論復(fù)雜地質(zhì)超高層嵌巖樁施工關(guān)鍵技術(shù)

方明

（中鐵十四局集團(tuán)第四工程有限公司，濟(jì)南 250002）

1 引言

超高層建筑在一定程度上節(jié)省了城市空間，但由于過于高聳，其穩(wěn)定性也成為超高層建設(shè)中最重要的問題。基礎(chǔ)作為超高層建設(shè)的第一步，是影響其穩(wěn)定性的主要因素，施工中如何確?；A(chǔ)承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，將影響整個(gè)超高層建筑的穩(wěn)定性。因此，在實(shí)際施工過程中，樁基礎(chǔ)地施工質(zhì)量尤為重要。

2 工程概況

本工程為秦望廣場(chǎng)地下綜合體施工，占地面積112 900 m2，分為地下綜合體和秦望站土建預(yù)埋工程兩部分，總建筑面積約242 000 m2。該工程地下部分為2 層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基坑深度約14 m。秦望廣場(chǎng)地上部分有T1 至T4 共4 棟高層塔樓、配套附屬裙房以及科技館等建筑。T1 至T4 塔樓的高度分別為150 m、220 m、150 m、80 m，均為框架核心筒結(jié)構(gòu)，其中，T1 和T4 塔樓距離地鐵車站基坑大于30 m；T2 塔樓距離車站基坑6 m；T3 塔樓幾乎密貼車站。鄰近科技館最高為24 m，2～4 層為框架結(jié)構(gòu)。地下綜合體共有樁基約2 500 根，直徑800～1 000 cm，樁長約50 m，嵌巖深度2～6 m，其中，塔樓下方樁基直徑為1 000 cm，采用C45 水下混凝土，注漿管2 根。采用旋挖鉆施工。秦望廣場(chǎng)平面圖如圖1 所示。

圖1 秦望廣場(chǎng)平面圖

3 地質(zhì)情況

基坑范圍內(nèi)土層從上到下依次為：①1 填土、②1 粉質(zhì)黏土、④1 粉土、④2 粉質(zhì)黏土、⑤1 圓礫土、⑤2 卵石土1 全風(fēng)化石英閃長巖、2 強(qiáng)風(fēng)化石英閃長巖、3 中風(fēng)化石英閃長巖。樁基樁長采用入巖單控，入中風(fēng)化巖2～6 m，中風(fēng)化巖強(qiáng)度達(dá)60 MPa。

4 影響樁基承載力主要因素

嵌巖樁承載力主要由嵌土段阻力、嵌巖段側(cè)阻力和端阻力3 部分組成[1]。實(shí)際施工過程中，影響這3 部分阻力的因素有很多，下面就影響樁基承載力的因素展開研究分析。

4.1 過程中判巖不準(zhǔn)

本工程樁基樁長采取入巖單控（入巖長度達(dá)到即可終孔），要求樁基入中風(fēng)化巖2～6 m，而強(qiáng)風(fēng)化巖外特征是裂隙很發(fā)育，巖體破碎，可被切割成2～20 cm 的巖塊，中風(fēng)化巖破碎，可被切割成20～50 cm 的巖塊，但有些巖石芯樣破碎程度屬于強(qiáng)風(fēng)化，堅(jiān)硬程度卻屬于中風(fēng)化[2]，容易誤判，如果全風(fēng)化巖過厚，會(huì)導(dǎo)致樁端無法進(jìn)入中風(fēng)化持力層，從而影響樁基承載力。實(shí)際施工中，采取3 種渠道對(duì)巖性進(jìn)行同時(shí)判斷，綜合考慮后，最終確定中風(fēng)化巖面標(biāo)高：（1）通過芯樣外觀判斷；（2）旋挖鉆機(jī)體抖動(dòng)強(qiáng)度；（3）對(duì)比地勘報(bào)告中風(fēng)化入巖深度。通過以上3 點(diǎn)綜合判定基本可以確定。中風(fēng)化碎巖及柱巖如圖2、圖3 所示。

圖2 中風(fēng)化碎巖

圖3 中風(fēng)化柱巖

4.2 樁底沉渣過厚

本工程T1 塔樓試樁施工完成后的靜載試驗(yàn)過程中，T1-SZ3 號(hào)樁設(shè)計(jì)極限承載力特征值為22 000 kN，當(dāng)荷載加至19 800 kN 時(shí)，樁基最大沉降達(dá)80 mm，已超過規(guī)范最大沉降量40 mm 的允許值，判定結(jié)果為不合格。經(jīng)樁身取芯結(jié)果為，樁底有沉渣150 mm，超規(guī)范驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)50 mm，由此可知，樁底沉渣對(duì)嵌巖樁承載力影響顯著。調(diào)整泥漿含砂率指標(biāo)及清孔工藝后，經(jīng)超聲檢測(cè)沉渣厚度小于50 mm，靜載試驗(yàn)檢測(cè)合格（見圖4、圖5）。

圖4 加載曲線

圖5 樁身芯樣

4.3 樁端注漿質(zhì)量

參考南京河西地區(qū)大直徑鉆孔灌注樁進(jìn)行大噸位靜載試驗(yàn)，得出樁端后注漿改善了嵌巖段的力學(xué)性能，增大了嵌巖段側(cè)摩阻力[3]。本工程現(xiàn)場(chǎng)通過塔樓試樁對(duì)該地質(zhì)條件下樁端后注漿效果進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證，通過對(duì)T1-SZ2、T2-SZ2 樁基進(jìn)行靜載試驗(yàn)（見圖6），超聲檢測(cè)兩樁樁底沉渣均為50 mm；T2-SZ2 靜載試驗(yàn)前未進(jìn)行樁端注漿，而T1-SZ2 靜載試驗(yàn)前進(jìn)行了樁端注漿，靜載試驗(yàn)結(jié)果：T1-SZ2 荷載加至22 000 kN時(shí)，最大沉降30 mm（見圖7），T2-SZ2 荷載加至22 000 kN時(shí)，最大沉降38 mm（見圖8）。通過試驗(yàn)對(duì)比得知，針對(duì)此地質(zhì)條件，樁端后注漿可以增加樁基承載力，因此，后期工程樁要求100%后注漿，有效提高了樁基承載力。

圖6 現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)

圖7 T1-SZ2 靜載曲線

圖8 T2-SZ2 靜載曲線

5 結(jié)語

本文以杭州秦望工程超高層塔樓建筑為例，施工過程中影響樁基承載力的因素展開研究分析，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)如何準(zhǔn)確判巖，樁底沉渣影響程度以及樁端后注漿3 個(gè)方面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，針對(duì)秦望廣場(chǎng)復(fù)雜地層樁基施工得出以下結(jié)論：

1）樁基成孔過程中，可通過地勘、巖石外觀、設(shè)備抖動(dòng)3 方面綜合判斷中風(fēng)化巖面；

2）嚴(yán)格控制樁底沉渣厚度，可通過調(diào)整泥漿含砂率等指標(biāo)，加強(qiáng)灌注前清孔環(huán)節(jié)，保證首灌質(zhì)量，將沉渣控制在50 mm 以內(nèi)；

3）在此地質(zhì)條件下，通過樁端后注漿能夠有效提高樁基承載力。