丁德申

上海市機(jī)械施工集團(tuán)有限公司 上海 200072

1 概況

1.1 工程概況

昆明恒隆廣場工程擬建1棟349 m辦公樓，1棟253 m公寓樓，6層的商場及4層地下室?；娱_挖面積約為52 672 m2，總延長米約為1 063 m，開挖深度在裙樓普通區(qū)域約20.7 m、裙樓卸貨區(qū)約22.7 m、塔樓區(qū)域約24.7 m。

1.2 樁基概述

昆明恒隆廣場裙樓區(qū)域采用φ600 mm灌注樁，成孔深度51 m；塔樓區(qū)域采用φ1 000 mm灌注樁，成孔深度逾90 m，屬于超深灌注樁，單樁設(shè)計承載力13 500 kN，且塔樓區(qū)域樁基布置密集，樁間凈距僅為2 m。

1.3 工程地質(zhì)條件

擬建場區(qū)在地貌上位于昆明斷陷湖積盆地邊緣，屬沖、洪積、濱湖積盆地地貌。工程位于原昆明市市政府舊址，為拆舊建新工程，勘察時舊建筑己全部拆除完畢，整平完成，擬建場地地形平坦、開闊，高差較小，絕對高程在1 890.51～1 892.41 m之間，總體呈東北高、西南低之勢，地形坡度小于1%。

場地地基土從上自下分為淺部人工填土層（①層）、沖洪積地層（②～③層）、湖積-濱湖積地層（④～層）、殘積層（層）、灰?guī)r（層），其中，地層分布主要以（濱）湖積地層為主。在水平方向上，地層分布相對較穩(wěn)定，各地層在場區(qū)均有揭露，在區(qū)域上，場地處于同一地質(zhì)單元，場區(qū)地層成因同一；在垂直方向上，地層受多次沉積旋回作用，形成以黏性土、粉土（砂）互層狀分布，其中表層為雜填土，③層為圓礫層，⑧2層為泥炭質(zhì)黏土，樁基持力層為⑨層黏土。

1.4 水文地質(zhì)條件

擬建場地地下水含水層主要分為3層，即③層圓礫、③2層粉砂及④1粉砂，⑤1層粉土為淺部地下水含水層，地下水屬潛水類型，受大氣降水、周邊生產(chǎn)、生活用水及地表徑流補(bǔ)給，不具承壓性?？辈炱陂g正值雨季，測得地下水初見水位埋深一般在地面以下1.2～2.5 m之間，穩(wěn)定水位在現(xiàn)狀地坪下1.6～2.7 m，水位埋深受含水層層面變化的影響，并受地形變化的影響。

自⑤1層以下⑥1、⑦1為第二含水層，屬層間潛水層，微具承壓性，⑥1地層分布不均，起伏、厚度較小，水位變化大，⑦1穩(wěn)定水位45～60 m，地下水位受地層埋深、厚度影響較大，水頭壓力較小，主要為層間側(cè)向徑流補(bǔ)給。⑧l(xiāng)、⑨1層粉土（砂）為深部層間潛水含水層，微具承壓性，⑧l(xiāng)、⑨1層粉土（砂）分布較連續(xù)、厚度較大，層面相對穩(wěn)定，勘察中實(shí)測鉆孔穩(wěn)定水位在78.5～81.5 m之間，水位埋深受地層起伏變化影響（現(xiàn)場觀測中無明顯的水位變化），主要為層間側(cè)向徑流補(bǔ)給。

2 施工方法

2.1 當(dāng)?shù)爻Ｓ霉に?/h3>

在昆明當(dāng)?shù)?，灌注樁多采用旋挖鉆機(jī)成孔，主要原因如下：

1）相較于上海地區(qū)軟土地質(zhì)，昆明地區(qū)土質(zhì)狀況較好，硬度較高，采用旋挖鉆機(jī)比回旋鉆機(jī)的成孔效率高。

2）因土質(zhì)較好，昆明地區(qū)較多基坑采用放坡或拉錨支護(hù)，通常先開挖基坑后樁基施工。

3）昆明地區(qū)超深樁應(yīng)用較少，或采取先開挖后樁基施工的施工順序，樁基成孔深度適中。

2.2 旋挖鉆機(jī)施工遇到的問題

2.2.1 護(hù)壁效果不理想

灌注樁在成孔的過程中依靠泥漿護(hù)壁措施，使孔壁在一定時間內(nèi)不出現(xiàn)坍塌和頸縮的現(xiàn)象，確保成孔質(zhì)量。旋挖機(jī)施工時存在如下問題：鉆頭及鉆桿進(jìn)出時，泥漿液面上下起伏較大，對孔壁有一定的沖刷，不利于孔壁的穩(wěn)定；在鉆桿提升時，可能出現(xiàn)泥漿補(bǔ)給不及時，加大了不穩(wěn)定土層坍塌的可能性；超深灌注樁成孔時，旋挖鉆機(jī)取土、棄土的過程中，難免會有鉆頭碰觸孔壁的情況，造成土層坍塌[1-2]。

2.2.2 成樁效率一般

超深灌注樁成孔時，效率大大降低，主要原因如下：

1）卸土困難。鉆進(jìn)取土?xí)r是利用鉆機(jī)的下壓力和鉆頭的旋轉(zhuǎn)將土切擠進(jìn)鉆頭里，在鉆進(jìn)至黏土?xí)r，由于黏土、粉土較為密實(shí)且摩擦力大，將鉆頭里面的土卸出來就非常困難。

2）成孔越深，鉆機(jī)速度越低。隨著成孔深度的加深，為了確保垂直度及泥漿護(hù)壁的效果，鉆機(jī)提升及下桿的速度減慢，鉆進(jìn)效率下降。

3）場地條件惡化。由于坍孔，導(dǎo)致地表承載力下降，而旋挖鉆機(jī)的自重達(dá)60 t以上，為了確保施工安全，常需進(jìn)行加固措施，延誤進(jìn)度。另外，因?yàn)閳龅鬲M小，樁基布置密集，再加上坍孔導(dǎo)致的承載力不足等原因，所以無法滿足多套設(shè)備同步施工，施工進(jìn)度不能滿足需求。

2.2.3 不滿足文明施工要求

將鉆頭里面的土卸出來就非常困難，在實(shí)際操作中需花費(fèi)較長時間利用鉆頭鉆桿旋轉(zhuǎn)的碰撞振動將土卸出來，產(chǎn)生的噪聲大，特別是夜間施工，擾民嚴(yán)重，不滿足文明施工要求。

2.3 回旋鉆機(jī)施工

相較于上海軟土地區(qū)，昆明回旋鉆機(jī)應(yīng)用較少，且因土質(zhì)較硬，回旋鉆機(jī)成孔效率較低。但GPS型鉆機(jī)相較于旋挖鉆機(jī)質(zhì)量較輕、占地面積較小，比較適合樁基布置密集、場地狹小的區(qū)域施工，并且GPS型鉆機(jī)在上海地區(qū)已有成功應(yīng)用于超深灌注樁的案例。

3 措施及實(shí)施效果

3.1 工藝優(yōu)化措施

3.1.1 設(shè)置深護(hù)筒

針對表層雜填土、③層圓礫層以及成孔上部坍孔現(xiàn)象，采取深護(hù)筒措施，護(hù)筒長度8～10 m。

3.1.2 旋挖鉆機(jī)和回旋鉆機(jī)結(jié)合施工

針對旋挖鉆機(jī)在超深灌注樁施工效率和效果隨著成孔深度的增加而降低、因施工場地條件無法多套設(shè)備同步施工及GPS鉆機(jī)因土質(zhì)等因素導(dǎo)致成孔效率低下等情況，分析上述2種設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，為了滿足施工質(zhì)量及進(jìn)度需求，采取了將2種設(shè)備相結(jié)合的施工措施：

1）上部30 m采用旋挖鉆機(jī)成孔，可充分發(fā)揮旋挖鉆機(jī)高效、高質(zhì)量的優(yōu)勢，剩余約60 m采用GPS型鉆機(jī)成孔。

2）2臺旋挖鉆機(jī)配合4～5臺GPS鉆機(jī)，旋挖鉆機(jī)利用白天的時間進(jìn)行先期成孔作業(yè)，待成孔至約30 m時換成GPS鉆機(jī)繼續(xù)鉆進(jìn)，通過旋挖鉆機(jī)的配合彌補(bǔ)GPS鉆機(jī)效率不足的問題，采用GPS鉆機(jī)彌補(bǔ)旋挖鉆機(jī)在布置密集、超深灌注樁施工時的不足。

3）根據(jù)場地情況和進(jìn)度要求，合理布置多套GPS鉆機(jī)以進(jìn)行同步施工，確保施工進(jìn)度滿足要求。

3.1.3 鋼筋籠焊接及吊放

樁基鋼筋籠長65 m，分為8節(jié)制作，為了盡可能縮短施工時間，樁基鋼筋籠在地面連接后再分3次吊放下孔，使孔口焊接由7個減少為2個。

3.2 實(shí)施效果

通過旋挖鉆機(jī)與回旋鉆機(jī)相結(jié)合，單樁完成時間相較于單獨(dú)采用回旋鉆機(jī)縮短0.5 d以上，在合同工期內(nèi)圓滿完成了塔樓樁基的施工。成孔垂直度、沉渣厚度、孔徑等均滿足規(guī)范及設(shè)計要求，經(jīng)超聲波檢測、小應(yīng)變、取芯、承載力檢測等，樁基質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

4 結(jié)語

通過實(shí)際應(yīng)用，針對昆明恒隆廣場超深灌注樁施工工藝總結(jié)如下：

1）旋挖鉆機(jī)應(yīng)用于樁基布置密集、超深的灌注樁施工時，施工效率和效果不理想。

2）GPS鉆機(jī)可以適應(yīng)昆明地區(qū)土質(zhì)的灌注樁施工，但施工效率相較于上海等軟土地區(qū)下降較多。

3）通過將旋挖鉆機(jī)和GPS鉆機(jī)結(jié)合施工，既能滿足超深灌注樁的質(zhì)量要求，又能彌補(bǔ)單個設(shè)備工藝的不足，大大提升施工效率，滿足工期進(jìn)度要求[3-5]。