大直徑超長60 m旋挖樁施工技術

趙青青（中鐵航空港建設集團北京有限公司，北京100070）

大直徑超長60 m旋挖樁施工技術

趙青青
（中鐵航空港建設集團北京有限公司，北京100070）

近幾十年來國內外高層建筑大量興起，其總高也越來越高、結構越來越復雜。本工程采用超長大直徑旋挖鉆孔灌注樁施工，設計樁徑1.0m，有效樁長為60m。通過前期試樁、鉆孔樁成孔工藝（鉆機選型、泥漿的選用配置、成孔參數的選擇）、成樁工藝、清孔、樁底及樁側后壓漿等。該施工技術效率較高，工程質量得到保證，有廣泛的推廣和應用價值。

超長；大直徑；灌注樁；施工技術

1　方案設計

本工程為超高層5A甲級寫字樓，地下3層，地上51層，建筑總高度為231m，結構形式為型鋼混凝土框架——鋼筋混凝土核心筒。工程樁基礎設計直徑為1m，有效樁長60m。相對樁高度地下土層情況為雜填土5～6m，黃土狀土4～6m，古土壤2.90～4.40m，粉質黏土12～20m，砂土層10～16m。采用德國BG18旋挖鉆機（158 kw，極限鉆深79.5m，最大成孔直徑為2.0 m）施工，共計施工完成201根樁，其中前期有10根樁進行試樁，經過靜載試驗、大應變及小應變檢測，樁基承載力特征值均達到設計要求，樁身完整性均達到二類樁以上。由于樁基采用旋挖鉆機成孔，配合過程中的各項標準施工方法及工藝，同時保證了施工質量，大大加快了施工進度，取得了良好的綜合效果。

1.1材料

1.1.1泥漿配置

用鈉基膨潤土、純堿、纖維素及水攪拌而成的優質泥漿，其比例為鈉基膨潤土25%、純堿0.4%、纖維素0.1%。

1.1.2后壓水泥漿

后壓漿注漿量按水泥干粉計算，根據地層情況及經驗本次后壓漿設定樁底壓漿量為1 000kg/m水泥，樁側注漿量為65kg/m水泥。

本次后壓漿確定采用PC32.5R水泥，水灰比為1: 0.5。

表1　泥漿配比（kg/m）Tab.1 Slurry Ratio

表2　理論壓漿計算量Tab.2 Grouting Theory Calculation

1.2人員配置

根據樁基工作量，經嚴格核算，本次工程現場共配置78人。管理人員6人；測量班1個小組，每組2人；每臺鉆機配備機長1人，配備3個作業小組，每個小組3人，共計10人。2臺旋挖鉆機共配備20人；鋼筋籠制作配置2個作業班組，每組10人，共計20人；混凝土灌注配置2個班組，每班6人，共計12人；鑿樁頭配置1個班，共計10人；勤雜班6人。

1.3施工機具

表3　主要施工機具Tab.3 The Main Construction Equipment

2　施工要點

2.1施工工藝流程處理

試樁→樁位測放→鋼護筒埋設→鉆機就位、泥漿配置→鉆孔、泵入泥漿→成孔檢測→清孔、沉渣厚度檢測→分段安放鋼筋籠→下導管→二次清孔→灌注水下混凝土→拔出護筒→樁基檢測→后壓漿。

2.2操作要點

2.2.1試樁

圖1　靜載試樁Fig.1 Static Load Testof Pile

2.2.2樁位測放

采用經檢測合格的全站儀，根據樁基施工圖紙，用極坐標推算出坐標，在設出的樁位處釘上鋼筋棍，且做好保護。

2.2.3鋼護筒的埋設

鋼護筒采用10mm厚的鋼板卷制焊接而成，護筒高度不小于1.8m，護筒內徑為1.4m。

2.2.4泥漿池及泥漿的配置

施工前確定泥漿池的位置，保證泥漿池位置不影響后期工序的施工，根據樁基的直徑及孔深確定泥漿池的大小，適宜尺寸為井孔體積的1.5倍，且泥漿池內壁做好防水處理。沉淀池因現場場地狹小，采用鋼板軋制而成，場地基坑可作為轉換沉淀池，泥漿經沉淀后，通過泥漿泵泵入基坑外側泥漿池內；針對粉砂土層易坍塌的特點，要求配置的泥漿護壁速度快、效果好，因此選用由鈉基膨潤土、純堿，纖維素及水攪拌而成的優質泥漿，其比例為鈉基膨潤土25%，純堿用量0.4%、纖維素用量0.1%。

2.2.5鉆機就位

鉆機就位前，檢查鉆孔的各項準備工作，旋挖鉆機行走就位對中完成后設置并鎖定樁基中心相對坐標，設定樁基中心護筒頂坐標，并采用全站儀進行復核鉆桿的垂直度。

2.2.6成孔施工

A.在鉆進過程中隨時注意土層變化，對不同土層用不同的旋挖速度，使其達到最佳的旋挖深度。

B.成孔過程中隨時測定樁的傾斜率，將其控制在1%內。

C.邊旋挖鉆進邊用泥漿泵從泥漿池中向孔內注入泥漿，保持孔內的水頭高度。

D.隨時檢查泥漿指標，主要是檢測泥漿的含砂率和比重，使泥漿滿足護壁要求。

E.成孔檢測：樁基成孔后，用測繩檢測孔深，同時用鋼尺復核測繩長度。

圖2　成孔示意圖Fig.2 Schematic Diagram of The Hole

2.2.7第一次清孔

檢孔完成后，用筒式鉆頭進行掏渣清孔，清孔速度不宜過快，同時保持孔內的水頭高度，以免塌孔。

2.2.8鋼筋籠及聲測管的制作與安裝

圖3　鋼筋籠吊裝Fig.3 Reinforcement Cage Hoisting

鋼筋籠制作與安裝：鋼筋的型號、規格、尺寸及數量應進行全面檢查，焊接點、焊接長度、寬度及厚度要滿足規范要求。鋼筋籠較長時需進行分段施工、分段安裝。鋼筋籠孔口牢固定位，以免灌注混凝土過程中發生浮籠現象，固定方法為：采用4根Φ20與鋼筋籠柱筋焊接牢固作為吊筋，孔口安裝完成后，將鋼梁與吊筋進行固定。這樣，即可防止鋼筋籠安放時下沉，又可防止灌注砼時發生浮籠現象。

聲測管的安裝：聲測管即可作為檢測用，也可作為后期后壓漿管的使用。聲測管安裝在鋼筋籠內側，采用電焊與鋼筋籠固定在一起，均勻分布。鋼管下端與樁底平齊，上端露出鉆機作業平面，聲測管接縫無接茬，用套管連接（套管長度不小于200mm），以保證不漏漿。

2.2.9導管安裝

A.在沉淀速度≤5 cm/h，且沉渣厚度滿足設計及規范要求的條件下安裝導管。

B.導管安裝前應進行試拼和水密、承壓和接頭抗拉試驗，試壓力為孔底靜壓水壓力的1.5倍；本工程導管在現場進行密封加壓試驗，試驗壓力不小于1000 KPa，確保了導管的密封性。

C.導管位于鉆孔中央，在澆筑混凝土前，進行升降試驗。

2.2.10二次清孔

鋼筋籠安裝完成后，混凝土灌注前測量孔底沉渣，當孔底沉渣大于設計要求時必須進行二次清孔。二次清孔采用混凝土灌注導管配合3PN-L泥漿泵進行正循環作業，直至孔底沉渣達到設計要求后立即進行水下混凝土灌注。

2.2.11灌注水下混凝土

A.采用垂直導管提升法灌注鉆孔樁水下混凝土，導管直徑為300mm。

B.灌注混凝土時，導管埋入混凝土內宜為2～6 m，大于6m時，易發生埋管事故，因此要嚴格控制導管深度。

C.首次混凝土澆筑方量應使導管埋深≥1.5m，之后立即探測混凝土標高，待符合要求后立即進行混凝土灌注。

D.灌注開始后應緊湊、連續地施工，嚴禁中途停工，灌注過程中防止混凝土從漏斗頂溢出孔底，使泥漿內含有水泥而凝固，致使探測不準確。

E.在水下混凝土澆筑完成24小時后，采用土掩埋法將樁頂掩埋。

圖4　混凝土澆筑Fig.4 Concrete Pouring

2.2.12拔出護筒

混凝土澆筑完成后，用吊車或旋挖鉆機及時將護筒拔出。

2.2.13樁基檢測

2.2.14后壓漿

A.根據設計樁長60.1米，每根樁分四段進行后壓漿，自樁底向上，每段長度依次為12米、12米、12米、24米。最上一段設置為24米，主要是封堵24米以上樁周空隙，以保證下部注漿壓力。

B.注漿先外側、后內側，在外測隔樁進行壓漿。每根樁壓漿時，應確保在其周圍20m為半徑范圍內的樁灌注混凝土完畢。根據施工情況，按上述原則可適當調整壓漿順序。

3　施工管理

鋼護筒制作直徑誤差小于10mm，垂直度偏差小于1/1000護筒長度。沉入完畢后的鋼護筒垂直偏差小于1/300護筒長度。

鋼筋骨架制作允許偏差必須滿足設計和施工規范要求，主筋應采用綁扎成型，搭接長度不小于46倍的鋼筋直徑。

成樁孔直徑和深度不小于設計要求，樁孔垂直度偏差小于1/100樁長，成樁中心位移不大于75mm。

最外層鋼筋的保護層為100mm。

灌注混凝土前，孔底巖渣應清理干凈，使混凝土與孔底巖層接觸良好。

樁身混凝土應連續完整，無斷樁、夾泥等現象，樁頭混凝土無疏松現象。混凝土灌注高度比設計樁頂標高高出5%樁長，以保證樁頭混凝土的質量。

4　結語

本工程采用超長大直徑旋挖鉆孔灌注樁施工，方案設計科學、施工工藝合理、施工管理嚴格，施工效率高，工程施工質量得到保證，該項技術有廣泛的推廣和應用價值。

［3］屠春軍.巖層孤石地質條件下的沖孔灌注樁施工［J］.建筑施工，2013，35（8）:703-705.

［4］沈朝旭，孫瑩.大口徑樁基礎施工中“接力鉆進”的探討與分析［J］.科技創新導報，2009，（30）:82.

Large D iam eter Long 60m Rotary D igging Pile Construction Techno logy

ZHAOQing-qing
（China Railway AirportConstruction Group co.LTD.，Beijing，Beijing100070，China）

High-rise buildings at home and abroad in recent decades a large number of rise，the total height is becoming more and more high，the structure is more and more complex.This project adopts super-long large diameter spiral drilling filling pile construction，the design of pile diameter 1.0 m，effective pile length of 60 m. Through the early stage of the test pile，borehole pile process（selection，the selection ofmud drilling rig configuration，the selection of pore forming parameters），the process of pile，qing lientang grouting hole，the bottom of the pile and pile，etc.The constructionmethod of the efficiency i s higher，the quality guaranteed，with awide range of promotion and application value.

Super long；Large diameter；Bored piles；The construction technology

TU753

A

1674-8646（2015）05-0033-03