大直徑灌注樁采用旋挖機鉆孔取土施工技術

彭道權（五礦二十三冶建設集團有限公司，湖南 長沙 410000）

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大直徑灌注樁采用旋挖機鉆孔取土施工技術

彭道權（五礦二十三冶建設集團有限公司，湖南 長沙 410000）

長沙綠地中心T1辦公樓設計采用大直徑人工挖孔灌注樁基礎，樁身穿透強風化板巖后樁端嵌入中風化板巖。大直徑灌注樁采用旋挖機鉆孔取土施工技術，即保證了成樁質量，縮短工期，又降低了勞動強度，獲得了良好的經(jīng)濟效益。結合工程實例詳細介紹了大直徑灌注樁采用旋挖機鉆孔取土施工技術，并與傳統(tǒng)人工挖孔灌注樁施工工藝進行了對比分析，表現(xiàn)出大直徑灌注樁采用旋挖鉆孔取土施工技術的多項優(yōu)勢。

大直徑灌注樁；旋挖鉆機；鉆孔取土；人工修邊護壁；施工技術

1　工程概況

綠地中心項目位于湖南省長沙市開福區(qū)，西側為芙蓉路，東側為公園九號項目建筑群，北側和南側為長沙老火車北站空地。正負零以下設三層地下室，地上有1棟4層商場、1棟44層T1辦公樓（地上215m高，框筒結構）、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辦公樓基礎設計采用人工挖孔灌注樁基礎，樁身穿透強風化（γ3）板巖，樁端嵌入持力層中風化（γ2）板巖。T1辦公樓主樓基礎樁共計48根，樁徑3.1～3.8m不等，設計樁長≥6m且不小于3D（計算樁長不小于13.5m），設計要求樁進入中風化層不小于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)場地質勘查報告，T1辦公樓基礎樁地層分布為：①強風化（γ3）板巖——褐黃、褐色、紫紅等色，大部分礦物已顯著風化，節(jié)理裂隙極發(fā)育，以陡傾節(jié)理為主，節(jié)理面常侵染鐵質氧化物，節(jié)理中充填粘性土，沖擊鉆進困難，合金鉆具易鉆進，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，其基本質量等級為V類，層厚5.90～15.50m；②中風化（γ2）板巖——褐黃、褐灰、青灰色，部分礦物風化變質，節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙面充填鐵質氧化物，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，巖體基本質量等級為V類。揭露厚度8.06～19.30m。

3　施工難點及成孔工藝優(yōu)化選擇

3.1施工難點

T1辦公樓基礎樁樁徑大、孔深、開挖量大，巖層硬度大較難開挖，工期緊，需投入的設備、勞動力資源多。在T2、T3辦公樓核心筒基礎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，需要的勞動力多。經(jīng)統(tǒng)計單樁成孔時間平均需36d，單樁每天需要勞動力投入8人，導致工期嚴重滯后。

3.2成孔工藝優(yōu)化選擇

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

（2）旋挖機鉆孔：施工速度快，施工效率較人工挖孔提高數(shù)十倍；機械化程度比較高，可降低工人的勞動強度，節(jié)約人力資源；孔壁護壁差，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)缺點分析，根據(jù)設計要求及地質條件，決定充分利用兩種工藝的優(yōu)勢，采用旋挖設備初步成孔后人工修邊護壁的組合成孔方案。

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→人工修邊及護壁混凝土澆筑→下一節(jié)旋挖鉆孔→修邊、護壁→…依次至孔底→超前鉆探→人工修整擴底及清孔→驗收→鋼筋籠安裝→混凝土澆灌。

4.2施工設備

根據(jù)工藝特點，結合施工現(xiàn)場的地質條件及工期要求，成孔采用2臺SR200C旋挖鉆機，16套風鎬及小型渣土吊運設備。

4.3成孔施工技術

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

圖1　第一次鉆孔及人工修邊護壁示意圖

（2）鉆孔后在孔口處采用木方或剛跳板搭設操作平臺，保證人員作業(yè)時的安全。對旋挖設備未能開挖的區(qū)域進行人工開挖修邊、護壁，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）并護壁（見圖1）。修邊土方直接棄入旋挖孔內，待下一循環(huán)旋挖設備取土至孔外。

（3）待護壁達到拆模強度后，進行第二次旋挖鉆孔，鉆孔時將修邊棄土提出孔外的同時再次鉆進2m，形成4m內孔，然后重復修邊護壁，依次循環(huán)施工至孔底。循環(huán)鉆進過程中每次旋挖鉆孔深度不宜過大，單次2～3m為宜，待護壁完成后進入下一循環(huán)施工（見圖2）。人工修邊時要配合垂直度、樁徑的核查，保證樁身質量。因樁徑較大，護壁需達到支撐強度后方可拆模進入下一環(huán)節(jié)施工。

（4）探孔驗槽后人工修整擴底，擴孔按傳統(tǒng)工藝要求施工，驗收合格后，安放鋼筋籠和導管，澆筑混凝土。

5　對比分析

工程施工完成后，通過對旋挖鉆機鉆孔取土施工技術與傳統(tǒng)的人工挖孔施工技術對比分析，發(fā)現(xiàn)大直徑灌注樁采用旋挖機鉆孔取土施工技術在工期、成本、勞動力等方面取得了較大的結余。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（含護壁、擴底土方）。

圖2　第n次鉆孔取土及修邊護壁示意圖

表1　對比分析表

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

6　結束語

（1）長沙綠地中心T1辦公樓樁基工程用時 48d，比合同工期提前42d完成任務，經(jīng)檢測為Ⅰ類樁，承載力均滿足設計承載力要求，樁基質量優(yōu)良。較傳統(tǒng)工藝節(jié)約勞動力資源50余人，節(jié)約勞動用工不少于400工日。因工期大幅縮短，住房、設備、管理等方面成本大幅降低，T1辦公樓樁基工程造價節(jié)省75萬元，并提前預售搶占了市場，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、人工修邊護壁相結合的施工技術，充分利用綜合了旋挖鉆機機械化程度高，施工進度塊，人工挖孔施工質量好的優(yōu)點，達到了及保證了質量又加快了進度、降低了勞動力和成本的目的。實踐證明，針對大直徑灌注樁采用旋挖鉆機鉆孔取土施工技術是提高工效的較好方法。

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

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

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

彭道權（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