宋 真 干

(1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局八0五隊(duì)，江蘇 南京 210001; 2.江蘇華東建設(shè)基礎(chǔ)工程有限公司，江蘇 南京 210007)

0 引言

隨著人們對居住要求的不斷升級，越來越多的高層建筑在密集建筑群中建設(shè)，而高層建筑建設(shè)的第一步就是地下室基坑的施工。咬合樁因其無需采用止水帷幕，環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，在基坑工程中被廣泛應(yīng)用。咬合樁是一種鋼筋混凝土樁與素混凝土樁切割咬合成排樁的型式，要保證其質(zhì)量，必須控制好垂直度和咬合量，但在密集建筑群中大起伏巖面地層中施工咬合樁時(shí)，由于環(huán)境和地層的雙重影響，咬合樁的垂直度難以控制，容易出現(xiàn)樁孔傾斜等質(zhì)量問題[1-4]。而且由于起伏巖面的存在，如處理不當(dāng)，需要耗費(fèi)大量工時(shí)，導(dǎo)致上部軟弱地層需要等待時(shí)間過長，增加發(fā)生縮頸、塌孔等質(zhì)量問題的風(fēng)險(xiǎn)[5-7]。

現(xiàn)以密集建筑群中大起伏巖面地層某3層地下室基坑項(xiàng)目為案例進(jìn)行流密集建筑群中大起伏巖面地層嵌巖咬合樁施工要點(diǎn)的研究，供同行參考。

1 地質(zhì)情況及基坑支護(hù)情況

1.1 地質(zhì)情況

場地范圍內(nèi)地層發(fā)育情況自上而下為：

1)雜填土：雜色，松散～稍密，主要由粘性土、建筑垃圾、填石回填而成，夾少量生活垃圾等，其中頂部20 cm為混凝土路面。層厚0.5 m～14.4 m，平均層厚2.72 m。

2)含礫粘土：褐黃色，主要為黏性土，夾少量的礫砂，礫砂成分為石英質(zhì)，稍濕，可塑～硬塑狀態(tài)。層厚0.8 m～14.4 m，平均厚度6.35 m。

3)礫質(zhì)粘性土：褐紅、褐黃色，部分灰白色，由中?；◢弾r風(fēng)化殘積而成，除石英砂礫外，其他礦物均已風(fēng)化成黏性土，可塑～硬塑狀態(tài)。層厚0.6 m～19.3 m，平均厚度8.35 m。

4)全風(fēng)化花崗巖：褐紅、褐黃色，原巖結(jié)構(gòu)可辨認(rèn)，鉀長石手捏呈粉末狀，巖芯呈土柱狀，堅(jiān)硬狀態(tài)。層厚1.5 m～11.6 m，平均厚度6.03 m。

5)強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：褐黃、褐紅、灰褐色，巖石因風(fēng)化強(qiáng)烈而解體，原巖結(jié)構(gòu)大部分被破壞，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，鉀長石晶形完整，手捏有砂礫感。層厚0.3 m～25.2 m，平均厚度7.76 m。

6)中風(fēng)化花崗巖：褐黃、肉紅、淺灰色，主要由石英、長石、云母等礦物組成，中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。層厚0.4 m～4.3 m，平均厚度1.61 m。

7)微風(fēng)化花崗巖：肉紅、淺灰色，主要由石英、長石、云母等礦物組成，中粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。層厚0.5 m～1.8 m，平均厚度1.2 m。

該基坑瀕臨地鐵，四周高層建筑眾多，位于密集建筑群中，場地巖面起伏大，基巖面最大高差達(dá)到15 m，最淺基巖面深度距地表只有12 m左右，最深處基巖面深度距離地表接近27 m，該基坑施工工況十分復(fù)雜。

1.2 基坑支護(hù)情況

本項(xiàng)目地下主體結(jié)構(gòu)為3層地下室，基坑周長約800 m，總面積約3 600 m2，基坑深度約20 m?；游挥诜比A鬧市區(qū)，四周都是密集的建筑群。

項(xiàng)目基坑安全等級為一級，采用咬合樁+內(nèi)支撐的形式[8-10]，部分軟弱部位在咬合樁外側(cè)施工一道三軸攪拌樁，咬合樁為葷樁φ1 200@1 900，素樁φ1 200@1 900(見圖1)，素樁采用C20細(xì)粒水下混凝土(粒徑小于2 cm)，葷樁采用C30水下混凝土。咬合樁咬合量為250 mm，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)緊貼紅線?；觾?nèi)側(cè)掛網(wǎng)錨噴并支設(shè)三道內(nèi)支撐，第一道內(nèi)支撐為混凝土支撐，第二道和第三道支撐均采用鋼支撐。咬合樁要求對葷樁，入巖不少于3 m，且進(jìn)入基坑底不少于3 m；對素樁，入巖不少于0.5 m。

2 工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 工藝流程

該基坑項(xiàng)目咬合樁施工流程主要包括樁位定位放線、導(dǎo)墻施工、護(hù)筒埋設(shè)、鉆進(jìn)成孔、下放鋼筋籠、灌注混凝土、鑿樁頭和檢測等工序。

2.2 導(dǎo)墻施工

咬合樁導(dǎo)墻采用C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用弧形鋼模(見圖2)，導(dǎo)墻厚度300 mm，寬1.5 m，采用Φ16鋼筋，咬合樁樁徑1 200 mm，弧形鋼內(nèi)模內(nèi)徑1.4 m，導(dǎo)墻平整度允許偏差不大于5 mm。由于該項(xiàng)目位于大起伏巖面地層，在成孔過程中易偏孔，除了導(dǎo)墻的平整度必須嚴(yán)格要求，還應(yīng)對地表土層整平壓實(shí)、填筑道碴、鋪設(shè)鋼板，保證整個(gè)場地平整，防止因場地不平整引起樁身垂直度偏差過大。

2.3 鉆進(jìn)成孔

由于基坑位于密集建筑群中，場地周邊都是高層建筑物，空間狹小，傳統(tǒng)的全套管鉆機(jī)設(shè)備體積大，需要的場地空間也較大，因此在密集建筑群這種狹小的空間內(nèi)無法滿足工程要求，故本項(xiàng)目選用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施工，目前先進(jìn)的旋挖鉆機(jī)帶自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)，在滿足狹小作業(yè)空間的同時(shí)保證成孔過程中的垂直度。本項(xiàng)目鉆進(jìn)采用泥漿護(hù)壁成孔工藝，成孔時(shí)鉆頭對孔位應(yīng)準(zhǔn)確，轉(zhuǎn)盤中心對中誤差不大于15 mm，鉆進(jìn)過程中，應(yīng)按時(shí)對樁位及鉆桿垂直度復(fù)測檢查。

本項(xiàng)目采用硬咬合工藝，即在葷樁周圍兩素樁混凝土達(dá)到初凝以后，通過旋挖鉆機(jī)成孔施工葷樁。為防止穿孔的發(fā)生，咬合樁采用跳打法，且應(yīng)保證葷樁施工時(shí)兩側(cè)素樁混凝土達(dá)到初凝。

由于基坑位于密集建筑群中，在咬合樁成孔過程中采用分區(qū)分塊施工，施工中要加強(qiáng)對周邊環(huán)境的監(jiān)測。

2.4 灌注混凝土

本項(xiàng)目采用硬咬合，對混凝土無緩凝要求，采用普通的水下混凝土，混凝土的坍落度應(yīng)盡量小于180 mm?；炷凉嘧?yīng)連續(xù)緊湊，中途間隔時(shí)間不大于40 min，導(dǎo)管在混凝土中埋深不得小于2 m，嚴(yán)禁將導(dǎo)管拔出混凝土面，并應(yīng)控制提拔導(dǎo)管速度混凝土灌注高度應(yīng)比設(shè)計(jì)樁頂高程高出800 mm。

3 大起伏巖面地層施工要點(diǎn)

當(dāng)場地巖面起伏大，應(yīng)通過地質(zhì)超前鉆探明巖層情況，當(dāng)巖面起伏大時(shí)，適當(dāng)加密鉆探孔，精確判定地質(zhì)巖面情況。本項(xiàng)目巖面高差達(dá)到15 m，最淺基巖面深度距地表只有12 m，最深處基巖面深度距離地表接近27 m，基坑底距地面高20 m，對于大起伏巖面地層，應(yīng)根據(jù)區(qū)地層特點(diǎn)分段施工，并根據(jù)巖層標(biāo)高調(diào)整樁長，但必須保證入巖不少于3 m，且進(jìn)入基坑底不少于3 m；對素樁，入巖不少于0.5 m。對于基巖高處基坑底較多，且?guī)r層堅(jiān)硬的地段，可經(jīng)設(shè)計(jì)符合后適當(dāng)調(diào)整樁長要求。

對于咬合樁，咬合量的控制尤為關(guān)鍵，而咬合樁的咬合量除了受樁位放樣的影響較大外，垂直度的控制也是影響咬合量的關(guān)鍵因素，例如對于樁長25 m的咬合樁，如果垂直度偏差1%，將會(huì)導(dǎo)致咬合量減少25 mm，而在大起伏巖面地層中，因?yàn)閹r面傾斜的原因，垂直度的控制恰恰是一大難點(diǎn)。

本項(xiàng)目要求的咬合量為250 mm，設(shè)計(jì)要求咬合樁樁位偏差不超過30 mm，樁身垂直度偏差不大于0.3%，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，施工中采取了以下措施：

1)項(xiàng)目成孔采用旋挖鉆機(jī)，最初采用功率較小的旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施工，發(fā)現(xiàn)施工過程中明顯超負(fù)荷，鉆具、鉆桿損壞頻次高，機(jī)械故障多，需經(jīng)常停機(jī)維修。且由于旋挖鉆機(jī)功率較小，在鉆孔加壓的過程中，鉆機(jī)不易保證穩(wěn)定，樁身垂直度難以保證，無法滿足垂直度要求。后更換大功率的285型旋挖鉆機(jī)施工，機(jī)械故障率降低，進(jìn)度明顯加快，且樁身垂直度明顯提高。

2)成孔施工應(yīng)控制好機(jī)械轉(zhuǎn)速和鉆桿下壓力，進(jìn)入土層與巖層交界面施工時(shí)，因地層軟硬不均，應(yīng)采用低速吊打的方式鉆進(jìn)，保持鉆桿垂直度，鉆頭到達(dá)傾斜巖面處時(shí)，應(yīng)放慢1/3速度。因?yàn)楫?dāng)鉆進(jìn)速度過快時(shí)，由于在傾斜巖面上鉆進(jìn)阻力不均勻，鉆頭將沿傾斜方向鉆進(jìn)，最終導(dǎo)致孔壁傾斜，垂直度達(dá)不到要求。

3)在巖層中成孔時(shí)，更換對巖石切削效果好的筒鉆，并根據(jù)巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度合理的選擇截齒和牙輪鉆，保證鉆進(jìn)效率，當(dāng)巖石的巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度為30 MPa～60 MPa時(shí)，選用截齒；當(dāng)巖石的巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度大于60 MPa時(shí)，選用牙輪鉆。

4)可通過加高筒體高度的方式保證在傾斜巖面條件下鉆進(jìn)的垂直度，使筒體長度由常規(guī)的1 m～1.2 m變到1.5 m～1.7 m。通過加高筒體，使筒體與孔壁的接觸面變大，從而通過孔壁限制筒體的偏移，為鉆頭鉆進(jìn)過程提供更好的支撐，從而保證孔壁的垂直度。

5)當(dāng)巖面傾斜角超過30°時(shí)，巖面傾斜過大，采取上述措施可能仍然無法保證孔壁的垂直度，可以通過在往斜巖面處回填塊石或C15混凝土補(bǔ)平傾斜面后，再進(jìn)行鉆孔，使鉆頭在鉆進(jìn)過程中均勻受力，保證孔壁的垂直度。

4 結(jié)語

在密集建筑群中大起伏巖面地層中施工咬合樁時(shí)，由于環(huán)境和地層的雙重影響，咬合樁的垂直度難以控制，容易出現(xiàn)樁孔傾斜等質(zhì)量問題，為了解決這一問題，對密集建筑群中大起伏巖面地層嵌巖咬合樁進(jìn)行研究。通過研究，得出以下結(jié)論：

1)密集建筑群中大起伏巖面地層嵌巖咬合樁可采用帶自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)的大功率旋挖鉆機(jī)通過硬咬合工藝成孔。

2)進(jìn)入土層與巖層交界面施工時(shí)，應(yīng)采用低速吊打的方式鉆進(jìn)。

3)可通過加高筒體高度的方式保證在傾斜巖面條件下鉆進(jìn)的垂直度，為鉆頭鉆進(jìn)過程提供更好的支撐，從而保證孔壁的垂直度。

4)當(dāng)巖面傾斜角超過30°時(shí)，巖面傾斜過大，采取上述措施可能仍然無法保證孔壁的垂直度，可以通過在往斜巖面處回填塊石或C15混凝土補(bǔ)平傾斜面。