超深基坑鉆孔圍護樁侵限處理方案研究

李俊生 梁橋欣

(中鐵交通投資集團有限公司，廣西 南寧 530021)

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超深基坑鉆孔圍護樁侵限處理方案研究

李俊生 梁橋欣

(中鐵交通投資集團有限公司，廣西 南寧 530021)

通過超深基坑鉆孔灌注樁侵限影響周邊圍護樁鉆進的工程案例，探討了鉆孔樁侵限后的處理措施，評價各類處理措施對于解決侵限問題的效果，并從侵限回填低標號混凝土重新鉆進、超聲波檢測垂直度、鉆機站位對鉆孔樁偏移方向的影響等方面，為后續工程施工提出建設性建議。

超深基坑，侵限，超聲波檢測，鉆機站位

1 工程背景

該超深基坑是南寧某深埋明暗挖結合地鐵站為增加暗挖作業面而設的通往暗挖作業面的臨時結構，結構尺寸南北長13.7 m，東西長11.8 m，基坑深度55.51 m。基坑圍護結構采用鉆孔灌注樁+環框梁+樁間網噴支護。采用φ1 500@1 900鉆孔灌注樁，樁長61.31 m，樁數30根，樁間凈距400 mm。施工方案為先施工偶數樁號，再施工奇數樁號，在SJ-9鉆進48 m處遭遇SJ-8，SJ-10因樁身傾斜侵入SJ-9范圍致使鉆進困難的情況，圍護樁平面圖如圖1所示。

2 超聲波檢測

由于樁長達62 m，樁間底部出現咬合、侵限概率較大。采用

中國科學研究院聲學研究所研發的UMD100Q超聲波鉆孔檢測儀對樁進行垂直度檢測，檢測報告可反映樁身垂直度相關信息，SJ-8，SJ-10檢測報告如圖2所示。

提取檢測報告數據，如表1所示，SJ-8鉆進48 m時偏孔30.17 cm，SJ-10偏孔37.23 cm。

表1 檢測數據

依據圖2繪制圖3，因SJ-9樁身傾斜，在48 m處與SJ-10咬合，無法鉆進至設計深度。

3 擬采取處理方案及可行性分析

1)沖擊鉆沖孔。SJ-10樁長61.31 m，在48 m處偏移37.23 cm，按比例可計算出樁底偏移達47.55 cm，占樁徑的32%，強行沖孔必然導致主筋外露、損害，且因孔壁傾斜，沖孔會導致沖錘砸擊孔壁而塌孔，該方案不可取。

2)回填低標號混凝土。采用C15混凝土回填，待達到設計強度的75%后重新鉆進，成孔后下放按樁徑1∶1比例制作的探籠進行測試，現場探籠不能下放成功，孔壁面粗糙、不平順、呈不規則性彎曲狀是主要原因。

鉆頭鉆進時接觸面為C15混凝土面和原狀土層面，如圖4所示，土層硬度低于混凝土，在鉆進過程中，鉆頭易趨向相對較軟側偏移，致使回填后重新鉆進仍然存在孔壁垂直度難以保證、無法鉆進至設計標高的問題。

3)擴孔回填低標號混凝土，外包裹鉆孔樁。進行擴孔處理，擴孔示意圖如圖5所示，現場在鋼筋籠下放至53 m處出現嚴重卡籠現象。

經研究分析，決定在SJ-9擴孔樁位處回填C15素混凝土，再在基坑外側包裹SJ-9-1，SJ-9-2(與圍護結構樁等長，φ1 500與SJ-9樁間距1 900 mm)，樁位如圖6所示。

采用基坑外側圍護樁包裹方案取得預期效果，SJ-9-1，SJ-9-2能順利鉆進至SJ-9設計標高處，該方案SJ-9為素混凝土樁，SJ-9-1，SJ-9-2為鋼筋混凝土鉆孔樁。

在后續基坑開挖過程中，考慮到素樁SJ-9抗剪性能較差，在SJ-9處不能抵抗基坑外側的主動土壓力。支撐體系逐層依次架設后，主動土壓力變為基坑內側的支撐集中力和基坑外側的被動土壓力疲勞擾動，此樁位處為整個圍護結構體系的薄弱環節，安全風險較大。采取用SJ-9-1，SJ-9-2包裹和SJ-9，SJ-9-1，SJ-9-2三根樁冠梁與SJ-8，SJ-10整體連接，這一風險得到了控制，且SJ-9-1，SJ-9-2可作為很好的抗剪安全儲備，在后續對樁頂水平位移進行實時監控量測時，均符合規范要求。

4 結語

本工程實例教訓深刻，因最后一根圍護樁侵限帶來的一系列連鎖反應，致使基坑開挖工期滯后10 d，現場采取了幾種常用的處理方式均未取得預期效果，最終花費較大的時間、資金成本，甚至嚴重影響項目部管理人員自信心，通過本案例可得出以下幾點心得：

1)引起樁身偏移因素較多，如地層軟硬不均、旋挖鉆機鉆前校核不到位、鉆機特種作業人員自身操作水平不足、鉆機站位場地不平整等因素。開鉆前，對樁位測量放線務必準確，在樁間距較小的情況下(φ1 500@1 900)通常采取樁位中心外放10 cm的處理方式，但該方式僅適用于樁身朝基坑內側或外側傾斜的情況，當樁身朝基坑邊線傾斜，則樁位中心外放對解決侵限問題效果不明顯。

2)鉆孔樁開孔后應緩慢鉆進，形成較長一段良好穩固的護壁，確保孔位、垂直度符合要求，待導向部位全部進入地層后，方可加速鉆進。在鉆進至20 m，40 m，50 m設計標高時用超聲波檢測儀進行樁身垂直度檢測，以便及時進行糾偏調整。

3)根據實際鉆進情況，結合地質勘探報告和其他已施工完的樁的資料，總結最佳鉆進速度，每次鉆進尺控制在60 cm左右，并注意放斗要穩，提斗要慢。

4)鉆進過程盡量保證24 h連續不停，一名鉆機手鉆進一個樁孔過程中盡量確保連續，中午或晚上休息時間盡量縮短，另外鉆進開始后一個機手確保鉆進到底，避免中途更換機手。

5)鉆孔過程中鉆桿自身的缺陷造成偏孔。鉆桿由4節組成，每節之間存在一定的活動間隙，鉆進第1節鉆桿(20 m)時影響較小，鉆進到第2節至第4節時，因鉆桿之間的活動間隙，旋轉、加力過程中鉆桿會出現不同程度的間隙累加致使偏移，這一情況在軟硬不均地層中尤為明顯，應實時做好包括添加潤滑劑在內的鉆桿維修與保養。

6)從現場大量鉆進實際數據統計分析，當基坑深度超過50 m時鉆孔樁垂直度很難控制在0.5%以內。除去地層軟硬不均的因素外，樁身偏移方向更易趨向鉆機行走方向而非垂直鉆機行走方向發展，所以在站位選擇時應使鉆機其“面對”基坑，位置一旦調整正確，在鉆進全過程中鉆機不得隨意行走，樁身若有傾斜也可使其趨向垂直基坑邊線方向而減少侵限可能。

7)在先施工偶數樁號、再施工奇數樁號的“隔一打一”方案中，15根奇數樁均存在侵限可能，占總樁數的50%；若采用“隔二打一”方案，即第一輪施工SJ-1,4,7,10,13,16,19,22,25,28，第二輪施工SJ-2,5,8,11,14,17,20,23,26,29，第三輪施工SJ-3,6,9,12,15,18,21,24,27,30，此方案第二輪施工侵限可能性較小，僅第三輪施工存在侵限可能，占總樁數的33.3%。

Ultra deep foundation bored pile retaining intrude limit treatment scheme

Li Junsheng Liang Qiaoxin

(ChinaRailwayCommunicationsInvestmentGroupCo.,Ltd,Nanning530021,China)

Through ultra deep foundation bored intrude limit affect the surrounding envelope pile drilling project cases discussed when the bored piles invasion limited to measures to deal with the evaluation for all kinds of action to solve the problem of invasion limited effect, and from intrude limit low-grade backfill concrete drilling again, the degree of vertical ultrasonic testing, drilling rig for bored piles offset stations aspects of impact the direction of constructive proposals for future construction.

ultra deep foundation, intrude limit, ultrasonic testing, rig stations

1009-6825(2016)11-0076-03

2016-02-02

李俊生(1988- )，男，碩士，工程師

TU463

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