某市國際機場改擴建工程樁基施工方案選取

陳新焱 高 勇 蘇宇陽

(山西建筑工程(集團)總公司，山西 太原 030001)

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某市國際機場改擴建工程樁基施工方案選取

陳新焱 高 勇 蘇宇陽

(山西建筑工程(集團)總公司，山西 太原 030001)

結合現場工程地質情況、周邊環境施工條件，考慮運輸周期及工期要求，選擇扭矩為390 kN·m的XRS1050旋挖鉆機分區域、按順序進行入巖、成孔施工，針對施工區域有地下水出露的情況，將成孔施工工藝分為干孔施工和水孔施工，并給出泥漿配比、鋼筋籠制作技術要點，確保了樁基施工安全、可靠、高效完成。

旋挖成孔，樁基施工，水孔作業，泥漿配比

1 工程概況

本工程為某市國際機場改擴建工程及新建VIP航站樓工程，改擴建工程主要為T2常旅客航站樓改擴建，總建筑面積為102 953 m2，建筑層數3層(包含夾層)，層頂標高+26.338 m。上述擴建工程的基礎型式為樁基礎。

2 樁基施工范圍及工程量

施工范圍為現有航站樓東西側擴建建筑物樁基，新建VIP航站樓樁基、高架橋樁基。東側擴建區樁數295根，西側擴建區樁數567根，VIP區151根，高架橋區192根，總樁數1 205根，樁徑800，樁長20 m～26 m，嵌巖深度1.0 m，總延米27 000 m，樁體強度C30，混凝土量13 500 m3，鋼筋用量1 593 t。

3 工程地質條件

3.1 地質情況

土層①：砂質粉土/粉質細砂，中度堅硬～堅硬；土層②：粘質粉土/粉質粘土，軟～堅硬，可塑性高；土層③：粉質細砂，松散～中度密集；土層④：粉質粘土，中度堅硬～堅硬，高度可塑性；土層⑤：粉質細砂/砂質粉土(風化巖)，密集～非常密集；土層⑥：淺灰～深灰，多孔玄武巖緊密貼合～非常緊密，中度～高度風化，無側限抗壓強度從3.04 MPa～48.34 MPa不等。

3.2 土層特點

在鉆探過程中，在一些鉆孔中遇到地下水，有地下水出露的鉆孔如表1所示，其余鉆孔，除BH-P15未注明地下水位外，均未有地下水出現。

表1 地下水出露的鉆孔及水位標高

4 施工方案

4.1 設備選型、工藝選擇

1)鉆機選配。根據現場實際施工條件，考慮運輸周期，綜合經濟與技術因素，選用1臺XRS1050旋挖鉆機施工，旋挖鉆機主要技術參數如表2所示。

2)鉆桿：選用機鎖桿JS575-4×19.0。

3)鉆頭：a.φ800 mm雙底雙開撈砂斗(一般性砂、土層鉆進)；b.φ800 mm分體式截齒鉆斗(粘性土層鉆進)；c.φ800 mm截齒筒鉆(巖石取芯);d.φ800 mm雙頭單螺錐螺旋鉆頭(破碎裂隙發育巖層)；e.φ800 mm雙頭雙螺直螺旋鉆頭(干孔作業)；f.φ800 mm清孔鉆頭(干孔孔底清渣)。

表2 XRS1050旋挖鉆機主要技術參數

4)護筒：φ1 000 mm鋼護筒，干孔作業時選用長度1.8 m的護筒，水孔施工時需要根據地層情況采用加長護筒作業。

5)施工工藝：成孔施工工藝分為干孔施工和水孔施工，若設計樁深范圍內無地下水時，可采用干孔施工；若地下水埋深較淺，進行水孔施工時，由于存在不穩定土層，建議使用長護筒配合泥漿護壁施工工藝。施工工序如圖1所示。

4.2 施工區域劃分及各區域樁基數量

樁基施工區域共分13個，如圖2所示，分別是PC-01，PC-02，PC-03，PC-04，PC-05，PC-06，PC-09，PC-10，PC-11，PC-12，PC-13，PC-14，高架橋區。由于VIP航站樓的位置待定，所以此施工區域未包含VIP航站樓。

4.3 樁基施工順序

1)樁基施工步驟為：西區(T2航站樓西側)→高架橋區→東區(T2航站樓東側)。

2)各區域施工順序為：西區施工順序為：PC-05→PC-06→PC-11→PC-12→PC-13→PC-14→高架橋區。東區施工順序為：PC-03→PC-09→PC-02→PC-01。

3)各施工區域內的樁基數量如表3所示。

表3 各施工區域樁基數量

4.4 施工場地準備

1)施工場區內有大量的障礙物需移除，主要障礙物有：高桿燈、地表高大喬木、地下電纜、地下給排水管網、地下消防水池、廢舊飛機、現有房建、衛生間、商業設施等地面建筑，其中，樹根對鉆機影響最大，鉆頭在鉆進的過程中如遇到樹根纏繞，可能會造成機毀人亡的事故，必須處理干凈，另外還有關系機場運營不能中斷的電纜設施，在施工中不能觸斷；2)施工現場布置：安排施工機械設備進場及組裝和施工現場布置，包括：施工水、電網布置，照明及施工固定機具安裝，工程施工通道鋪設等。

4.5 旋挖成孔施工

1)上部土層鉆進時，水孔施工使用撈砂斗完成土層鉆進作業，若倒土困難，可換用分體式鉆斗鉆進，干孔施工使用直螺旋鉆頭完成土層鉆進作業；

2)下部堅硬巖層鉆進時，對于裂隙發育的玄武巖，先采用短螺旋鉆頭破碎，然后用截齒撈砂斗撈渣，對于完整的堅硬玄武巖，采用筒鉆進行環狀切削鉆進，以取芯為主要作業方式達到高效入巖鉆進；

3)鉆進到設計深度后，若是干孔作業在成孔后則采用平底清渣鉆頭清除孔底殘留的松散渣土，若是采用水孔作業，則采用正循環換漿清孔。

4.6 泥漿的配比與制備、處理

1)泥漿配比。a.泥漿配比中所用材料：要求使用清潔的淡水，膨潤土是泥漿的主要功能成分，要求選用優質的鈉基膨潤土，工業用堿用于調節泥漿pH值，pH值以8～10為宜，CMC可降低泥漿的失水量，增加泥皮強度，防止滲水，提高泥漿粘度。b.工程泥漿設計配比為：100(淡水)∶11(膨潤土)∶0.3(NaOH)∶0.05(CMC)。

2)泥漿制備與處理。現場準備好泥漿攪拌機，泥漿池(含回漿用沉淀池及泥漿儲備池)，一般為鉆孔最大容積的1.5倍～2.0倍，使用后的泥漿經過檢測、處理后可循環利用。

4.7 鋼筋籠制作技術要求

1)鋼筋連接方式。鋼筋籠鋼筋連接方式采用直螺紋套筒變徑連接。

2)技術要求。鋼筋籠制作按照設計圖紙的技術要求(配筋的種類、級別、直徑、籠長、根數、間距、主筋錯開距離等)分兩節加工，技術參數如表4所示。

表4 鋼筋籠技術參數

頂節鋼筋籠一律按長度12 m規格制作(主筋Ф25)，底部鋼筋籠則按不同的設計樁長減掉12 m后的長度規格制作(如圖3，圖4所示)。吊裝鋼筋籠時，按照實際樁孔深度，取相近的長度組合，進行連接后的長度應在設計長度±100 mm之內，超長部分予以截掉。

5 結語

樁基方案的選取中，充分結合了施工場地工程地質條件，根據持力層巖層的抗壓強度高、施工區域內有水出露的情況，選擇了能夠保證入巖效率的扭矩為390 kN·m旋挖鉆機和干孔作業與水孔作業相結合的成孔工藝，給出了工程泥漿設計配比與鋼筋籠鋼筋制作技術要點及鋼筋變徑連接方式，實現了在施工過程中大約8 h～10 h成樁9根，保障了樁基施工高效、安全、可靠的完成。參考文獻：

[1]BS 8004—1986，Code of Practice For Foundations.

[2]ASTM—D1143，Standard Test Methods for Deep Foundations Under Static Axial Compressive Load.

[3]DB 42/242—2003，建筑地基基礎技術規范.

[4]JGJ 94—2008，建筑基樁技術規范.

The pile foundation construction scheme selection of international airport expansion engineering in a city

Chen Xinyan Gao Yong Su Yuyang

(ShanxiConstructionEngineering(Group)Corporation,Taiyuan030001,China)

Combining with the site engineering geological condition, surrounding environment construction conditions, considering the transport cycle and time limit for a project, selected the XRS1050 rotary drilling rig with the torque of 390 kN·m area, in order entered the rock, pore forming construction, according to the construction area had groundwater situation, divided the hole construction process into dry hole drilling and water hole construction, and gave the slurry ratio, steel reinforcement cage fabrication technology key points, ensured that the pile foundation construction safety, reliable, efficient completion.

rotary drilling, pile foundation construction, water hole operation, slurry ratio

1009-6825(2015)21-0059-02

2015-05-12

陳新焱(1982- )，男，碩士，工程師； 高 勇(1985- )，男，助理工程師； 蘇宇陽(1983- )，男，助理工程師

TU473.1

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