謝秋明

(江西省昌水建設(shè)工程有限公司,江西南昌 330095)

大直徑鉆孔擴(kuò)底灌注樁施工實(shí)踐

謝秋明

(江西省昌水建設(shè)工程有限公司,江西南昌 330095)

詳細(xì)介紹了大直徑鉆孔擴(kuò)底灌注樁的施工方法,結(jié)合工程實(shí)例,分析了該工程的主要特點(diǎn),論述了采取的主要技術(shù)措施。

大直徑孔;鉆孔灌注樁;擴(kuò)底樁

1 工程概況

南昌聯(lián)發(fā)廣場為一座集5A級商務(wù)寫字樓、高檔商業(yè)及酒店式公寓為一體的大型綜合性建筑,工程地處南昌市紅谷灘中心區(qū),占地約47畝,工程總建筑面職約2114萬m2,其中寫字樓48層,總建筑高度20015 m,±0100 m以下設(shè)有2層地下室,屬紅谷灘新區(qū)地標(biāo)性建筑。

聯(lián)發(fā)廣場寫字樓及公寓樓基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用機(jī)械鉆孔擴(kuò)底灌注樁,樁長約30 m,樁孔深度45 m左右,最大單樁承載力設(shè)計(jì)值為78500 kN,樁徑從“800～2700 mm多達(dá)13種樁徑,其中寫字樓最大擴(kuò)底樁徑為“2700 mm擴(kuò)至“4000 mm。擴(kuò)底樁樁端持力層為微風(fēng)化砂礫巖,樁端進(jìn)入持力層1d(其中d為樁徑),故擴(kuò)底施工在微風(fēng)化砂礫巖中進(jìn)行?；炷翉?qiáng)度等級為C45。

2 鉆孔擴(kuò)底樁的施工方法

2.1 施工流程

測量定位→護(hù)筒埋設(shè)→設(shè)備安裝定位→直孔段鉆進(jìn)成孔→第一次清孔→測量擴(kuò)底鉆頭擴(kuò)孔行程→擴(kuò)孔限位片設(shè)置→更換擴(kuò)底鉆頭→擴(kuò)底鉆頭擴(kuò)底→第二次清孔換漿→下導(dǎo)管及下放鋼筋籠→第三次清孔→灌注砼成樁。

2.2 測量定位

根據(jù)業(yè)主提供的平面坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn),按照設(shè)計(jì)單位提供的樁位平面圖計(jì)算樁位坐標(biāo),由技術(shù)人員復(fù)核計(jì)算后,進(jìn)行測量放樣。經(jīng)自檢復(fù)核無誤后,由甲方代表、現(xiàn)場監(jiān)理驗(yàn)收復(fù)核,確定樁位。

2.3 護(hù)筒的埋設(shè)

根據(jù)樁位坐標(biāo)測出孔位,挖好埋設(shè)坑,確保護(hù)筒埋設(shè)垂直,護(hù)筒中心與樁位中心應(yīng)重合,偏差≯50 mm。在開挖埋設(shè)護(hù)筒時(shí),注意地層情況盡可能地把樁位處的障礙物排除干凈,護(hù)筒就位后,用粘土充填夯實(shí)。

2.4 設(shè)備定位

鉆機(jī)安裝就位后,用水平尺校正水平,保證天車、轉(zhuǎn)盤中心和樁位中心三者在同一鉛垂線上,偏差≯10 mm,鉆機(jī)在開鉆前必須空載運(yùn)轉(zhuǎn),以檢查機(jī)械性能。砂石泵等泥漿循環(huán)設(shè)備安裝必須穩(wěn)固。

2.5 直孔鉆進(jìn)及第一次清孔

根據(jù)地層情況,選用龍門式三翼硬質(zhì)合金鉆頭或滾刀鉆頭鉆進(jìn)。開孔后先用正循環(huán)輕壓慢轉(zhuǎn)的鉆進(jìn)參數(shù)鉆進(jìn),緩慢注水,使沖洗液達(dá)到密度為1115～1125 kg/L,粘度20～22 s時(shí),開始正常鉆進(jìn)。正常鉆進(jìn)中,泥漿性能保持不變,采用中等轉(zhuǎn)速、較大泵量,保持適當(dāng)鉆速進(jìn)行鉆進(jìn)。鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)要求的樁底標(biāo)高,用測繩準(zhǔn)確測量孔深,符合要求后,停止加壓,采用慢轉(zhuǎn)速、大泵量進(jìn)行第一次清孔,合格后結(jié)束該道工序。

2.6 擴(kuò)底鉆進(jìn)及第二次清孔

當(dāng)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深后,便進(jìn)行第一次清孔,用測繩準(zhǔn)確測量孔深,符合要求后,才下入擴(kuò)底鉆頭,以確保擴(kuò)底鉆頭能安放到位。

(1)擴(kuò)底鉆進(jìn)前應(yīng)根據(jù)需要的擴(kuò)底直徑,確定相應(yīng)的擴(kuò)底行程及在擴(kuò)底鉆頭上固定好相應(yīng)的行程限位器。具體方法是:用吊車吊起擴(kuò)底鉆頭,使之離地,擴(kuò)刀完全收攏,測量總行程S1,然后慢慢放下,使擴(kuò)刀張開,直到滿足設(shè)計(jì)的擴(kuò)底直徑,再測量其剩余行程S2,則得到擴(kuò)底行程ΔS=S1-S2。不同的擴(kuò)底行程對應(yīng)不同的擴(kuò)底直徑,在施工前,根據(jù)設(shè)計(jì)擴(kuò)底直徑,準(zhǔn)確測定出擴(kuò)底鉆頭的行程,然后根據(jù)擴(kuò)底直徑和對應(yīng)的行程,在擴(kuò)底鉆頭上固定好行程限位器,使鉆頭到達(dá)的最大行程為擴(kuò)底需要的行程,這樣便于施工人員操作掌握。

(2)在使用擴(kuò)底鉆頭前,應(yīng)對其進(jìn)行仔細(xì)檢查,主要是鉆頭擴(kuò)刀的張開和收縮是否靈活,方法是用吊車或鉆機(jī)將其吊起,上下提動,觀察擴(kuò)刀的張開與收縮,反復(fù)幾次,使之靈活自如。其次要檢查鉆頭各部位是否牢固,發(fā)現(xiàn)有裂縫等應(yīng)及時(shí)進(jìn)行加焊處理。

(3)當(dāng)擴(kuò)底鉆頭下入孔底后,根據(jù)相應(yīng)的擴(kuò)底行程,立即用粉筆在主動鉆桿上做好記號,以便于控制和確定擴(kuò)底行程。

(4)擴(kuò)底前,應(yīng)先將擴(kuò)底鉆頭提離孔底一定高度,使其處于收縮狀態(tài),然后開啟泥漿泵,使泥漿循環(huán)暢通,再開動砂石泵,啟動反循環(huán),待泵吸反循環(huán)正常工作后,進(jìn)行擴(kuò)底。

(5)擴(kuò)底鉆進(jìn)開始時(shí),應(yīng)輕壓慢轉(zhuǎn),嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度。當(dāng)鉆進(jìn)至機(jī)上鉆桿所標(biāo)出的行程時(shí),逐步放松鉆具鋼絲繩。當(dāng)鉆具鉆進(jìn)阻力減小,轉(zhuǎn)動自如時(shí),表明擴(kuò)底行程已達(dá)到擴(kuò)底限位器,然后重新收緊鉆具鋼絲繩,回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)數(shù)分鐘,即可完成擴(kuò)底鉆進(jìn)。

(6)擴(kuò)底完成后,擴(kuò)底鉆頭慢慢空轉(zhuǎn),進(jìn)行清孔換漿,同時(shí)及時(shí)調(diào)整好泥漿性能,泥漿的密度<1125 kg/L,含砂率≤6%,粘度≤25 s。在保持反循環(huán)清孔過程中,擴(kuò)底鉆頭每間隔10 min慢慢轉(zhuǎn)動數(shù)圈,確保清除孔底沉渣。

(7)在清孔滿足要求后,即可起鉆,要求提鉆時(shí)輕提、慢提,使擴(kuò)底鉆頭慢慢收攏,如發(fā)現(xiàn)提鉆受阻時(shí),不能強(qiáng)提、猛拉,應(yīng)輕輕旋轉(zhuǎn),使之慢慢收攏。

(8)擴(kuò)底鉆頭提出孔口后,及時(shí)沖洗干凈,并進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修理,以備下次使用。

2.7 砼灌注前的清孔(第三次清孔)

砼灌注前,利用灌注導(dǎo)管進(jìn)行第三次清孔。需及時(shí)調(diào)整好泥漿性能,泥漿密度≤1125 kg/L,含砂率≤8%,粘度≤28 s,孔底沉渣≤50 mm。

2.8 初灌量的確定及灌注

灌注前,通過對擴(kuò)底端體積的分析,準(zhǔn)確計(jì)算初灌量,確保初灌后混凝土埋管有018 m以上。如果初灌量在10 m3以上,則初灌時(shí)需用2臺以上的混凝土運(yùn)輸車對準(zhǔn)初灌斗同時(shí)進(jìn)行卸料。

3 工程特點(diǎn)

(1)樁徑超大。本工程寫字樓主樓采用“2700 mm擴(kuò)至“4000 mm、“2500 mm擴(kuò)至“3800 mm、“1800 mm擴(kuò)至“2500 mm的鉆孔擴(kuò)底灌注樁,鉆孔灌注樁最大直徑“2700 mm擴(kuò)至“4000 mm。

(2)鉆進(jìn)巖層深度大。本工程寫字樓主樓和公寓樓主樓基礎(chǔ)采用鉆孔擴(kuò)底灌注樁,樁端持力層為微風(fēng)化砂礫巖,需鉆穿厚達(dá)14 m多的中風(fēng)化砂礫巖,進(jìn)入微風(fēng)化砂礫巖1d,最大為217 m。

(3)擴(kuò)底難度大。本工程寫字樓主樓和公寓樓主樓基礎(chǔ)采用鉆孔擴(kuò)底灌注樁,樁端持力層為微風(fēng)化砂礫巖,其擴(kuò)底在微風(fēng)化砂礫巖中進(jìn)行,擴(kuò)底難度大。

(4)孔底沉渣控制極為重要。由于樁端持力層為中、微風(fēng)化礫砂巖,施工中樁底沉渣的控制極為重要。

(5)初灌量大。鉆孔灌注樁初灌極為重要,為確保初灌質(zhì)量,需保證砼初灌后,導(dǎo)管埋深在0.8 m以上,通過計(jì)算,“2700 mm擴(kuò)至“4000 mm樁的擴(kuò)大頭為16121 m3,最大初灌量為15 m3。

(6)砼面的探測問題。由于空孔段很長,深達(dá)17 m,終止灌注時(shí)對砼面的判定至關(guān)重要。

(7)樁徑種類多,樁頂標(biāo)高變化大。本工程鉆孔灌注樁樁徑種類多,從“800～2700 mm多達(dá)13種,樁頂標(biāo)高變化大,從-10113～-17153 m。

4 主要技術(shù)措施

(1)針對本工程樁徑超大的難點(diǎn),采用大口徑鉆機(jī)施工,根據(jù)設(shè)備性能,采用GPS-30型鉆機(jī)施工“2700 mm擴(kuò)至“4000 mm、“2500 mm擴(kuò)至“3800 mm的樁,其他大直徑鉆孔樁采用GPS-20HA、GPS-20型鉆機(jī)施工。施工過程中采用跳打施工,以防串孔發(fā)生。

(2)本工程寫字樓主樓和公寓樓主樓,樁端持力層為微風(fēng)化砂礫巖,需鉆穿厚達(dá)14 m多的中風(fēng)化砂礫巖,進(jìn)入微風(fēng)化砂礫巖1d。中風(fēng)化砂礫巖采用雙腰帶硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn),鉆進(jìn)過程中及時(shí)檢查、修復(fù)鉆頭。微風(fēng)化砂礫巖采用滾刀鉆頭鉆進(jìn)。

(3)本工程寫字樓主樓和公寓樓主樓基礎(chǔ)采用鉆孔擴(kuò)底灌注樁,樁端持力層為微風(fēng)化砂礫巖,其擴(kuò)底在微風(fēng)化砂礫巖中進(jìn)行,針對擴(kuò)底難度大的特點(diǎn),采用滾刀擴(kuò)底鉆頭進(jìn)行擴(kuò)底,其能在堅(jiān)硬巖層中擴(kuò)底。

(4)二次清孔時(shí)用吊車吊住導(dǎo)管提離孔底一定距離,逐漸送漿清孔,后慢慢地下放導(dǎo)管,至導(dǎo)管底端距孔底300～500 mm處全泵量清孔,清孔過程中導(dǎo)管要向四周活動,以利于清干凈孔底四周的沉渣。

(5)鉆孔灌注樁初灌極為重要,為確保初灌質(zhì)量,需保證砼初灌后,導(dǎo)管埋深在018 m以上,通過計(jì)算,最大初灌量為15 m3。灌注前需備足混凝土,初灌時(shí)需用2臺以上的混凝土運(yùn)輸車對準(zhǔn)初灌斗同時(shí)進(jìn)行卸料。為能滿足此要求,施工時(shí)需合理安排施工順序,充分考慮初灌要求,保證初灌時(shí)孔口能同時(shí)容納2臺以上的混凝土運(yùn)輸車。

(6)因樁孔深、直徑大,灌注形成的浮漿很厚,灌注時(shí)砼面的檢測難度加大。為了在如此深的空孔中準(zhǔn)確判斷終灌混凝土面,必須采取切實(shí)措施。首先采用測繩系混凝土打撈器在樁頂位置撈取,如能順利撈取混凝土石子,則表明砼面高度已達(dá)到設(shè)計(jì)樁頂位置;否則,采用4分(“1217 mm)水管連接混凝土打撈器,下入孔內(nèi)樁頂砼面位置撈取石子。每根水管長度為3 m,便于人工拆卸。

(7)本工程鉆孔灌注樁樁徑種類多,樁頂標(biāo)高變化大。針對此特點(diǎn),要做好技術(shù)交底工作,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)此特點(diǎn),專職質(zhì)檢員加強(qiáng)檢查。

(8)必須具備預(yù)防事故發(fā)生及事故處理能力,做好事故處理預(yù)案,配備相應(yīng)的器具,灌注堵管時(shí)采用振動錘進(jìn)行震動疏通。

5 結(jié)語

大直徑鉆孔擴(kuò)底灌注樁施工前,具體分析工程的特點(diǎn)及施工難點(diǎn),通過周密的部署,采取有效的技術(shù)措施,能確保工程施工的順利完成。

[1] JGJ 94-94,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB 50202-2002,建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3] 羅紹明.鉆孔擴(kuò)底灌注樁適應(yīng)性問題的分析研究[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2004,31(5).

[4] 鄧江和,董惠民.惠州市廣播電視新聞中心大直徑鉆孔擴(kuò)底灌注樁施工技術(shù)[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2008,35(4): 56-57.

[5] 李世京,陳宏儒.澳門美高梅金殿工程大口徑鉆孔擴(kuò)底灌注樁施工技術(shù)[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2006,33(12):5-8.

Construction Practice of Large D iameter Under2reamed Bored Pile

XIE Qiu-ming(Jiangxi Changshui Construction Engineering Co.,Ltd.,Nanchang Jiangxi 330095,China)

The paper introduced the construction method of large diameter under2reamed bored pile with engineering case, analyzed the main characteristics of the project and discussed the main technicalmeasures.

large diameter hole;bored pile;under2reamed pile

TU473.1+4

A

1672-7428(2010)04-0069-03

2009-12-02;

2009-12-23

謝秋明(1975-),男(漢族),江西上高人,江西省昌水建設(shè)工程有限公司工程師,勘察工程專業(yè),碩士,從事巖土工程勘察設(shè)計(jì)與施工工作,江西省南昌市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)紫陽大道169號,1043882852@qq.com。