螺旋沖擊鉆在鉆孔壓灌樁基礎工程中的應用

趙連平

黑龍江龍華巖土工程有限公司

螺旋沖擊鉆在鉆孔壓灌樁基礎工程中的應用

趙連平

黑龍江龍華巖土工程有限公司

近年來隨著建筑市場的不斷擴大，我國建筑樁基發展迅速，針對不同地區和地層，產生多種樁基施工工藝，從施工速度、施工質量控制、施工造價、適用地層等方面很難對每種工藝做出確切評價，但每種樁基施工工藝都有其固有的特點和應用優勢，同時也都存在各自的弊端，日常設計施工中，可以對一些工藝進行綜合整理，混合配套應用，可以起到很好效果。海南某工程中對螺旋沖擊鉆成孔和鉆孔壓灌樁施工相結合，結果令人滿意，值得借鑒。

1　工程地質概況

三亞某小區一期工程位于三亞市吉陽鎮的西邊，場地地質條件復雜，地層情況自上而下依次為：素填土，主要填料由粉細砂和黏土團塊組成，混雜較多3～10cm的碎石和20～60cm的塊石、局部塊石最大達1m以上，堆填時間約1～3年，厚度2～8m；粉質黏土；粗砂；粉質黏土。地下水位為自然地面下2～4m

2　基礎形式確定及設計概況

針對該工程地質條件，由于場地為大面積大深度回填，無法采用天然基礎。業主與設計、施工等多方共同進行了研究和探討，首先確定采用樁基礎。由于場地范圍很大，回填土層較深，其中所含大塊塊石較多，給樁基礎施工造成障礙，如果將該部分回填土挖除換填，工程量大，造價也高。為能夠保證成樁，該工程適宜采用沖擊鉆施工，但正常的沖擊鉆施工速度很慢，現場滿布泥漿，作業條件差，環境污染嚴重，最主要是該工藝無法滿足業主要求很短的工期；靜壓管樁施工速度快，但在有大塊塊石的情況下，無法壓入，錘擊依然不可能穿越；采用普通的鉆孔壓灌樁施工速度快，但遇塊石地質條件下很難鉆進成樁。只要能在成樁前或成樁過程中處理掉樁身范圍內的石塊，即可成樁。經研究，采用螺旋沖擊鉆可解決地層中的石塊障礙問題，且螺旋沖擊鉆與鉆孔壓灌樁均采用長螺旋鉆機主機，可以進行設備綜合利用，節省設備投入成本。經測算采用螺旋沖擊鉆引孔后再進行施工的鉆孔壓灌樁樁基礎，整體造價低于采用靜壓管樁的整體造價。經螺旋沖擊鉆在建筑體外試引孔后，其引孔速度、引孔孔徑、深度以及與鉆孔壓灌樁施工的樁機的配合，均令人滿意，決定采用螺旋沖擊鉆穿越有障礙地層，然后進行鉆孔壓灌樁基礎施工。

本工程共6棟高層和連體地庫，高層基礎采用600徑鉆孔壓灌樁，樁長27m，單樁極限承載力3600KN，共計1400根，地庫采用600徑鉆孔壓灌樁，樁長19m，單樁極限承載力2200KN，共計900根。

3　工程施工

（一）設備配備

按業主要求的工期進行施工設備配備，采用三臺螺旋沖擊鉆引孔及配套的空壓機進行破除障礙的引孔施工，三臺長螺旋鉆機進行鉆孔壓灌樁施工。螺旋沖擊鉆引孔時，采用的沖擊鉆頭直徑與設計樁徑相匹配，防止引孔孔徑過小，樁身范圍內障礙物破除不凈，鉆孔壓灌樁無法施工；引孔孔徑過大，鉆孔壓灌樁無法施工時砼浪費增加造價，同時容易形成孔壁泥皮夾層影響樁的承載力。

（二）螺旋沖擊鉆引孔施工

按設計圖紙進行定位放線、驗線，并在樁點位置打入0.5m深白灰點，螺旋沖擊鉆對點時，以樁位白灰點為中心，以300mm為半徑劃園，使沖擊鉆頭下落并置于劃定的圓弧內，調整鉆機的垂直度，然后開始沖擊給進，保證成孔孔位的準確和孔的垂直度，否則鉆孔壓灌樁機的樁點對位和垂直度控制不與引孔重合，會給施工造成困難。引孔深度參照地質報告，一般回填的破碎山石下部為原池塘底的淤泥質軟土，操作手通過沖擊鉆的反應也可以判斷。由于上部為回填土，按照鉆孔壓灌樁的設計原則，樁間距為3d，如果連續引孔，后續引孔過程中，容易在沖擊作用下產生擠土作用，從而使樁間的碎石土移向前面引完的孔內，因此，采用跳躍式的隔一樁位引孔。

由于施工中引孔和成樁使用雙套設備，引孔完成后不能馬上進行成樁施工，引完的孔位，空孔放置，容易產生孔內積水塌孔，致使孔壁石塊掉落，形成新的障礙；沖擊引孔時孔壁受到擠壓作用，引完的空孔，放置過程中孔壁土體的回彈和孔壁的土壓力作用，也容易產生縮徑，試塊突出與孔壁，也會形成新的障礙。因此引孔后必須將引孔反出孔口的破碎土體填入孔內，對孔壁的完整性起到保護作用。同時防止了孔口嚴重塌方造成場地不平，影響鉆孔壓灌樁行走施工。

引孔施工時，必須對引孔的孔位進行校隊，并保證對點準確。場地范圍內的第二遍或第三遍引孔需重新放線或對樁點校對后實施。

（三）鉆孔壓灌樁施工

鉆孔壓灌樁施工前，先校對樁位引孔孔位，保證樁位的準確性和與引孔排除障礙位置相統一，否則或產生樁位偏差或鉆進中遇到障礙。施工方法：

1.開鉆之前設置控制鉆進深度標識。

2.鉆進灌注混凝土

（1）鉆進過程中觀察鉆機狀態是否遇到障礙物，鉆至孔底后，開始連續泵注混凝土，邊提鉆邊泵送，直至孔口，混凝土坍落度控制在20～25cm；

（2）提鉆時要確保提鉆速度與混凝土泵送速度相協調，保證混凝土包裹鉆桿1m以上；

（3）成孔后，確?；炷粮叱鲈O計樁頂500mm。如果混凝土回落，應及時填滿。

3.鋼筋籠安放

安放時應保證鋼筋籠豎直，避免刮碰孔壁。鋼筋籠插入孔內的混凝土中，當鋼筋籠靠自重無法完全下入時，需施加外力使其下入?？梢圆捎庙敳空駝邮旱确绞?/p>

4　本工程實施結果

1.工期：按照業主要求，40天內完成整個工程，實際施工中個別單體的引孔與鉆孔壓灌樁施工沒能完全匹配，對施工速度略有影響，但整體工程施工速度很快，35天全部完成，比業主要求的工期提前5天完成。該樁基礎工程的施工速度創造了三亞市同類工程的紀錄，比沖擊鉆工藝方案工期至少提前2個月。

2.質量

經對已完成的樁基礎工程靜載試驗和動載試驗，全部符合設計要求，質量合格。樁位偏差檢查驗收中發現個別樁位偏差較大，但由于本工程采用樁徑小，設計均采用群樁，規范允許偏差較大，仍能滿足規范驗收要求。

3.造價

本工程由于采用的樁徑較小，因此施工工程量相對減少，從而相對降低了造價。施工完畢后，經對造價進行比較，經濟性優于設計概算水平，造價低于管樁和普通沖擊鉆孔灌注樁。

上述工程采用的兩種工藝相結合的施工方法，后續在海南的其他工程項目中也進行了應用，均取得良好的效果。

5　結語

螺旋沖擊鉆，在存在巖層、孤石或其他塊質障礙物的地層，可以在小直徑樁（樁徑為400mm～800mm）施工中作為輔助措施，與其他工藝相結合，提高效率，降低造價；尤其與長螺旋鉆孔樁、鉆孔壓灌樁等采用螺旋樁機施工的工藝相配合，效果更佳。但施工時，由于設計樁徑一般較小，沖擊錘為圓環對點，容易產生樁位偏差；另外引孔和成樁兩遍成活，也容易引起樁位偏差，因此應注重控制上述過程，必須嚴格控制樁位偏差。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.06.036