成本大幅降低，T1辦公樓樁基工程造價(jià)節(jié)省75萬元，并提前預(yù)售搶占了市場，創(chuàng)造了較大的市場效益。

（2）針對大直徑挖孔灌注樁，地層巖性較硬，難開挖、工期長的難題，采用旋挖鉆孔取土、人工修邊護(hù)壁相結(jié)合的施工技術(shù)，充分利用綜合了旋挖鉆機(jī)機(jī)械化程度高，施工進(jìn)度塊，人工挖孔施工質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到了及保證了質(zhì)量又加快了進(jìn)度、降低了勞動(dòng)力和成本的目的。實(shí)踐證明，針對大直徑灌注樁采用旋挖鉆機(jī)鉆孔取土施工技術(shù)是提高工效的較好方法。

［1］陳 飛.高強(qiáng)度花崗巖中大直徑鉆孔灌注樁施工技術(shù)［J］.施工技術(shù)，2014，43（1）：26～28.

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［3］李慧瑩.3800mm超大直徑人工挖孔樁施工技術(shù)［J］.施工技術(shù)，2008，37 （1）：23～26.

［4］廖祿云.旋挖樁的施工技術(shù)［J］.低碳世界，2014（7）：152～153.

［5］中國建筑科學(xué)研究院，《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

彭道權(quán)（1986-），男，工程師，本科，主要從事建筑施工工作。

TU753.3

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2095-2066（2016）16-0146-02

2016-5-20