廣州蘿崗孤石地層某高層灌注樁基礎施工方法

馮偉喜

（廣州華工大勘察工程有限公司， 廣東 廣州 510640）

1 工程概況

本建筑位于廣州市蘿崗區，地面高150 米，地下10m深，結構型式采用框架-核心筒結構。基礎采用灌注樁基礎，其中框架柱為單柱單樁基礎，樁徑2.2m，共24根；核心筒采用群樁基礎，樁徑1.6m，共30根。

樁基礎設計概況：樁身為C40水下混凝土；樁端持力層為微風化花崗巖，入完整微風化花崗巖不少于0.5m；樁端沉渣厚度不得大于50mm。

工程地質概況：基巖為花崗巖，微風化巖面埋深16～45m，巖面標高變化大。場地不良地質現象主要為孤石，見孤石率為 30%，孤石埋深 8m～30m，孤石厚度0.5m～3.5m，孤石軸芯抗壓強度普遍大于60mpa。

2 施工方案

由于場地范圍內存在較多孤石，采用沖孔樁進行試樁，根據沖孔試樁結果：3.0m厚的孤石，沖孔1個月仍未穿過孤石，施工工期與成本均無法準確控制。為按時按質完成樁基礎工程，經各單位研究后提出：超前鉆+預爆破+沖擊成孔的施工工法。具體流程如下：

（1）、超前鉆孔，判斷孤石位置與樁端基巖面標高。

由于場地內孤石較多，巖面標高變化大。為準確判斷孤石位置與樁端基巖面標高，1.6m直徑樁，布置3個超前鉆孔； 2.2m直徑樁，布置4個超前鉆孔，超前鉆布置如下圖所示。超前鉆孔分為控制性鉆孔和一般性鉆孔。控制性鉆孔，鉆孔直徑90，鉆孔深度進入樁端持力層以下3D，并且不少于5m。一般性鉆孔，鉆孔直徑90，鉆孔深度進入樁端持力層以下500。

圖1 超前孔布置圖

（2）、爆破孤石。

在爆破時，超前鉆兼作為爆破鉆孔，對于樁基礎范圍內孤石較多的樁，適當增加爆破孔數以確保孤石受到足夠破壞，以保證沖孔樁施工順利。

（3）、常規沖孔樁施工。

3 爆破原理及參數制定

根據設計施工圖及工程實際需要，孤石體及樁底基巖擬采用深孔地下控制爆破技術施工。嚴格控制爆破飛石及爆破震動，確保爆破施工安全。爆破施工中應及時驗證爆破效果進行爆破參數調整。

(1)、控制爆破原理

采用地表鉆孔的方法對鉆孔樁內存在的孤石及基巖進行鉆孔，利用“預裂爆破+擠壓爆破”作用機理，科學布孔，合理利用爆炸產生的能量對鉆孔樁中巖石進行作用，以便達到使巖石破裂、分割成塊并失去強度的目的。爆破施工時需進行試爆，然后對爆破后的樁基進行孔間抽芯取樣，根據抽芯巖石的破碎情況及時調整爆破參數。

(2)、鉆孔形式及結構

采用地質鉆或潛孔鉆進行爆破鉆孔，孔徑均為90mm，需要爆破的鉆孔中安設直徑75mm的PVC套管，不需要爆破的鉆孔不需下套管防護。為了便于施工和準確控制鉆孔方向，炮孔采用垂直鉆孔形式。鉆孔過程中用泥漿護孔，必要時下鋼套筒。成孔后下φ75mm的PVC套管護孔，套管底需安有堵頭悶管，爆破前孔口需遮蓋，防止異物掉入堵塞炮孔。

(3)、裝藥結構及起爆網路

孔內雷管選用毫秒非電導爆管雷管，起爆雷管選用導爆管雷管，炸藥選用2#巖石乳化炸藥，標準直徑為Φ60mm，防水性能較好，具體根據現場的需要加工。炮孔采用正向裝藥起爆，起爆選用非電爆破網路，采用激發針起爆。

(4)、炸藥單耗計算

根據鉆探情況，鉆孔樁內所存在孤石體及樁基底部基巖均為微風化花崗巖，對存在孤石體及基巖的樁井應將孤石體與基巖同時起爆處理，控制爆破范圍在樁基結構范圍內。根據《水運工程爆破技術規范》（JTS204-2008）微風化巖水下鉆孔爆破單耗經驗數值為2.72 kg/m3，在爆破作業過程按照單耗2.3 kg/m3試爆，根據爆破效果調整爆破參數。

(5)、 裝藥與堵塞

對于裝藥孔采取分層間隔裝藥結構，間隔裝藥間隔長度為0.6m，孤石上下0.5m范圍不裝藥。設 4發電雷管多點同時起爆。裝藥孔全長堵塞至孔口，堵塞材料為粗砂。

(6)、起爆網路設計

采取不同孔內分段的串聯電起爆網路，單個孔內設置2-4發同段電雷管并聯后同時起爆，以確保起爆網路安全。

(7)、爆破飛石控制措施

巖石處理安全控制除了控制爆破震動外，空孔泥漿的控制尤為重要，巖石爆破時，采用在距離孔口0.5m外置覆蓋鋼板的防護措施，將泥漿控制在安全范圍內。即：對于樁基內巖石爆破，由于爆源在地面以下約10-18m之間，爆破屬于內部作用，采取在孔口上部一定范圍采用“壓鋼板，布孔范圍堆沙包圍閉”的防護措施，將爆破時空孔產生的泥漿及所攜帶的石渣控制在安全范圍內。

圖2 爆破安全防護示意圖

4 施工過程及成樁質量

根據超前鉆結果： 30根樁發現孤石或強風化夾層，且部分樁位為多層孤石，巖芯照片圖3所示。

圖3 超前鉆巖芯照片

經爆破處理后，單臺沖孔樁機6天可完成1根樁。本工程投入6臺沖樁機，包括超前鉆及預爆破， 90天完成了本塔樓的工程樁基礎工程，為建設單位節約了大量的時間成本。樁基達到齡期后，進行了小應變、超聲波、抽芯檢驗，檢驗結果如下：所有樁均為I類樁，樁底沉渣、樁端持力層滿足設計要求，一次性通過了第三方檢測試驗。

5 結語

本樁基礎工程針對廣州蘿崗地區孤石群、基巖巖面起伏大特殊的地質情況，采用如下施工方法：先采用預鉆孔判斷孤石及基巖巖面位置，根據超前鉆的結果進行水下爆破孤石，最后采用常規沖孔樁成孔施工。經本工程實踐，該施工方法施工進度可控，施工質量可靠，施工經驗可供參考，施工過程需注意如下問題。

1、注重超前鉆的施工質量，保證鉆探結果真實可靠；超前鉆發現孤石時，及時埋PVC管，防止塌孔。

2、爆破施工應由專業的爆破單位完成，在手續不齊全，安全措施不到位的情況下，嚴禁爆破。

3、沖孔過程應嚴格控制成孔質量。