楊全保，繆 敏（安徽遠(yuǎn)信工程項(xiàng)目管理有限公司， 安徽 合肥 230008）

1 項(xiàng)目概況

由舒城縣重點(diǎn)工程處負(fù)責(zé)實(shí)施建設(shè)的舒城縣人民醫(yī)院新東區(qū)擴(kuò)建項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“本項(xiàng)目”）首次使用了全套筒全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)施工技術(shù)進(jìn)行大直徑樁基施工。本項(xiàng)目位于華山路與桃溪東路交叉口，原縣醫(yī)院東側(cè)，總占地面積約85 173.76 m2，設(shè)計(jì)總建筑面積約211 413.17 m2，其中地上建筑面積約141 795.27 m2，地下人防、地下車(chē)庫(kù)等配套工程建筑面積約69 617.90 m2，包括內(nèi)科病房樓、外科病房樓、食堂及科教樓、門(mén)診醫(yī)技樓、附屬用房、天橋及室外景觀道排配套工程等主要建筑。項(xiàng)目工期1 100日歷天，總投資約10億元。項(xiàng)目由中安華力建設(shè)集團(tuán)有限公司中標(biāo)建設(shè)，安徽遠(yuǎn)信工程項(xiàng)目管理有限公司實(shí)施監(jiān)理，是舒城縣目前單體造價(jià)最高、工程樁徑最大的建設(shè)項(xiàng)目。

本項(xiàng)目的工程樁設(shè)計(jì)為鋼套筒護(hù)壁干作業(yè)機(jī)械旋挖成孔灌注樁，擬采用鋼護(hù)筒護(hù)壁干作業(yè)旋挖機(jī)成孔。本項(xiàng)目共有工程樁165根，成孔灌注樁直徑分別為1 400 mm、1 600 mm、1 800 mm和2 000 mm，混凝土采用C30（建議試樁混凝土標(biāo)號(hào)用C35），有效樁長(zhǎng)不得小于30 m，入巖深度≥1 m（詳情如表1所示）。樁端持力層為第⑨層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，場(chǎng)內(nèi)地下水豐富，地質(zhì)條件差，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且為端承樁。場(chǎng)地地形、地貌擬建場(chǎng)的地質(zhì)情況如下。

①層雜填土（Qml）：灰褐色，以黏性土為主，表層含大量植物根莖，局部含礫石和生活垃圾；場(chǎng)區(qū)普遍分布，厚0.50 m～6.00 m，層底標(biāo)高12.46 m～20.09 m，層底埋深0.50 m～6.00 m。

②層粉質(zhì)黏土（Q4al＋pl）：黃褐色，硬塑，含少許氧化鐵、高嶺土及鐵錳結(jié)核，斷面光滑且有油脂光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度高，韌性高；厚0.50 m～2.50 m，層底標(biāo)高15.54 m～18.33 m，層底埋深2.00 m～6.50 m。

③層黏土（Q4al＋pl）：黃褐色，硬塑，含少許氧化鐵、高嶺土及鐵錳結(jié)核，斷面光滑且有油脂光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度高，韌性高；厚1.00 m～5.50 m，層底標(biāo)高12.26 m～16.76 m，層底埋深1.80 m～8.50 m。

④層黏土（Q3al＋pl）：褐黃色，硬塑～堅(jiān)硬，含少許氧化鐵、高嶺土及鐵錳結(jié)核，斷面光滑且有油脂光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度高，韌性高；厚1.40 m～6.00 m，層底標(biāo)高9.02 m～12.00 m，層底埋深1.50 m～12.00 m。

⑤層粉細(xì)砂夾礫石（Q3al＋pl）：灰黃、褐黃色，中密～密實(shí)，含石英、云母等礦物質(zhì)，礫石含量約為20%，粒徑約1 cm～2 cm，礫石磨圓度一般；厚1.10 m～3.30 m，層底標(biāo)高6.92 m～10.30 m，層底埋深1.20 m～14.40 m。

⑥層中粗砂夾礫石（Q3al＋pl）：灰黃、褐黃色，中密～密實(shí)，含石英、云母等礦物質(zhì)，礫石含量約為40%，粒徑約2 cm～4 cm，礫石磨圓度不等；厚2.60 m～6.80 m，層底標(biāo)高2.05 m～3.99 m，層底埋深2.60 m～19.10 m。

⑦層粉質(zhì)黏土夾砂、礫石（Q3al＋pl）：灰黃、黃色，密實(shí)，含少量云母片，中粗砂含量約為30%，礫石含量約為20%，粒徑約2 cm～4 cm，磨圓度不等。厚7.30 m～16.30 m，層底標(biāo)高－12.98 m～－4.64 m，層底埋深15.00 m～34.90 m。

⑧層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖（Q3al＋pl）：棕紅色，局部風(fēng)化成土狀，原巖風(fēng)化呈砂土狀，偶見(jiàn)碎巖屑，含長(zhǎng)石、云母，浸水易散，手可捏碎、泥質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)較差，鉆進(jìn)進(jìn)尺快；厚1.10 m～3.20 m，層底標(biāo)高－15.88 m～－12.54 m，層底埋深31.80 m～38.10 m。

⑨層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖（Q3al＋pl）：棕紅色，碎屑結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙較發(fā)育，泥質(zhì)膠結(jié)，巖芯多呈長(zhǎng)柱狀，主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石等，敲擊易碎，遇水易軟化崩解，為極軟巖，巖體完整程度為較破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。該層未穿透。

樓 號(hào) 樁 型 地面標(biāo)高/m設(shè)計(jì)＋0/m設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)/m根 數(shù)小計(jì)/根承載力特征值/（kN·m-2） 持力層科教樓直徑1 400 mm 約14.0 19.6 ≥30 13 38 12 000 入⑨層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖≥1.0 m直徑1 600 mm 約14.0 19.6 ≥30 17 16 000 入⑨層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖≥1.0 m直徑1 800 mm 約14.0 19.6 ≥30 4 18 500 入⑨層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖≥1.0 m直徑2 000 mm 約14.0 19.6 ≥30 4 23 400 入⑨層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖≥1.0 m內(nèi)科病房直徑1 400 mm 約14.0 19.6 約30～32 10 63 7 000/12 000 入⑨層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖≥1.0 m直徑1 600 mm 約14.0 19.6 約30～32 22 8 700/16 000 入⑨層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖≥1.0 m直徑1 800 mm 約14.0 19.6 約30～32 22 18 500 入⑨層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖≥1.0 m直徑2 000 mm 約14.0 19.6 約30～32 9 21 000 入⑨層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖≥1.0 m外科醫(yī)院直徑1 400 mm 約14.0 19.6 約30～32 10 64 7 000/12 000 入⑨層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖≥1.0 m直徑1 600 mm 約14.0 19.6 約30～32 23 8 700/16 000 入⑨層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖≥1.0 m直徑1 800 mm 約14.0 19.6 約30～32 22 18 500 入⑨層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖≥1.0 m直徑2 000 mm 約14.0 19.6 約30～32 9 21 000 入⑨層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖≥1.0 m合 計(jì) — — — — —165 — —

在樁基施工初期，安徽遠(yuǎn)信工程項(xiàng)目管理有限公司舒城縣醫(yī)院新東區(qū)擴(kuò)建項(xiàng)目監(jiān)理團(tuán)隊(duì)經(jīng)研判并充分論證后認(rèn)為，傳統(tǒng)的旋挖樁機(jī)無(wú)法保證成樁的質(zhì)量，因樁徑較大易造成護(hù)筒無(wú)法跟進(jìn)，易產(chǎn)生塌孔，離析、夾渣等質(zhì)量隱患。在安徽遠(yuǎn)信工程項(xiàng)目管理有限公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)的大力指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)充分的市場(chǎng)調(diào)研，中安華力建設(shè)集團(tuán)有限公司選擇了技術(shù)最優(yōu)、施工最快、質(zhì)量最保險(xiǎn)的全套筒全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行施工。

2 全套筒全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)簡(jiǎn)介

全套筒全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)是集全液壓動(dòng)力和傳動(dòng)、機(jī)電液聯(lián)合控制于一體、可以驅(qū)動(dòng)套筒做360°回轉(zhuǎn)的新型鉆機(jī)，壓入套筒和挖掘同時(shí)進(jìn)行，具有新型、高效、環(huán)保的鉆進(jìn)技術(shù)，近年來(lái)在城市地鐵、深基坑圍護(hù)咬合樁、高鐵、道橋等項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用。該工藝適用于卵、石多，地下水豐富，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地質(zhì)地貌。

2.1 機(jī)械配置

主要設(shè)備及構(gòu)件如下。（1）全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)：成孔。（2）鋼套筒：護(hù)壁。（3）動(dòng)力站：提供全回轉(zhuǎn)主機(jī)動(dòng)力。（4）反力叉：提供反力，防止全回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)中使主機(jī)移位。（5）操作室：操作平臺(tái)，人員操作場(chǎng)所。

輔助設(shè)備如下。（1）旋挖鉆機(jī)或沖抓：取土，入巖，清孔。（2）頂管機(jī)：拔管，使全回轉(zhuǎn)形成流水作業(yè)。（3）履帶機(jī)：吊運(yùn)主機(jī)、動(dòng)力站、反力叉等，給反力叉提供支撐，吊放鋼筋籠、混凝土導(dǎo)管，進(jìn)行沖抓取土等。（4）挖掘機(jī)：平整場(chǎng)地，清運(yùn)渣土等。

2.2 工藝原理

全套筒全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)利用自身回轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn)使鋼套筒與土層間的摩阻力大大減少這一特點(diǎn)，邊回轉(zhuǎn)邊壓入，同時(shí)利用沖抓斗、沖擊錘挖掘取土或旋挖鉆取土，直至套筒下到樁端持力層為止。挖掘完畢后立即進(jìn)行挖掘深度的測(cè)定，并確定樁端持力層，然后清除虛土。成孔后將鋼筋籠放入，接著將導(dǎo)筒豎立在鉆孔中心，最后灌注混凝土成樁。

2.3 工藝合理性

本項(xiàng)目地質(zhì)勘查報(bào)告顯示為粉質(zhì)黏土夾砂、礫石層，如采用泥漿護(hù)壁施工工藝，可能會(huì)受施工場(chǎng)地限制或?qū)е履酀{橫流污染環(huán)境；如采用沖孔施工工藝會(huì)造成噪聲污染；經(jīng)過(guò)對(duì)多種施工工藝的比較與篩選，最終選定了最先進(jìn)的全回轉(zhuǎn)全套筒施工工藝。

2.4 工藝流程

（1）施工準(zhǔn)備。開(kāi)始施工前，需要使用機(jī)械對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整，同時(shí)，由于鉆機(jī)設(shè)備較大且輔助設(shè)備、材料較多，進(jìn)行施工準(zhǔn)備工作時(shí)需考慮地基強(qiáng)度因素及鋼筋籠吊裝、渣土轉(zhuǎn)運(yùn)、樁基混凝土灌注等多項(xiàng)工作所需要的施工通道和作業(yè)平面。

（2）測(cè)量定位。專業(yè)測(cè)量人員按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)坐標(biāo)、高程等數(shù)據(jù)使用GPS或全站儀進(jìn)行定位放樣，放樣完畢后，沿樁中心拉十字線并做好護(hù)樁標(biāo)記。

（3）移機(jī)就位。吊放全回轉(zhuǎn)地盤(pán)，地盤(pán)中心要和樁中心點(diǎn)重合，再吊放安裝主機(jī)和其他配件。

（4）調(diào)整水平及垂直度。調(diào)整機(jī)器水平并保證四個(gè)支撐油缸均勻受力，在回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的過(guò)程中，在X、Y兩個(gè)方向調(diào)整套筒垂直度。

（5）鉆進(jìn)取土及清底。鉆進(jìn)過(guò)程中，利用吊機(jī)沿套筒內(nèi)壁釋放沖抓斗至孔底實(shí)現(xiàn)沖抓取土，或利用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行取土。

（6）樁基鋼筋籠采用滾輪機(jī)械進(jìn)行機(jī)械化加工制作，制作好后懸掛混凝土保護(hù)層墊塊，完成自檢后報(bào)請(qǐng)監(jiān)理部驗(yàn)收。

（7）測(cè)量孔深，與設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行比對(duì)，達(dá)到深度后取出孔底巖樣，與勘察設(shè)計(jì)要求巖樣進(jìn)行比對(duì)，看是否達(dá)到持力層，檢測(cè)沉渣厚度，最后進(jìn)行清孔（分兩次清孔：一次為終孔后清孔，一次為混凝土澆筑前清孔）。

（8）將制作好的鋼筋籠吊入套筒內(nèi)，并調(diào)整好位置和垂直度，最后按要求臨時(shí)固定牢固。

（9）在兩段鋼筋籠接頭處進(jìn)行鋼筋焊接，纏繞螺旋箍筋并且與鋼筋籠主筋點(diǎn)焊牢固，并檢查焊接質(zhì)量。鋼筋籠焊接時(shí)的注意事項(xiàng)如下：較短的樁基鋼筋籠適合整體制作，應(yīng)一次性吊裝成功，對(duì)孔深較大的樁基來(lái)說(shuō)，應(yīng)該現(xiàn)場(chǎng)焊接的鋼筋籠，其分段長(zhǎng)度不應(yīng)少于15 m，以降低現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量；一定要使用鋼筋籠滾焊機(jī)制作鋼筋籠，以確保鋼筋籠的鋼筋間距和平直度；分段制作的鋼筋籠，在主筋搭接焊時(shí)，鋼筋應(yīng)進(jìn)行預(yù)彎，在同一截面的鋼筋接頭不應(yīng)超過(guò)主筋總數(shù)的50%，兩個(gè)接頭的間距不小于500 mm，主筋焊接采用單面焊，焊接長(zhǎng)度為10d；箍筋采用雙面焊，焊接長(zhǎng)度為5d，接頭焊接只可以上下迭接，不能徑向搭接，螺旋箍筋和主筋的鏈接采用點(diǎn)焊方式；在運(yùn)輸中應(yīng)對(duì)鋼筋籠進(jìn)行加固和固定，以確保鋼筋籠不變形；鋼筋籠就位以后，應(yīng)控制下孔速度，以防止受撞變形。

（10）安裝導(dǎo)管，澆筑混凝土，混凝土澆筑到一定高度后，提升導(dǎo)管并拔出一段套筒，多次循環(huán)直至混凝土灌注完成。水下混凝土灌注施工控制要點(diǎn)如下：采用Φ250 mm導(dǎo)管，其長(zhǎng)度由孔深確定，導(dǎo)管下口應(yīng)距孔底不小于1 m且不宜大于3 m，確保有足夠的沖擊能量能夠把樁底沉渣盡可能地沖開(kāi)，這是控制樁底沉渣、減少工后沉降的重要環(huán)節(jié)；灌注開(kāi)始后，應(yīng)緊湊連續(xù)地進(jìn)行，嚴(yán)禁中途停工；在灌注過(guò)程中，應(yīng)防止混凝土拌和物從漏斗頂溢出或從漏斗外掉入孔底，使泥漿內(nèi)含有水泥而變稠凝結(jié)，致使測(cè)探不準(zhǔn)確，應(yīng)注意觀察管內(nèi)混凝土下降及孔內(nèi)水位升降情況，及時(shí)測(cè)量孔內(nèi)混凝土面高度，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除；導(dǎo)管的埋置深度應(yīng)控制在2 m～6 m之間。同時(shí)應(yīng)經(jīng)常測(cè)探孔內(nèi)混凝土面的位置，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深；為確保樁頂質(zhì)量，在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高上應(yīng)加灌50 cm以上；鋼筋籠安裝完畢后，進(jìn)行混凝土澆筑，混凝土澆筑到一定高度后，起拔套管，拔套管使用全回轉(zhuǎn)主機(jī)進(jìn)行起拔；混凝土澆筑施工時(shí)的應(yīng)急情形和技術(shù)措施。

（11）樁基混凝土塌落度檢查及按照要求試塊留置。每根樁制作試塊一組，試塊上編上樁號(hào)及日期，到齡期后進(jìn)行檢測(cè)。

3 工藝優(yōu)點(diǎn)

全套筒全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)施工具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）適用于特殊場(chǎng)地和復(fù)雜地質(zhì)的樁施工，無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)，安全性能高；

（2）不使用泥漿，作業(yè)面干凈，能夠避免泥漿進(jìn)入混凝土中，成樁質(zhì)量高，沉渣較少；

（3）施工時(shí)能夠很直觀地判別地層及巖層特性；

（4）鉆進(jìn)速度快，一般土層鉆進(jìn)速度可達(dá)14 m/h左右，工作效率高；

（5）鉆進(jìn)深度大，深度可達(dá)80 m～120 m；

（6）成孔垂直度便于掌握，垂直度可精確到1/500；

（7）不易塌孔，成孔質(zhì)量高，清孔干凈；

（8）成孔直徑標(biāo)準(zhǔn)，充盈系數(shù)小，與其他成孔方法相比，可節(jié)約大量混凝土用量。

4 取得成效

使用全套筒全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)施工工藝，降低了泥漿使用率，從而達(dá)到了綠色、環(huán)保、節(jié)材的效果；該施工工藝減少了塌孔的影響，從而加快了施工進(jìn)度，也減少了清理塌孔的費(fèi)用，節(jié)約了工程造價(jià)；該工藝使用液壓原理，能夠減少噪聲污染，為周邊居民生活提供良好的環(huán)境；該工藝為全套筒施工，確保了樁身施工的質(zhì)量和完整性；該工藝受施工環(huán)境影響較小，可以在陰雨天進(jìn)行作業(yè)，保證了施工工期。

綜上所述，舒城縣人民醫(yī)院新東區(qū)擴(kuò)建項(xiàng)目采用全套筒全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)施工技術(shù)，極大節(jié)約了工程材料成本，加快了樁基的施工速度，有力保證了成樁的質(zhì)量，為舒城縣工程建設(shè)領(lǐng)域進(jìn)行了創(chuàng)新，也為后續(xù)創(chuàng)優(yōu)創(chuàng)杯奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。