灌注樁成孔采用兩種不同機(jī)械設(shè)備聯(lián)用施工技術(shù)

趙 留 建

(中建一局集團(tuán)第一建筑有限公司，上海 201100)

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灌注樁成孔采用兩種不同機(jī)械設(shè)備聯(lián)用施工技術(shù)

趙 留 建

(中建一局集團(tuán)第一建筑有限公司，上海 201100)

結(jié)合海口市南片區(qū)安置房工程地質(zhì)情況及灌注樁設(shè)計要求，提出了沖擊成孔機(jī)械與正循環(huán)磨盤鉆機(jī)聯(lián)用成孔工藝，并闡述了具體的施工方法，經(jīng)實踐證明，該工藝取得了顯著的經(jīng)濟(jì)社會效益。

灌注樁，沖擊成孔，鉆機(jī)成孔，樁基

1 工程概況

海口市南片區(qū)安置房工程(以下簡稱安置房工程)位于新海口市市政府南側(cè)約3 km處，建筑結(jié)構(gòu)為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，其中5號，6號，8號(局部)，10號，11號樓采用樁筏基礎(chǔ)。

1)灌注樁設(shè)計要求(見表1)。

表1 樁基設(shè)計參數(shù)

經(jīng)超前鉆探測，如果連續(xù)樁位處中等風(fēng)化巖層厚度大于5 m區(qū)域，報設(shè)計單位研究確認(rèn)，正式發(fā)文后取消打樁。

2)地質(zhì)情況(見表2)。

表2 地質(zhì)地層情況一覽表

3)本地區(qū)房建工程通常使用的成孔機(jī)械特點及對應(yīng)安置房地質(zhì)條件等比較見表3。

2 安置房工程樁基成孔施工難點

2.1 地表存在大量圓形孤石

地表雜填土中存在較密集的玄武巖孤石，其直徑平均約1 m，需要移除。

2.2 地表高差變化大

由于雜填土層高差大，層厚較薄，且土層工程力學(xué)性能差，只能挖除后才能上樁機(jī)成孔。

2.3 巖層條件復(fù)雜多變

基坑較深，且中等風(fēng)化玄武巖裂縫發(fā)育良好，存在破碎巖層及大傾角斜巖面，且?guī)r堅硬，樁基成孔時，極易形成斜孔或樁孔擴(kuò)孔嚴(yán)重，巖層情況可見圖1。

2.4 試樁結(jié)果不容樂觀

在試樁時，采用單一沖擊樁機(jī)成孔，統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)前3根試樁成孔時間平均每根用時約17 h，且擴(kuò)孔嚴(yán)重；計算混凝土充盈率達(dá)1.78～1.98，無論施工進(jìn)度還是施工成本距離項目管理目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。

表3 ?？谑谐Ｒ姵煽讬C(jī)械比較一覽表

3 解決問題對策

3.1 確定先挖土，后打樁的施工次序

針對現(xiàn)場條件，決定打樁前挖除基坑土方到基底設(shè)計標(biāo)高(此標(biāo)高處為中等風(fēng)化玄武巖，根據(jù)設(shè)計要求，標(biāo)高允許偏差(+100 mm，-150 mm))以后墊層混凝土找平，見圖1。

3.2 加大十字錐錘重量及減少直徑

針對巖層裂縫方向多變，將試樁用的十字錐錘由1.5 t換成2.5 t，同時錐錘直徑由800 mm改為740 mm。

3.3 巖層中采用沖擊成孔，土層中采用鉆機(jī)成孔方式

由單一使用沖擊成孔改成使用沖擊樁機(jī)鉆穿中等風(fēng)化巖后再換用相同底架的正循環(huán)磨盤鉆機(jī)鉆孔，如圖2，圖3所示。

4 施工方法

4.1 施工順序

基坑開挖土方至設(shè)計標(biāo)高→樁位放線定位→沖擊樁機(jī)成孔→回填粘土層→樁位放線定位→正循環(huán)磨盤鉆機(jī)成孔→清孔、下鋼筋籠→灌注混凝土。

4.2 各步驟具體做法

1)開挖土方至基坑設(shè)計標(biāo)高。a.中等風(fēng)化巖層厚度不大于1 m的區(qū)域采用風(fēng)炮破碎，巖層較厚的采用炸藥爆破后挖土機(jī)清除松散石塊。b.開挖后基面頂標(biāo)高控制在(+100 mm，-150 mm)范圍。c.基坑四周開設(shè)300深排水溝一圈，且在基底合適位置設(shè)長寬深為4 m×5 m×1.2 m排渣坑2處～3處。

2)樁位放線定位。采用全站儀定位，隨定隨打，沖擊樁機(jī)成孔過程中隨時觀察樁架的垂直度。

3)沖擊樁機(jī)成孔施工。確保樁架樁桿的垂直度是保障成孔不傾斜的基礎(chǔ)，采用2.5 t十字錐錘低錘密擊的方法，防止斜孔。同時確保樁徑不至于擴(kuò)孔過大，也能有效防止卡鉆，掉鉆。如發(fā)現(xiàn)成孔已經(jīng)傾斜，則立即提出沖擊錘后，用片石回填至傾斜處高度上面不少于1 m，重新沖擊成孔。

4)沖擊成孔時注意點。a.沖擊成孔深度以穿過中等風(fēng)化玄武巖，且到達(dá)其底面下不少于1 m處停止，轉(zhuǎn)入下一孔位繼續(xù)沖擊成孔。b.一個基坑中所有樁位沖擊成孔完成后，用小型推土機(jī)將粘土鋪設(shè)在基坑底，厚度不少于300 mm，樁位處沖擊孔也用粘土填塞密實。c.此處回填300厚粘土層有兩個目的：一是在磨盤鉆機(jī)成孔時利用回填粘土在樁位處原地造漿成孔；二是便于在粘土面開挖排渣泥漿槽溝，將廢渣排至廢渣沉淀池，保持現(xiàn)場安全文明施工。

5)樁位放線定位。使用設(shè)備型號，操作要求同上。

6)正循環(huán)磨盤鉆成孔。a.鉆機(jī)下枕木必須用石塊墊實，防止鉆機(jī)移位或傾斜。b.在粘土層上開設(shè)排渣水道及各處排渣坑。c.成孔時應(yīng)每隔3 h～4 h觀察鉆機(jī)鉆桿的垂直度和位

置，防止偏位和斜孔。d.磨盤鉆機(jī)下支架和沖擊鉆機(jī)下支架通用，加電機(jī)及卷揚機(jī)等重量約2.5 t，使用挖機(jī)配合即可隨意轉(zhuǎn)換上面架體。

7)清孔，下鋼筋籠。同正常施工要求，不再詳述。

8)灌注混凝土要求。在灌注混凝土面到達(dá)樁頂粘土面時，應(yīng)繼續(xù)灌注不少于1 m3的混凝土，將上部混合了泥水的廢渣擠出，確保樁頭處混凝土的密度、強(qiáng)度達(dá)到要求。

5 前后兩種成孔方法效果比較

前后兩種成孔方法效果比較見表4。

表4 兩種成孔方法效果比較

A=150×(4+1)+41×90+1.1×0.5×41×340=12 107元。

B=150×4+110×37+1.87×0.5×41×340=17 703.9元。

其中，計算式中數(shù)據(jù)“150”為沖擊成孔(巖層)每米成孔單價，元；“110”為沖擊成孔(粘土或砂土)每米成孔單價，元；“90”為正循環(huán)磨盤鉆機(jī)(粘土或砂土)每米成孔單價，元；“4”為樁身穿過的中等風(fēng)化巖層平均厚度，m；“1”為沖擊成孔穿入中等風(fēng)化巖層下面土層深度1 m；“41”為平均樁長，m；“1.1”為兩種機(jī)械聯(lián)合使用時平均混凝土充盈率；“1.87”為使用沖擊成孔時平均混凝土充盈率；“340”為C30混凝土單價，元/m3，2014年下半年?？诮ㄖ袌鍪袃r，每根樁節(jié)約(成孔價差和節(jié)約樁身混凝土材料費用)：B-A=17 703.9-12 107=5 596.9元；整個項目樁基成本節(jié)約：5 596.9×471=2 636 139.9元。

6 結(jié)語

針對特殊地質(zhì)條件，在灌注樁成孔施工中創(chuàng)造性的提出了兩種機(jī)械組合方法成孔，解決了現(xiàn)場難題，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，加快了施工進(jìn)度。對于相似地質(zhì)施工條件下樁基成孔，具有借鑒意義。

[1] 江正榮.建筑施工手冊[M].第4版.北京：中國建筑工業(yè)出版社,2003.

[2] 江正榮.建筑地基與基礎(chǔ)施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2005.

[3] 丁士昭，馮宗展.市政公用工程管理與實務(wù)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2016.

[4] 孫義俊，尹趙亮.復(fù)雜地質(zhì)條件下的大口徑鉆孔灌注樁[J].橋梁建設(shè),2004(6):45-47.

[5] 吳開濱，代國忠.長春市輕軌工程大漂石地層灌注樁成孔—鉆進(jìn)技術(shù)[J].探礦工程巖土鉆掘工程，2004(12)：66-68.

Construction technology of two kinds of different mechanical equipment used in the hole filling pile

Zhao Liujian

(ChinaConstructionFirstBureauGroupFirstConstructionCompanyLimited,Shanghai201100,China)

Combining with the geological status of relocation project in Nanpian District of Haikou City and the design demands for the bored piles, the paper points out the dynamic holing mechanism and the direct cycle millstone driller holing craft, illustrates the construction methods, and proves by the practice that the craft achieves better economic and social benefits.

bored pile, impact holing, driller holing, pile foundation

1009-6825(2016)22-0067-02

2016-05-28

趙留建(1973- )，男，工程師

TU473.13

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