吳明章
(曙光建設有限公司廈門分公司,福建 廈門 361003)
為了提高超深旋挖鉆孔灌注樁施工質量,確保建筑工程的安全性和可靠性,必須對超深旋挖鉆孔灌注樁施工技術進行有效的控制。
廈門帝景苑二期工程位于廈門島內繁華片區(qū),北側靠近員筜湖,項目占地2.3萬m2,總建筑面積約20 萬m2,建筑高度約253m,地下室4 層,地上62 層。鋼框架結構是本次項目的結構形式,采用鋼筋桁架混凝土組合型鋼梁作為蓋樓的樓板。
根據(jù)勘察的地質資料,在鉆孔揭露深度范圍內所分布的地層主要為近代填土層(雜填土①1、素填土①2、填石①11),其下為第四紀全新統(tǒng)(Q4)海積層(淤泥②),第四紀全新統(tǒng)(Q4)海陸交互相沖淤積層(粉質粘土③1 和中粗砂③2、淤泥質土④),第四紀上更新統(tǒng)(Q4)沖洪積層(中粗砂④1),以及主要形成于中更新統(tǒng)的殘積土(殘積砂質粘性土⑤)和基巖風化層(全風化花崗巖⑥、強風化花崗巖⑦1、強風化花崗巖⑦2、中微風化花崗巖⑧)組成。
本工程樁基情況:主樓工程樁為樁徑Φ1200mm 的旋挖成孔泥漿護壁灌注樁共487 根,單樁承載力特征值為13500KN,承載力極限值為27000KN;商業(yè)樓、回遷房及純地下室部分工程樁為樁徑Φ1000mm 的旋挖成孔泥漿護壁灌注樁共169根;基坑支護格構柱支承樁為樁徑Φ1000mm的旋挖成孔泥漿護壁灌注樁共212根。根據(jù)施工統(tǒng)計,成孔施工深度在38m 至93.2m 之間。
①塔樓完整中微風化持力層深,樁孔設計深,根據(jù)施工統(tǒng)計,施工深度在75m以上的有133 根,最深的孔樁達93.2m,成孔垂直度控制困難,成孔難度大。
②地質條件復雜,地表雜填層為建筑垃圾,最深達6~7m,透水性強,遇水易坍塌,現(xiàn)場采取加長鋼護筒至6m 來解決,局部加長至12m 長;局部區(qū)域地面以下22~29m 高度范圍內存在透水沙層;許多孔樁在65m 以下仍存在多層孤石情況;泥漿護壁不穩(wěn)定,施工成孔成樁難度大。
③本項目地層強風化層厚度大,中微風化花崗巖層層頂坡度大,巖層堅硬,孤石多,旋挖鉆機機具磨損大,成孔困難,并易造成孔斜。
本項目樁基采用泥漿護壁鉆進成孔,并分節(jié)制作、預拼裝鋼筋籠吊裝在孔口、鋼筋籠孔口直螺紋連接下籠、導管法灌注水下混凝土成樁,整個工藝主要有成孔和成樁兩個部分。
旋挖樁成孔成樁工藝流程,如圖1:
根據(jù)本工程施工特點,現(xiàn)場配備10 臺360~520 不等的大型旋挖樁機。對于塔樓深樁,為滿足孔深75 米以上樁孔的施工,深孔樁旋挖鉆機配備五節(jié)機鎖桿的鉆桿,滿足施工孔深的要求。
本工程塔樓樁端持力層為中風化花崗巖,當有效樁長小于36m時,嵌巖深度不小于1.5m;當有效樁長大于36m時,嵌巖深度不小于1.0m。非塔樓區(qū)域承壓兼抗拔樁樁端持力層為碎塊狀強風化花崗巖,嵌巖深度1.0m,樁基有效長度不應小于25m。終孔控制方法是:當旋挖成孔至設計持力層時,報甲方代表及勘察單位,對現(xiàn)場取樣的巖芯進行判定,確認為設計持力層后,再繼續(xù)鉆進成孔至進入持力層深度滿足設計要求,終孔的巖樣同樣應經(jīng)監(jiān)理、勘察單位及甲方代表確認驗收。
泥漿調制:
(1)在粘性土中成孔時注入的應該為清水,再以原土造漿保護墻壁。1.1~1.3為循環(huán)泥漿的控制比重。
(2)在較厚的類砂層或者砂土中成孔時,應該以1.2~1.3的控制泥漿比重來制備泥漿。
(3)在容易坍塌或者沙卵的土層中成孔時,所需的泥漿比重已經(jīng)至少增大至1.3~1.5,結合實際情況,必要時需適當調整比重。
(4)根據(jù)本工程的地質條件泥漿相對密度:1.1~1.3,粘度:18~28s,砂率≤8%,膠體率不大于90%。
清孔:
①第一次清孔在終孔后;當導管以及鋼筋骨架都安裝完后,在澆筑混凝土之前,需要進行第二次清孔操作。
圖1 旋挖樁成孔成樁工藝流程
②根據(jù)本工程有厚層強風化地質含砂量較大,二次清孔應重新調整泥漿比重,增強粘稠度。
③在進行第二次清孔后,要確保泥漿性能指標以及沉渣厚度依然滿足設計的基本需求。確保沉渣不多于50mm,粘度在28s之內,泥漿性能指標孔底500mm以內的相對密度在1.25以內,含沙量在8%以內。
④在進行水下混凝土的灌注之前,需要對泥漿性能指標以及沉渣厚度進行反復澤亮,一旦發(fā)現(xiàn)兩者指標超出了規(guī)定范圍,一定要重新進行清孔操作。
⑤清孔的過程中要確保水位不在護筒流水口之上,以免出現(xiàn)坍孔。
對于鋼筋籠制作來說,應嚴格按設計要求進行,電焊條強度規(guī)格按有關規(guī)范要求,樁身縱筋的保護層厚度為50mm。樁身縱向鋼筋應采用機械連接,鋼筋機械連接接頭做法按規(guī)范要求施工。鋼筋籠起吊提升時,應注意防止其變形,孔口對接時,要保證鋼筋籠順直。鋼筋籠采用懸掛固定,底部應有保護層。
水下混凝土澆筑質量直接影響到超深鉆孔灌注樁的施工質量,按照工程施工方案,超深鉆孔水下混凝土的初凝時間在8 個小時以上,塌落度在18cm—22cm 之間,灌注水下混凝土時,必須將導管提高到距離孔底0.5 米處,將灌注料斗裝滿混凝土以后才能澆筑水下混凝土?;炷凉嘧⒈仨毘掷m(xù)進行,中間不能中斷。其次,灌注樁的灌注時間不能太長,在灌注的時候,正常埋管2~6m,嚴禁導管提離砼面,以免造成灌注事故。
根據(jù)建筑的實際施工條件和地質條件,實施鉆孔灌注樁施工技術,讓建筑工程的樁基工程符合工程設計要求,克服了上層建筑荷載大、樁長、地質復雜等施工問題,從而防止了鉆孔偏差、掉鉆、鋼筋籠上浮等現(xiàn)象,確保超深鉆孔灌注樁施工質量。