楊劍

【摘 要】伴隨著城市現(xiàn)代化進程的發(fā)展，高層建筑在城市中得到了不斷發(fā)展，隨之而來的是高層建筑的基礎越來越深，工程樁越來越深、越來越長 ?，F(xiàn)結合德基廣場二期高層工程樁試樁工程實例，就鉆孔灌注樁施工主要工序、施工方法和技術措施作簡要探討。

【關鍵詞】工程樁；正循環(huán)回旋鉆進；氣舉反循環(huán)清孔

[中圖分類號] TU97，TU753.3[文獻標識碼] A[文章編號] T2011-12(03)-1702

1 工程概況

德基廣場二期工程位于南京主城區(qū)的長江路、中山路與糖坊橋路匯成的三角地帶。由主樓、附樓和地下室構成，是一個集酒店、辦公、商業(yè)和公寓于一體的綜合項目，總面積約23萬平方米（其中地上17萬平方米、地下6萬平方米）。主樓位于場地的東北部，為一幢73層、高315m的超高層建筑；附樓為9層，結構高度50m；地下室4層（略大于主樓和附樓范圍），基坑預計開挖深度在20m左右。

主樓部分采用筒中筒結構體系，外框架柱與核心筒的間距12m左右，基底平均壓力1200～1300kN/m2；附樓部分采用鋼筋混凝土框架剪力墻結構，柱距8.7m×9.7m，在局部大跨懸挑區(qū)采用桁架，平均柱底軸力20000kN，最大柱底軸力30000kN。

主樓結構部分擬采用鉆孔灌注樁加筏板的基礎形式；附樓結構部分擬采用鉆孔灌注樁的基礎形式；地下室部分擬采用地下連續(xù)墻或鉆孔灌注樁加內支撐支護結構體系。

確定本工程樁基的極限承載力，使設計既安全可靠又經(jīng)濟合理，根據(jù)國家有關規(guī)范的規(guī)定和工程需要，進行工程樁的試樁施工，施工工期40d。

黑灰色，流塑，含腐植物和螺絲、貝殼。層頂埋深0.8～3.0m，層厚0.5～3.0m。

②粉質粘土：灰黃-黃灰，可塑，局部低塑性，夾粉土、粘土，稍有光澤，韌性、干強度中等。層頂埋深3.0～31.5m，層厚0.9～20.0m。

③粉質粘土混粗砂、卵礫石：灰-灰黃色，粉質粘土為軟-可塑，卵礫石含量不均勻，一般在10%～25%，局部僅5%左右，粒徑一般在1～5cm，個別＞10cm，以石英巖、石英砂巖為主要成分，磨圓度較好，呈次圓狀。層頂埋深31.3～36.7m，層厚0.3～4.3m。

④-1強風化泥巖、泥質粉砂巖：紫紅色，夾粉細砂巖、粉砂質泥巖，風化強烈，結構已不清晰，巖芯用手易碾碎，局部夾少量巖塊，屬極軟巖，遇水極易軟化。層頂埋深32.8～36.8m，厚度0.2～3.0m。

⑤-2n1中風化泥巖、粉砂質泥巖：紫紅色，巖體較完整，間夾膠結較差、層理較發(fā)育的泥質粉砂巖、細砂巖，屬極軟巖，巖體基本質量等級為Ⅴ，浸水易軟化。與泥質粉砂巖、粉細砂巖呈互層分布，厚度1.0～12.6m。

⑤-2n2中風化泥巖：紫紅色，巖體較完整，局部裂隙發(fā)育，部分為膠結差、層理發(fā)育的細砂巖，間夾粉砂質泥巖，巖芯用手易折斷，用力能碾碎，屬極軟巖，巖體基本質量等級為Ⅴ，浸水極易軟化。呈透鏡體分布在泥質粉砂巖、粉砂質泥巖層中，并呈互層狀，厚度1.8～9.4m。

⑤-2s1中風化泥質粉砂巖、細砂巖：紫紅色，巖體完整，間夾粉砂質泥巖、泥巖，以軟巖為主，巖體基本質量等級為Ⅳ，浸水易軟化，厚度2.0～16.1m。

⑤-2s2中風化泥質粉砂巖、細砂巖：紫紅色，巖體完整，部分為泥巖，夾粉砂質泥巖，屬軟巖，巖體基本質量等級為Ⅳ，浸水易軟化。層頂埋深48.5～58.8m，除主樓外該層未鉆穿。

⑤-3s中風化細砂巖、泥質粉砂巖：紫紅色，巖體完整，局部夾粉砂質泥巖、泥巖，大部分為軟巖，部分為較軟巖，巖體基本質量等級為Ⅲ-Ⅳ，浸水可軟化。層頂埋深63.5～68.0m，該層未鉆穿。

2工程鉆孔灌注樁施工主要工序的施工方法和技術措施

本工程試樁總量為4根，我公司承接了德基廣場二期工程樁基試樁工程SH-2 號、SH-3 號樁的施工。根據(jù)施工現(xiàn)場平面范圍及對地質條件的分析，綜合考慮到樁底巖層堅硬和天氣等不利因素的影響， SH-2號樁用上海產(chǎn) GPS-15 型鉆機施工 , SH-3號樁用 GPS-20 型鉆機施工。

2.1基礎工程樁說明

1）本工程定位坐標及±0.00相當?shù)慕^對標高10.14。

2）樁基工程采用鉆孔混凝土灌注樁，樁身混凝土強度等級C45。試樁總數(shù)為2根，其中:SH-2型樁1根，樁徑1500，主筋26?準22，加勁箍?準18＠2000，螺旋箍筋?準8＠250（加密區(qū)＠100）。SH-3型樁1根，樁徑1500，主筋26?準22，加勁箍?準18＠2000，螺旋箍筋?準8＠250（加密區(qū)＠100）。

3）樁體鋼筋?準為HRB235，?準為HRB335。樁內縱向鋼筋的接長采用焊接連接，縱橫鋼筋交接處均應焊牢。

4）樁基以⑤-2S2中風化泥質粉砂層為樁端持力層，實際孔深應以樁端進入持力層的深度為主要依據(jù)。

2.2基礎工程樁施工

2.2.1施工工藝流程

測放樁位→埋設護筒→鉆機就位→鉆進至孔底標高（擴孔）→第一次清孔→安放鋼筋籠→導管安放→第二次清孔（合格）→灌注首灌混凝土→連續(xù)混凝土灌注、拔拆導管→測量混凝土面標高（合格）→移機，進行下一循環(huán)施工作業(yè)。

2.2.2施工技術措施

1）測量放線定位。根據(jù)控制點采用極坐標法放出樁位，用全站儀（經(jīng)緯儀）進行測角、量距和坐標定出樁位，并用第三點校核。在所測設樁位中心點打入鋼筋作為樁位標志，釘好護樁。

2）埋設護筒。在埋設護筒時，采用十字交叉法，將所放樁位點移出，埋設好護筒后用十字交叉法恢復，埋深1.0m，上口高出地面40cm，四周用土回填夯實。護筒口用紅油漆做好十字線標記。

3）樁機就位。護筒埋設完畢后，平整場地填實虛土，使樁機穩(wěn)定就位，鉆機基座四周平穩(wěn)，轉盤中心鉆架吊滑輪與樁位中心在同一垂直線上。機臺用水平尺檢查水平度。

4）正循環(huán)回旋鉆進。①安裝鉆機時，轉盤中心應同鉆架上吊滑輪同一垂直線上，鉆桿位置偏差應≯2cm。②開始鉆進時，應先在護筒內放一定數(shù)量的泥漿或粘土塊，稍提鉆桿，開始空轉，并從鉆桿中壓入清水，使之攪拌成漿，開動泥漿泵進行循環(huán)，待泥漿均勻后開始鉆進。③初鉆時應低檔慢速鉆進，使護筒刃腳處形成堅固的泥皮護壁，鉆至護筒刃腳下1m后，可按土質情況用正常速度鉆進。④鉆具下入孔內，鉆頭應距孔底鉆渣面50～80，并開動泥漿泵，使沖洗液循環(huán)2～3min。然后開動鉆機，慢慢將鉆頭放到孔底，輕壓慢轉數(shù)分鐘后，逐漸增加轉速和增大鉆壓，并適當控制鉆速。⑤正常鉆進時，應合理調整和掌握鉆進參數(shù)，不得隨意提動孔內鉆具。操作時應精力集中，掌握升降機鋼絲繩的松緊度，減少鉆桿水龍頭晃動。⑥加接鉆桿時，應先將鉆具稍提離孔底，待沖洗液循環(huán)3～5min后再擰卸加接鉆桿。⑦鉆進過程中，應防止扳手、管鉗、墊叉等金屬工具掉落孔內，損壞鉆頭。⑧如護筒底土質松軟出現(xiàn)漏漿時，可提起鉆頭，向孔中倒入粘土塊，再放入鉆頭倒轉，使膠泥擠入孔壁堵住漏漿空隙，穩(wěn)住泥漿后繼續(xù)鉆進。

5）第一次清孔。成孔達到設計要求后，即進行清孔置換泥漿。第一次清孔是在鉆進達到設計孔深以后計將鉆頭提高孔底20cm左右，利用空壓機氣舉抽漿清孔，用泥漿泵抽取低濃度泥漿或清水補充孔內泥漿，各參數(shù)符合設計要求后，即下鋼筋籠。

6）鋼筋籠制作安放。本工程鉆孔灌注樁鋼筋籠籠徑分別為1400，長度34～40m。采用一次加工制作成型、機械吊裝就位的施工方法。

鋼筋籠焊接采用E43焊條，主筋搭焊長度雙面焊＞10d（d為主筋直徑），主筋在同一截面，焊接根數(shù)≯50%，加強筋與主筋之間使用滿焊，螺旋筋與主筋之間采用隔點焊，護壁環(huán)在加工時即要按規(guī)定焊好。為了防止吊裝鋼筋籠時鋼筋變形，采用雙吊點吊裝。

7）第二次清孔。在鋼筋籠下設完畢以后，用空壓機通過導管進行再次氣舉清孔，同樣用泥漿泵抽取低濃度泥漿或清水補充孔內泥漿， 直至合格。沉渣的清除采用反循環(huán)成孔工藝能達到較好的效果速度能達到2～3m／s，是正循環(huán)的40倍以上，故攜渣能力強，清孔關鍵是控制好孔內泥漿面的落降，落降快、落差大則易塌孔，因此補漿要跟上，而且抽渣時間要短，如果應用得當，樁的承載力能大幅度提高。灌注前抽吸2min左右，一方面抽出一定的沉渣，另一方面泥漿的抽吸作用導致一部分沉渣、沉淤上浮，而且短時間內不會沉淀。此時灌注混凝土，混凝土墜落的巨大沖擊力還能濺除最后殘余的部分沉渣與沉淤，可基本上將孔底沉渣清除干凈。

8）灌注水下混凝土。清孔完成后，應盡快灌注水下混凝土。本工程采用泵送商品混凝土標號C45，要求塌落度18～22cm，初凝時間控制在3h左右。為保證水下混凝土的質量要求首灌混凝土量能將導管埋入混凝土中1m以上。水下混凝土灌注作業(yè)應連續(xù)緊湊，中途不得中斷，邊灌邊拔一氣呵成。施工中要有專人測試、記錄混凝土面標高導管埋深，保證導管在混凝土中埋深2～6m，嚴禁導管拔出混凝土面。最后一節(jié)導管拔管時一定要緩提慢拔。為保證樁頂混凝土質量混凝土灌注高度要有一定的超灌量,本工程樁頭超灌量控制在80cm?；炷凉嘧⒅晾碚摌俄敃r手工搗測，應以感到碎石為準。灌注完成后，樁的空頭部分要及時處理填實和覆蓋，以免發(fā)生安全事故。

9）本工程采用自平衡測樁法。 ①地面上綁扎和焊接鋼筋籠、安裝荷載箱由專人負責指導監(jiān)督。②荷載箱立放在平整地上，吊車將上節(jié)鋼筋籠（含鋼管和位移棒）吊起與荷載箱上頂板焊接（所有主筋圍焊，并確保鋼筋籠與荷載箱起吊時不會脫離）保證鋼筋籠軸線與荷載箱軸線重合，再點焊喇叭筋，喇叭筋上端與主筋，下端與荷載箱內圓邊緣點焊，保證荷載箱水平度＜5%；然后荷載箱下底板與下節(jié)鋼筋籠連，焊接下喇叭筋。③埋荷載箱前檢查樁徑，樁長（包括荷載箱），油管及鋼管長度，鋼管距離。④鋼筋籠與荷載箱放入孔中后進行二次清孔。⑤埋完荷載箱，澆混凝土前注意保護油管及鋼管封頭。

3 結束語

在試樁SH-2 號和SH-3 號施工中，SH-2號樁用上海產(chǎn) GPS-15 型鉆機施工 , SH-3號樁用 GPS-20 型鉆機施工。

3.1設備的選型

15 型鉆機相比，20 型鉆機轉速快，但扭力小。

3.2工藝

同為正循環(huán)回旋鉆進，氣舉反循環(huán)清孔。

3.3地層情況

兩根樁都是：地表向下0～36m為土層、 36～39m為礫石層及強風化泥巖、 39m以下均為中至微風化泥巖及泥質砂巖，地層變化不大,從上到下地層均造泥漿。

3.4施工的效率和結果

孔深39m以上，兩臺鉆機均用?準1500鉆頭一次鉆到位， 20 型鉆機用時約 40h，而 GPS-15 型鉆機用時不到 24h。而孔深 39m 以下，15 型鉆機分別采用了?準600抽心鉆和?準800、?準1000、?準1500的鉆頭等分次擴孔鉆進、20 型鉆機只采用了?準1000、?準1500 等兩次擴孔鉆進。其結果：單從有效鉆進平均時效上看 15 型鉆機較高（15 型鉆機達10～20cm，20型鉆機僅8cm左右），但最終成樁用時都差不多，這主要因為 15 型鉆機鉆頭和鉆桿損壞頻繁，非鉆進時間多，而 20 型鉆機沒發(fā)生鉆頭和鉆桿損壞，一直為正常鉆進。其實該巖層硬度并不高，不傷刀排合金、遇水后軟化，就是整體可取性差。

3.5單樁技術經(jīng)濟指標

嵌巖越多，耗時越長；嵌巖樁徑越大，耗時、耗材越大。兩根試樁按 14 萬元的合同價，單就現(xiàn)場施工直接成本，就虧損2萬余元，且耗時近 20d，業(yè)主工程工期也不經(jīng)濟。如果在保證工程需要的前提下作如下修改，效果會比較好：①縮小樁徑在?準1000左右，縮短嵌巖深度在10m以內，增加樁數(shù)達到工程要求；②擴大樁徑在?準2000左右，縮短嵌巖在深度3m以內,減少樁數(shù)達到工程要求；③維持原設計，根據(jù)試樁實驗結果盡力縮短嵌巖深度，樁基施工采用沖擊鉆配合回旋鉆施工。

參考文獻

[1]中華人民共和國建設部.建筑地基基礎設計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002

[2]蘇宏陽，酈鎖林等.基礎工程施工手冊[M].北京：中國計劃出版社，2002

[3]成 虎.工程項目管理[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006

[4]謝明耀，曾進倫.地下工程設計施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999

[5]王 鏑，陸惠民等.城市基礎設施工程項目管理與施工技術（上接第26頁）

[M].南京：東南大學出版社，2004

[6]林宗元.巖土工程治理手冊[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，1993

[7]Chapman C B,Cooper D F.Risk Analysis for Large Projects-Models, Methods and Cases[M].1987,New York:John Wiley＆Sons.

[8]中華人民共和國建設部.建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002

[9]江蘇省建設廳.南京地區(qū)建筑地基基礎設計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005