淺談全套管旋挖成孔咬合樁在特殊地層中的應(yīng)用

田澤剛

(深圳市巖土工程有限公司， 廣東 深圳 518028)

1 工程概況

招商銀行深圳分行大廈項(xiàng)目位于深圳市福田中心區(qū)，工程場(chǎng)地周邊環(huán)境復(fù)雜，東側(cè)為深圳地鐵3號(hào)線福田車站及少年宮～福田盾構(gòu)區(qū)間，南側(cè)為深圳地鐵2號(hào)線蓮花西～福田盾構(gòu)區(qū)間及地鐵地下通道，西側(cè)為鵬程一路和深圳廣電大廈?；娱_挖周長(zhǎng)約345m，開挖面積約7116 m2，基坑開挖深度20.75～21.5m?；硬捎脟o(hù)結(jié)構(gòu)+三道鋼筋砼內(nèi)支撐體系進(jìn)行基坑支護(hù)，圍護(hù)樁樁徑1.2m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面基坑西側(cè)、北側(cè)及東側(cè)北段及基坑南側(cè)采用咬合樁、東側(cè)南段采用地鐵原有的地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)（厚800mm）作為本基坑圍護(hù)共同受力結(jié)構(gòu)，安全等級(jí)為一級(jí)。

2 場(chǎng)地基本地質(zhì)條件

2.1 工程地質(zhì)條件

基坑開挖范圍巖土層有素填土、粘土、中粗砂、粗礫砂、礫質(zhì)粘性土、全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖?；拥诪閺?qiáng)風(fēng)化花崗巖，圍護(hù)樁進(jìn)入坑底6m，樁底巖土層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖或中風(fēng)化花崗巖。

2.2 水文地質(zhì)條件

場(chǎng)地地下水類型以潛水為主，主要賦存于第四系各地層中，其中第四系沖洪積中粗砂、粗礫砂屬?gòu)?qiáng)透水性地層，涌水量大，為主要含水層。

2.3 場(chǎng)地地下障礙情況

項(xiàng)目用地原為高交會(huì)場(chǎng)地，場(chǎng)地內(nèi)分布有基礎(chǔ)承臺(tái)、地梁及管樁基礎(chǔ)，在基坑?xùn)|側(cè)北段，咬合樁范圍分布有管樁樁徑為400mm，間距約為3.0m。

地鐵風(fēng)亭施工錨桿及證券交易中心基坑錨桿從基坑場(chǎng)地東側(cè)紅線伸入場(chǎng)地內(nèi)，具體位置不詳。

3 監(jiān)測(cè)要求

項(xiàng)目 預(yù)警值mm 報(bào)警值mm地表沉降 48 60樁頂沉降 36 45基坑位移 40 50立柱沉降 8 10水位監(jiān)測(cè) 4000 5000內(nèi)支撐水平位移 8 10地鐵軌道變形 2 4地鐵車站沉降 4 5

4 項(xiàng)目施工過程概況

建設(shè)單位從工期、造價(jià)等方面考慮，未采用地下連續(xù)墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，項(xiàng)目圍護(hù)樁采用鉆孔咬合樁。

由于周邊環(huán)境，尤其地鐵對(duì)基坑變形要求極其嚴(yán)格，對(duì)咬合樁施工質(zhì)量要求高，旋挖機(jī)硬切割咬合樁難以達(dá)到施工質(zhì)量要求，存在基坑變形過大風(fēng)險(xiǎn)。項(xiàng)目施工設(shè)備選用全套筒鉆孔咬合樁。

4.1 全套管沖抓設(shè)備

項(xiàng)目進(jìn)場(chǎng)施工時(shí)，設(shè)備選型為MZ-2B搖動(dòng)式全套管沖抓咬合樁機(jī)。

設(shè)備配套如圖1。

作業(yè)范圍存在鋼筋錨桿：施工東側(cè)場(chǎng)地時(shí)，由于地鐵風(fēng)亭基坑施工及證券交易中心基坑施工時(shí)遺留的錨桿與鋼套筒纏繞，造成搓管機(jī)抱死，無法進(jìn)尺或上拔，容易造成相鄰已成樁廢樁，造成經(jīng)濟(jì)損失及存在質(zhì)量隱 患。

作業(yè)范圍存在管樁舊基礎(chǔ)：東側(cè)北段局部圍護(hù)樁施工范圍存在老建筑管樁基礎(chǔ)，沖抓設(shè)備也無法完成地下障礙物的清障。

作業(yè)范圍圍護(hù)樁需進(jìn)入中風(fēng)化花崗巖：場(chǎng)地西側(cè)巖面較淺，入基坑底約2m為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖下端或中風(fēng)化花崗巖，沖抓設(shè)備施工進(jìn)尺困難。

由于場(chǎng)地存在上述特殊地層，傳統(tǒng)的全套管沖抓設(shè)備無法滿足施工要求。

4.2 全套管旋挖設(shè)備

基于地層原因，設(shè)備選型調(diào)整為CG型全套管搓管旋挖成孔咬合樁機(jī)。設(shè)備配套如圖2。

主要由 1- 搓管機(jī)(沖抓長(zhǎng)型)、2 - 鋼套管、3- 沖抓斗、4-履帶吊機(jī)、5-液壓泵站等組成。

主要由 1- 搓管機(jī)(旋挖短型)、2 - 鋼套管、3- 旋挖鉆具、4- 旋挖鉆機(jī)等組成。

搓管鉆機(jī)往復(fù)小角度搓動(dòng)鋼套管并將其壓入地層。同時(shí)旋挖鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)旋挖鉆具回轉(zhuǎn)并鉆掘出套管內(nèi)巖土，利用旋挖機(jī)大動(dòng)力扭力對(duì)土釘錨桿、管樁舊基礎(chǔ)障礙物及強(qiáng)風(fēng)化下端或中風(fēng)化花崗巖進(jìn)行預(yù)先處理，套管護(hù)壁鉆掘至設(shè)計(jì)深度后在套管內(nèi)下入全孔鋼筋籠并灌注混凝土, 同時(shí)搓管鉆機(jī)繼續(xù)搓動(dòng)和起拔套管, 邊起拔邊灌注, 直至灌注完畢并起拔出全孔套管。此時(shí)成孔和灌注成樁一次完成。

5 施工效果及監(jiān)測(cè)

5.1 施工效果

項(xiàng)目施工周期自2011年7月11日至2013年8月8日，工程歷時(shí)752日歷天。工程開挖深度約 20m，開挖后檢查旋挖鉆孔咬合樁墻止水效果好及變形小于設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)值，外觀觀感質(zhì)量良好，整體施工效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

監(jiān)測(cè)結(jié)果如下:

項(xiàng)目 點(diǎn)位（最大值） 累計(jì)變化值mm地表沉降 C1-3 -39.8樁頂沉降 WY02 -8.4基坑位移 WY05 -9.9立柱沉降 LC5 -6.8水位監(jiān)測(cè) SW3 4140內(nèi)支撐水平位移 LZ5 +5.8

5.2 監(jiān)測(cè)情況

施工監(jiān)測(cè)自基坑開挖2012年4月至2013年8月，共20個(gè)月，各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，基坑安全可控。

6 結(jié)論

全套管設(shè)備和工法是一種適合在城市施工的環(huán)保安全型施工技術(shù)，成功解決了常規(guī)工法在泥漿難以護(hù)壁的軟弱地層、含承壓水的流沙和流塑地層，易塌孔埋鉆地層、松散地層、存在地下障礙物和卵礫石層中無法鉆進(jìn)成樁的難題。

全套管旋挖咬合樁相比較其他幾種常用的圍護(hù)型式有其自身很大的優(yōu)勢(shì)：全護(hù)筒，能夠克服不良地質(zhì)條件下灌注樁成樁困難的問題；是更環(huán)保、更安全(全孔套管護(hù)壁, 無泥漿)；成樁質(zhì)量更好(樁孔無泥皮和沉渣, 樁身無縮徑和離析)；從經(jīng)濟(jì)角度，咬合樁相比地下連續(xù)墻具有低配筋率，節(jié)約造價(jià)的優(yōu)勢(shì)。

[1]宋志彬, 馮起贈(zèng), 和國(guó)磊, 王年友, 張金昌.CG 型全套管搓管成孔設(shè)備的研究和應(yīng)用[J ]. 探礦工程( 巖土鉆掘工程), 2009年增刊.

[2]劉廣志. 鉆孔樁成樁工藝與設(shè)備的新進(jìn)展.劉廣志探礦(鉆掘)工程文選[M ].北京: 中國(guó)物價(jià)出版社.