某工程人工挖孔樁的巖層鉆取及其質(zhì)量檢測

王菲

(福建省建筑科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，福建省綠色建筑技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗室，福建省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司，福州 350108)

0 引言

有著悠久歷史的樁基礎(chǔ)[1]，廣泛地被應(yīng)用于現(xiàn)代建筑工程中。而中風(fēng)化巖層較淺的樁基礎(chǔ)常采用人工挖孔樁[2]。人工挖孔樁的工程質(zhì)量檢測方法[3]包括靜載，鉆芯法、低應(yīng)變法等。檢測數(shù)量應(yīng)符合規(guī)范[4]要求。

1 水磨鉆孔機(jī)器簡介

人工挖孔樁的中風(fēng)化巖層持力層挖掘已經(jīng)成為地下工程施工的棘手問題，近年來有些居民區(qū)不能使用大型打樁機(jī)，也不能爆破作業(yè)。人工操作水磨鉆孔機(jī)隨即應(yīng)運(yùn)而生，該機(jī)器可解決這些難題。該機(jī)器的特點(diǎn)是：無噪音、無震動、無粉塵作業(yè)、無污染、孔壁光滑、效率高、尺寸精確等特點(diǎn)?？梢糟@取各種堅硬頁巖、花崗石、青砂石、石灰?guī)r、鋼筋混凝土、含鐵礦石、大理石等中風(fēng)化弱風(fēng)化巖層。

2 工程概況

本工程總用地面積5 萬多平方米，總建筑面積16 萬多平方米，其中地下建筑面積3 萬多平方米。根據(jù)巖土工程勘察報告,擬建場地土層情況自上而下為：

1.雜填土：灰黃色，稍濕，成份主要為黏性土，厚度0.20～8.10m;

2.素填土：黃色，稍濕，成份主要為黏性土，厚度0.30～4.90m;

3.粉質(zhì)黏土：黃、灰黃色，可塑狀，具中壓縮性，無搖震反應(yīng)，切面稍有光澤，韌性中等，干強(qiáng)度中等。厚度1.20～3.60m：

4.殘積砂質(zhì)黏性土：褐黃色，可塑～硬塑狀，具中壓縮性，無搖振反應(yīng)，無光澤反應(yīng)，韌性中等，干強(qiáng)度中等。厚度1.30～17.50m。

5.全風(fēng)化花崗巖：灰白色，散體結(jié)構(gòu)，巖芯呈土狀，巖體極破碎，巖石為極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級，厚度1.50～7.60m;

6.砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：灰白色，散體結(jié)構(gòu)，巖芯呈砂土狀，巖體極破碎，為軟巖，巖體基本質(zhì)量等級V 級。厚度0.30～12.40m;

7.碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：灰白色，碎裂結(jié)構(gòu)，巖芯呈碎塊狀，巖體破碎，為軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級，厚度0.20～11.60m；

8.中風(fēng)化花崗巖：灰白色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖芯短柱狀、長柱狀，巖石為較硬巖，巖體較破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級。厚度1.20～5.90m；

9.微風(fēng)化花崗巖：灰白色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖芯長柱狀，巖石為堅硬巖，巖體較完整，巖體基本質(zhì)量等級為II 級。厚度1.90～25.20m。

本文只選取該工程一期工程的3#樓、5#樓作為研究對象。3 號樓人工挖孔樁56 根，人工挖孔墩基礎(chǔ)4 根；5 號樓人工挖孔樁24 根，人工挖孔墩基礎(chǔ)78 根；3號樓5 號樓設(shè)計參數(shù)相同，樁身混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級C30，相關(guān)參數(shù)如表1。

表1 相關(guān)參數(shù)

3 人工挖孔樁中風(fēng)化巖層持力層水磨鉆孔

人工挖孔樁中風(fēng)化巖層持力層，先按照常規(guī)人工挖到巖面，再用水磨鉆孔沿著孔周斜著鉆孔，鉆機(jī)鉆孔直徑常有100mm 和125mm，本工程選用125mm 的，每次鉆取深度700mm 到800mm。一圈鉆取結(jié)束，形成圓周狀巖層與基巖分離，再用鉤機(jī)吊著約20 斤重錘子，從孔口高度放開，砸在待取出的巖石上，砸的次數(shù)大約100 次，使其底面與基巖分離開，最后用卷揚(yáng)機(jī)和纜繩將巖石平穩(wěn)吊起來移走。錘子重量不易過重，太重容易破壞持力層完整性，影響樁端承載力發(fā)揮。對于擴(kuò)大頭較大，樁端入巖要求較深的，可以分多層，多圈鉆孔，分次取出巖石即可。如圖1所示為某樁水磨鉆孔取出巖石后情景。

圖1 某樁水磨鉆孔取出巖石后情景（圖片來源：作者自攝）

4 該工程樁基檢測結(jié)果

3#樓靜載檢測結(jié)論：J1-131#、J1-153#、J1-167#的單樁豎向抗壓極限承載力均為8800kN，單樁豎向抗壓承載力特征值均為4400kN，均滿足設(shè)計要求。

3#樓鉆芯法檢測結(jié)論：施工編號為J1-123#、J1-125#、J1-132#、J1-137#、J1-141#、J1-145#、J1-151#、J1-155#、J1-157#、J1-165#的10 根試樁，樁身完整性類別均為I 類，樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度、樁端持力層巖土性狀均滿足設(shè)計要求。

3#樓低應(yīng)變法檢測結(jié)論：I 類樁：52 根，占93%；Ⅱ類樁：4 根，占7%。

5#樓靜載檢測結(jié)論：J 1-183#、J1-200#的單樁豎向抗壓極限承載力均為8800kN，單樁豎向抗壓承載力特征值均為4400kN，均滿足設(shè)計要求。

5#樓鉆芯法檢測結(jié)論：施工編號為J1-185#、J1-186#、J1-190#、J1-192#、J1-194#、J1-195#、J1-197#、J1-199#、J1-203#、J1-206#的10 根試樁，樁身完整性類別均為I 類，樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度、樁端持力層巖土性狀均滿足設(shè)計要求。

5#樓低應(yīng)變法檢測結(jié)論：I 類樁：23 根，占96%；Ⅱ類樁：1 根，占4%。

5 結(jié)論與推廣

5.1 本文中該工程3#樓、5#樓樁基檢測結(jié)論，說明人工挖孔樁中風(fēng)化巖層持力層用水磨鉆孔的方法，對樁基的質(zhì)量有積極作用。

5.2 可以在類似工況下推廣，如應(yīng)用于建筑基礎(chǔ)工程、高鐵橋梁、高速公路路巖安裝、橋梁橋墩、房屋基礎(chǔ)工程、護(hù)坡治理、擋土樁、鋼筋混凝土鉆孔、鐵路隧道施工加固、報廢樁鉆孔、質(zhì)檢取芯、市政管道非開挖等等建筑的鉆孔之用。可以鉆取各種堅硬頁巖、花崗石、青砂石、石灰?guī)r、鋼筋混凝土、含鐵礦石、大理石等中風(fēng)化弱風(fēng)化巖層。

5.3 墩基礎(chǔ)也可以采用同樣工藝。錘子重量不易過重，太重容易破壞持力層完整性，影響樁端承載力發(fā)揮。對于擴(kuò)大頭較大，樁端入巖要求較深的，可以分多層，多圈鉆孔，分次取出巖石即可。