高填方區大直徑超深樁施工技術研究

馬建鋒

（中鐵建工集團有限公司西南分公司，貴州貴陽 550002）

1 工程地質條件

施工區域為溶丘洼地地貌，植被不發育，多處溶蝕發育，巖溶總體發育程度中等。巖溶水賦存于灰巖、泥質灰巖及白云巖的溶蝕裂隙、洞穴、管道中，主要靠大氣降雨補給。水位在上跨鐵路隧道明拱洞身附近波動。本工程地層上覆第四系全新統人工填土（Q4ml）（20~30m）、坡洪積（Q4dl+pl）紅黏土（12~20m），下伏基巖為三疊系下統安順組（T1a）白云質灰巖，含較多泥質條帶，巖體較破碎。

2 工程概況

貴陽龍洞堡國際機場T3航站樓擴建項目與貴廣高鐵白云至龍里北聯絡線龍洞堡機場隧道平面上有多次交叉。隧道位于機場既有航站樓西側，下穿的主要建筑物及設施有機場地面停車場、航管樓、空管用房、機場路等，隧道已貫通并投入運營。該機場六號路上跨隧道橋梁工程樁基位于隧道兩側。

3 施工工藝技術

3.1 樁基技術參數

（1）樁身直徑 D（嵌巖段）2000mm，外筒直徑 2600mm，內筒直徑2200mm，樁長50~90m，嵌巖深度H1=4000mm；混凝土保護層厚度：本工程環境類別為I類環境，樁基保護層厚度為60mm。

（2）樁身混凝土強度等級：C40超緩凝自密實水下不分散混凝土（添加超緩凝劑、硅灰、水下不分散劑及抗裂纖維的摻量以實驗配比報告為準）。

C40超緩凝自密實水下不分散混凝土擬定配合比如下：

水：186kg；水泥：480kg；砂：920kg；石 1（5~16mm）：500kg；石 2（16~25mm）：290kg；超緩凝劑：14kg；硅灰：50kg；水下不分散劑：15kg；抗裂纖維：20kg。

（3）鋼筋：HRB400。縱向鋼筋的接長采用直螺紋套筒連接接頭，接口必須按規范要求錯開。

（4）混凝土澆灌。

孔樁在開挖施工過程應加強驗孔、補充釬探及鉆探等工作，以進行驗證其基礎持力層的完整性及整體穩定性。在澆灌混凝土前，須經地勘、業主、監理和設計等驗孔合格后方可澆注。混凝土澆筑方法采用水下混凝土澆灌。考慮到超深樁澆筑方量較大，澆筑時間長，混凝土需添加緩凝劑，確保初凝時間36h以上。

3.2 施工方法

超深樁采用兩級套管護壁，長鉆桿超大功率旋挖鉆機（山河智能550型）取土的方式。回填層內先用全回轉鉆機下壓直徑2.6m全套管至回填層底，取土后，再使用260t履帶吊空下2.2m護筒至回填層底部，然后使用全回轉鉆機下壓2.2m套管在2.6m套管內下壓取土至持力層面，最后使用旋挖鉆機原鉆筒進行持力層面取土，超深樁嵌巖段直徑2.0m。

3.2.1 施工流程

場地平整→放線定位→安放路基板→復線定位→全套管全回轉鉆機（2605H）就位→下第一節套管（2.6m）→旋挖鉆鉆進取土→邊鉆進邊校管直至回填層底→更換全回轉鉆機夾片→履帶吊空下鋼套管至回填層底部（2.2m）→全回轉鉆機下壓套管（2.2m）→長鉆桿旋挖鉆鉆進取土→邊鉆進邊校管直至持力層面→旋挖機嵌巖至設計深度→全套管全回轉就位下一孔→雙夾片拔管機就位→清孔→安置鋼筋籠→下導管→邊澆灌混凝土邊拔管→澆灌樁身混凝土至柱帽（承臺）底以上至少500mm，直至浮漿全部擠出→樁基養護。

3.2.2 施工工藝

（1）場地平整、測放樁位：修筑施工便道，能夠滿足樁成孔設備的承壓及行走要求，平場標高為鋼筋籠頂，采用全站儀測放樁位中心點。

（2）單樁成孔施工程序：

①安放路基板使其中心對正保護好的樁位中心，路基板的主要功能是定點導向、提高路基的強度。

②移動全套管全回轉鉆機（2.6m）至正確位置，使套管抱管器中心對應定位在路基板中心即樁位中心。

③回填層取土成孔：吊裝第一節管在樁機鉗口中，找正樁心，將底部裝有特制刀頭的鋼套管用定位油缸夾緊，旋轉下壓樁管，壓入深度約為2.5~3.5m，然后用旋挖從套管內取土，一邊抓土、一邊繼續下壓套管，始終保持套管底口超前于開挖面的深度≮2.5m。第一節套管全部壓入土中后（地面以上要留2.5~3.5m，以便于接管），檢測垂直度，如不合格則進行糾偏調整，如合格則安裝第二節套管繼續下壓取土，如此繼續，施工至樁頂以下60m暫停作業，更換夾片，下壓2.2m護筒。

④全套管全回轉鉆機（2.2m）取土成孔：將裝配2.2m夾片的全套管全回轉鉆機吊至路基板上，套管抱管器中心精準定位在路基板中心即樁位中心。260T履帶吊配合全回轉鉆機從2.6m套管內下放2.2m鋼套管，履帶吊通過扁擔與套管上4個吊點連接緩慢下放，直至60m孔底，全回轉鉆機壓入孔底一節，下放過程中時刻檢測套管垂直度，確保套管落地后，套管中心與樁中心仍然重合。同上一步重復下壓取土，直至嵌巖層。

圖1 套管扁擔吊裝

⑤直徑2.0m嵌巖層鉆進：用旋挖鉆機長鉆桿帶巖層用鉆頭繼續鉆進，經地勘設計等單位確認持力層，直至滿足嵌巖深度要求，清理干凈孔底沉渣。

⑥鋼筋籠加工、吊裝：鋼筋籠縱向鋼筋的接長采用直螺紋套筒連接，為保證鋼筋籠拼接時的準確性，鋼筋籠加工采用法蘭盤固定主筋位置，分段加工制作，鋼筋籠加工采用滾籠機數控加工設備，鋼筋籠需增加滾籠筋：具體做法是沿著鋼筋籠縱向在加勁箍同一斷面，主筋外側加一道圓箍，間距同加勁箍，直徑C18，如圖2所示。

圖2 滾籠筋施工

注意：加工鋼筋籠時應預留聲測管和注漿管。

⑦澆筑混凝土：下放導管，計算并儲備充足的首灌混凝土，按照常規工藝開始澆筑混凝土。