廈門帝景苑超深旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)

吳明章

（曙光建設(shè)有限公司廈門分公司，福建 廈門 361003）

0 前言

為了提高超深旋挖鉆孔灌注樁施工質(zhì)量，確保建筑工程的安全性和可靠性，必須對(duì)超深旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)進(jìn)行有效的控制。

1 工程概況

廈門帝景苑二期工程位于廈門島內(nèi)繁華片區(qū)，北側(cè)靠近員筜湖，項(xiàng)目占地2.3萬m2，總建筑面積約20 萬m2，建筑高度約253m，地下室4 層，地上62 層。鋼框架結(jié)構(gòu)是本次項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)形式，采用鋼筋桁架混凝土組合型鋼梁作為蓋樓的樓板。

根據(jù)勘察的地質(zhì)資料，在鉆孔揭露深度范圍內(nèi)所分布的地層主要為近代填土層（雜填土①1、素填土①2、填石①11），其下為第四紀(jì)全新統(tǒng)（Q4）海積層（淤泥②），第四紀(jì)全新統(tǒng)（Q4）海陸交互相沖淤積層（粉質(zhì)粘土③1 和中粗砂③2、淤泥質(zhì)土④），第四紀(jì)上更新統(tǒng)（Q4）沖洪積層（中粗砂④1），以及主要形成于中更新統(tǒng)的殘積土（殘積砂質(zhì)粘性土⑤）和基巖風(fēng)化層（全風(fēng)化花崗巖⑥、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑦1、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑦2、中微風(fēng)化花崗巖⑧）組成。

本工程樁基情況：主樓工程樁為樁徑Φ1200mm 的旋挖成孔泥漿護(hù)壁灌注樁共487 根，單樁承載力特征值為13500KN，承載力極限值為27000KN；商業(yè)樓、回遷房及純地下室部分工程樁為樁徑Φ1000mm 的旋挖成孔泥漿護(hù)壁灌注樁共169根；基坑支護(hù)格構(gòu)柱支承樁為樁徑Φ1000mm的旋挖成孔泥漿護(hù)壁灌注樁共212根。根據(jù)施工統(tǒng)計(jì)，成孔施工深度在38m 至93.2m 之間。

2 本工程施工技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)

①塔樓完整中微風(fēng)化持力層深，樁孔設(shè)計(jì)深，根據(jù)施工統(tǒng)計(jì)，施工深度在75m以上的有133 根，最深的孔樁達(dá)93.2m，成孔垂直度控制困難，成孔難度大。

②地質(zhì)條件復(fù)雜，地表雜填層為建筑垃圾，最深達(dá)6～7m，透水性強(qiáng)，遇水易坍塌，現(xiàn)場(chǎng)采取加長鋼護(hù)筒至6m 來解決，局部加長至12m 長；局部區(qū)域地面以下22～29m 高度范圍內(nèi)存在透水沙層；許多孔樁在65m 以下仍存在多層孤石情況；泥漿護(hù)壁不穩(wěn)定，施工成孔成樁難度大。

③本項(xiàng)目地層強(qiáng)風(fēng)化層厚度大，中微風(fēng)化花崗巖層層頂坡度大，巖層堅(jiān)硬，孤石多，旋挖鉆機(jī)機(jī)具磨損大，成孔困難，并易造成孔斜。

3 施工工藝

本項(xiàng)目樁基采用泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)成孔，并分節(jié)制作、預(yù)拼裝鋼筋籠吊裝在孔口、鋼筋籠孔口直螺紋連接下籠、導(dǎo)管法灌注水下混凝土成樁，整個(gè)工藝主要有成孔和成樁兩個(gè)部分。

旋挖樁成孔成樁工藝流程，如圖1：

3.1 成孔

根據(jù)本工程施工特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)配備10 臺(tái)360～520 不等的大型旋挖樁機(jī)。對(duì)于塔樓深樁，為滿足孔深75 米以上樁孔的施工，深孔樁旋挖鉆機(jī)配備五節(jié)機(jī)鎖桿的鉆桿，滿足施工孔深的要求。

本工程塔樓樁端持力層為中風(fēng)化花崗巖，當(dāng)有效樁長小于36m時(shí)，嵌巖深度不小于1.5m；當(dāng)有效樁長大于36m時(shí)，嵌巖深度不小于1.0m。非塔樓區(qū)域承壓兼抗拔樁樁端持力層為碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，嵌巖深度1.0m，樁基有效長度不應(yīng)小于25m。終孔控制方法是:當(dāng)旋挖成孔至設(shè)計(jì)持力層時(shí)，報(bào)甲方代表及勘察單位，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)取樣的巖芯進(jìn)行判定，確認(rèn)為設(shè)計(jì)持力層后，再繼續(xù)鉆進(jìn)成孔至進(jìn)入持力層深度滿足設(shè)計(jì)要求，終孔的巖樣同樣應(yīng)經(jīng)監(jiān)理、勘察單位及甲方代表確認(rèn)驗(yàn)收。

3.2 泥漿調(diào)制與清孔

泥漿調(diào)制：

（1）在粘性土中成孔時(shí)注入的應(yīng)該為清水，再以原土造漿保護(hù)墻壁。1.1～1.3為循環(huán)泥漿的控制比重。

（2）在較厚的類砂層或者砂土中成孔時(shí)，應(yīng)該以1.2～1.3的控制泥漿比重來制備泥漿。

（3）在容易坍塌或者沙卵的土層中成孔時(shí)，所需的泥漿比重已經(jīng)至少增大至1.3～1.5，結(jié)合實(shí)際情況，必要時(shí)需適當(dāng)調(diào)整比重。

（4）根據(jù)本工程的地質(zhì)條件泥漿相對(duì)密度：1.1～1.3，粘度：18～28s，砂率≤8%，膠體率不大于90%。

清孔：

①第一次清孔在終孔后；當(dāng)導(dǎo)管以及鋼筋骨架都安裝完后，在澆筑混凝土之前，需要進(jìn)行第二次清孔操作。

圖1 旋挖樁成孔成樁工藝流程

②根據(jù)本工程有厚層強(qiáng)風(fēng)化地質(zhì)含砂量較大，二次清孔應(yīng)重新調(diào)整泥漿比重，增強(qiáng)粘稠度。

③在進(jìn)行第二次清孔后，要確保泥漿性能指標(biāo)以及沉渣厚度依然滿足設(shè)計(jì)的基本需求。確保沉渣不多于50mm，粘度在28s之內(nèi)，泥漿性能指標(biāo)孔底500mm以內(nèi)的相對(duì)密度在1.25以內(nèi)，含沙量在8%以內(nèi)。

④在進(jìn)行水下混凝土的灌注之前，需要對(duì)泥漿性能指標(biāo)以及沉渣厚度進(jìn)行反復(fù)澤亮，一旦發(fā)現(xiàn)兩者指標(biāo)超出了規(guī)定范圍，一定要重新進(jìn)行清孔操作。

⑤清孔的過程中要確保水位不在護(hù)筒流水口之上，以免出現(xiàn)坍孔。

3.3 鋼筋籠安裝

對(duì)于鋼筋籠制作來說，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，電焊條強(qiáng)度規(guī)格按有關(guān)規(guī)范要求，樁身縱筋的保護(hù)層厚度為50mm。樁身縱向鋼筋應(yīng)采用機(jī)械連接，鋼筋機(jī)械連接接頭做法按規(guī)范要求施工。鋼筋籠起吊提升時(shí)，應(yīng)注意防止其變形，孔口對(duì)接時(shí)，要保證鋼筋籠順直。鋼筋籠采用懸掛固定，底部應(yīng)有保護(hù)層。

3.4 水下混凝土澆注

水下混凝土澆筑質(zhì)量直接影響到超深鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，按照工程施工方案，超深鉆孔水下混凝土的初凝時(shí)間在8 個(gè)小時(shí)以上，塌落度在18cm—22cm 之間，灌注水下混凝土?xí)r，必須將導(dǎo)管提高到距離孔底0.5 米處，將灌注料斗裝滿混凝土以后才能澆筑水下混凝土?；炷凉嘧⒈仨毘掷m(xù)進(jìn)行，中間不能中斷。其次，灌注樁的灌注時(shí)間不能太長，在灌注的時(shí)候，正常埋管2～6m，嚴(yán)禁導(dǎo)管提離砼面，以免造成灌注事故。

4 結(jié)語

根據(jù)建筑的實(shí)際施工條件和地質(zhì)條件，實(shí)施鉆孔灌注樁施工技術(shù)，讓建筑工程的樁基工程符合工程設(shè)計(jì)要求，克服了上層建筑荷載大、樁長、地質(zhì)復(fù)雜等施工問題，從而防止了鉆孔偏差、掉鉆、鋼筋籠上浮等現(xiàn)象，確保超深鉆孔灌注樁施工質(zhì)量。