復雜地質條件下鉆孔咬合灌注樁施工要點研究

俞傳熙

（深圳市蛇口招商港灣工程有限公司，廣東 深圳 518000）

深基坑工程受場地水文、施工環境等因素影響，對深基坑支護結構要求較嚴格。與常見的支護方案如地下連續墻、鉆孔樁加止水帷幕相比，鉆孔咬合樁兼具防滲、擋土作用，且施工工藝較簡單，性價比高，尤其適用于高水位復雜地質條件，具有良好的應用價值。本文結合太子灣DY03-04地塊工程，深入研究鉆孔咬合樁施工技術要點，以期促進鉆孔咬合樁施工技術的應用與推廣。

1 工程概況

本工程為太子灣DY03-04地塊工程，位于深圳市南山區蛇口太子灣片區，港灣大道以南、商海路以東，基坑東北側與03-05地塊毗鄰。本工程基坑呈方形，支護周長為304.5m，基坑面積為8 162㎡，地下室4層，基坑開挖深度為19.25～19.75m。擬建場地有生活區、加工廠等，地塊北側臨近地鐵蛇口港站，基坑結構外邊線距地鐵結構外邊線僅5.5m，地鐵冷卻塔距基坑結構外邊線為3.3m。基坑東南側為擬建地鐵12號線和在建市政道路，市政道路管線已敷設完成。由于本工程施工環境較復雜，基坑外側距紅線較近，基坑支護技術方案選擇受到一定影響。

經專家組討論研究，確定采用鉆孔咬合樁+內支撐支護形式，內支撐分為3層，支護樁采用直徑1.2m混凝土灌注樁，按1.8m間距布設，排列方式為鋼筋混凝土樁（B樁）和塑性混凝土樁（A樁）間隔布置，B樁混凝土強度為C30，坍落度200±20mm；A樁混凝土強度為C15，咬合寬度0.3m。冠梁截面為1.0m×0.6m，混凝土強度為C30，冠梁標高為3.5m。冠梁上部采用擋墻和放坡形式，腰梁截面為1.0m×1.0m，2、3層腰梁和支撐混凝土強度為C40。本工程中，咬合樁共計328根。

2 施工技術難點、重點

2.1 施工技術難點

2.1.1 地質條件復雜

場地位于濱海潮間帶，由填海造地回填形成，上層土為碎石、砂和黏性土等組成，層厚2.0～9.1m；下層土由素填土、黏性土組成，層厚為1.4～7.6m。巖土勘察顯示，場地內存在塊石、孤石。經研究巖土報告，可對埋深小于2m的塊石、孤石通過挖掘機翻挖換填處理，并在鉆孔咬合樁施工前進行試樁，為大規模樁基施工積累經驗。

2.1.2 基坑北側臨近地鐵站

本工程北側距地鐵站較近，最小距離僅為3.3m，基坑施工可能影響地鐵站結構安全。經技術研究，可在基坑北側采用旋挖成孔方式施工，減少鉆孔施工對土體的擾動。采用人工方式拆除基坑支護結構和開挖土方，以減少基坑施工對地鐵結構的影響。為保證地下水水位，基坑北側采用回灌技術，防止地下水降低而引起相鄰地鐵結構沉降。

2.1.3 成孔困難，易坍孔

本工程回填層平均厚度為6.42m，性質不均勻，地下水與海水相通，鉆孔施工易出現縮孔、斜孔、坍孔等問題，導致鋼筋籠難以下放，且塊石、孤石較多，鉆孔困難，易發生樁孔偏位、斜孔等問題。針對塊石問題，可采用5m長護筒，向泥漿內添加高性能纖維素，加強泥漿質量控制，提高護壁性能。護筒內泥漿液位差大于2m，減少海水對地下水的補充。

2.2 施工技術重點

2.2.1 基坑圍護結構穩定和止水效果

本工程中，鉆孔咬合樁作為止水圍護結構的主要作用是防止基坑邊坡失穩、海水側向滲漏，避免因圍護結構失效引起周圍構建物變形、沉降等問題。因此，本工程嚴格控制基坑內降水速度，并遵循“分層開挖、均衡對稱、先撐后挖、先中間后四周”的施工技術原則，基坑開挖分層厚度為2.0m，嚴禁超挖，基坑開挖至設計深度后及時封閉。當出現滲漏問題時，采用“引流—修補”方法進行處理，較嚴重時用混凝土封堵后再修補，滲漏嚴重可采用注漿或高壓旋噴樁方法進行封堵處理。

2.2.2 施工質量要求高

現場場地標高為3.5m，基坑開挖深度為19.75m，基坑側壁回填土石層均為強透水地層，地下水與海水相通，施工期間易發生漏水問題影響基坑的結構安全。為確保咬合樁止水效果和基坑結構安全，設計咬合樁伸入中風化巖層3m，以設計樁長與進入中風化巖層深度指標“雙控”，提高咬合樁的施工質量。

3 鉆孔咬合灌注樁施工要點

本工程中，基坑北側采用旋挖成孔灌注樁施工，支護樁為B樁Φ1 200mm鋼筋混凝土灌注樁，A樁為Φ1 200mm塑性混凝土灌注樁，咬合寬度為300mm。A樁樁長22.3～25.3m，共計169根；B樁樁長22.3～25.3m，共計169根。立柱樁長23.25～26.25m，伸入中風化巖層3m，共計41根。咬合樁施工時，先施工不配筋的A樁，待A樁強度達到設計強度85%以上后施工B樁，并按要求切割相鄰A樁相交部位的混凝土，完成咬合。咬合樁施工順序如圖1所示。由于本工程施工工序較復雜，重點分析旋挖成孔灌注樁施工技術應用。

圖1 咬合樁施工順序示意圖

3.1 施工準備

咬合灌注樁施工前，為確保旋挖成孔灌注樁樁位精確，本工程采用高精度全站儀進行測量放線，以鋼尺測量為輔測放樁位控制線。旋挖成孔施工過程中，借助懸掛鋼尺法將標高引測至基坑內，并結合現場高程測量網測量復核樁孔開挖深度，滿足樁長設計要求。現場經場地平整、夯實處理后，鉆機進場就位。

3.2 導墻施工

為提高咬合樁孔口定位精度和就位效率，在樁頂上方施作鋼筋混凝土導墻。導墻寬度為1 200 mm，厚度為250mm，混凝土強度等級為C25，鋼筋按設計要求布設。根據樁位放樣控制線開挖導墻溝槽，開挖深度150mm，保證導墻略高于基準地面。開挖結束后，將中心線引入溝槽，安裝底模和導墻模板施工。模板采用整體鋼模板，導墻預留定位孔模板直徑為1 020cm，管套直徑增加20mm。模板加固采用50mm×100mm方木支撐，支撐間距小于1 000mm，防止出現跑模、漏模問題。導墻模板經現場檢查驗收合格后進行導墻混凝土施工，采用人工入模、對稱施工方法，以插入式B50振搗器振搗，振搗間距為600mm。混凝土強度達到70%后拆模，拆模后加設對口撐，確保施工過程導墻穩定。導墻平面結構如圖2所示。

圖2 導墻平面結構示意圖

3.3 旋挖成孔咬合樁施工技術要點

3.3.1 旋挖機就位開孔

鉆機就位根據施工現場樁位控制點和行走路線應保持平穩，避免發生傾斜、位移情況，鉆頭對準孔位進行開孔。測量樁位時，樁位偏差控制在50mm以內，垂直度偏差控制在1%以內。

3.3.2 設置護筒并注泥漿

根據樁位點設置護筒，護筒內徑應大于鉆頭直徑100mm，埋設護筒采用旋挖鉆機靜壓法，確保位置正確、穩定，護筒中心和樁位中心偏差控制在50mm以內，傾斜度偏差控制在1%以內，用粘土填實護筒與坑壁間的面積。

本工程采用的旋挖機底盤內設伸縮自動整平裝置，可在操作室內準確顯示樁位讀數，當鉆頭對準樁位十字線時，可以鎖定各數據，自動調整鉆機。鉆機調整到位后，在鉆桿頂部設置好筒式鉆頭，借助鉆機將鉆頭壓入土體中，埋設護筒到位后，調整護筒中心與樁位中心線重疊。針對存在塊石、孤石的填石層區域，采用5～10m長護筒。本工程泥漿采用膨潤土制備，含砂率控制在6%以內，粘度＜28s，孔底加工相對密度控制在1.20以內，泥漿制備完成，向孔內注漿。

3.3.3 旋挖鉆進

樁孔埋設護筒并注泥漿后旋挖鉆進，每次鉆進進尺控制在600mm左右。初始旋挖過程在樁孔5～8m范圍內，通過控制盤監控鉆孔垂直度，及時調整和糾正。鉆進過程中，鉆孔清出的土方距樁孔距離不能小于6m，應及時清除外運。遇較大塊石、孤石時采用沖孔樁原位鉆進。

3.3.4 清孔

鉆孔至設計孔深后，將鉆斗留在原處，機械旋轉數圈將孔底虛土盡量裝入斗內，起鉆后仍需清理孔底虛土。采用帶擋板的沉渣處理鉆斗帶出孔底沉渣，經處理后，向孔內注水循環帶出孔底沉渣，沉渣厚度控制在200mm以內。

3.3.5 下放鋼筋籠

本工程中，鋼筋籠在平臺上加工制作。為防止鋼筋籠吊裝、運輸、安裝時發生變形，吊點設置在鋼筋籠加強筋的位置，縱筋需采用焊接方式，同一截面內接頭數量小于50%，相鄰接頭間距為35d且不小于500mm。鋼筋籠縱筋采用單面搭接方式，搭接長度不小于10d，定位加強筋和縱筋全部焊接，箍筋與縱筋交接處應滿焊固定。鋼筋籠外側布設4道混凝土墊塊，每道配備3塊混凝土墊塊作為鋼筋籠保護層。安裝鋼筋籠前，應重點檢查樁底沉渣厚度，沉渣厚度小于200mm為合格。鋼筋籠綁扎經驗收合格后吊裝至樁孔內。鋼筋籠吊裝時應保持鋼筋籠順直，勻速下放，禁止左右擺動碰撞孔壁，并焊接定位鋼筋，防止鋼筋籠移位。

3.3.6 導管安裝

鋼筋籠固定后，立即下放導管。導管采用管徑300mm的鋼管制作，經水密性試驗合格后方可安裝。安裝導管時，根據計算確定應下放節段，導管應距孔底1.0m，避免導管過高沖擊孔底。隨著混凝土灌注，導管逐步提升并保持位于混凝土界面1.0m以下。

3.3.7 灌注成樁

本工程根據工程設計，鉆孔咬合樁采用隔樁施工方法，灌注樁施工24h后進行鄰樁施工。灌注混凝土時，為順利排出隔水栓，導管距孔底距離應控制在300～500mm范圍內，隨混凝土界面上升，提升導管并保持導管埋深位于混凝土界面2.0～3.0m，不得小于1.0m。提升導管時應緩慢、勻速，一次提管高度不得超過6m，防止鋼筋籠上浮。由于樁頂混凝土與泥漿混雜，為確保灌注樁樁身完整性，混凝土超灌0.8～1.0m，灌注樁達到設計強度后鑿除多余部分。為及時掌握灌注樁混凝土強度變化情況，灌注混凝土時按要求留置試塊，每灌注50m3必須留置一組試塊，灌注混凝土量小于50m3時，每根樁留置一組試塊。

3.4 咬合樁樁身完整性檢測

根據工程設計和施工技術規范要求，本工程委托具備專業資質的樁基檢測單位進行咬合樁樁身完整性檢測，檢測數目為34根。經檢測，33根樁達到Ⅰ類樁標準，1根樁達到Ⅱ類樁標準，本工程咬合樁合格率為97.8%，達到預期施工技術目標。

4 結語

在深基坑工程中，基坑施工安全受地下水水位、施工環境影響顯著，要求施工單位結合現場地質條件、水文條件、周圍構建物等因素合理選擇基坑支護技術，降低基坑施工對周圍構建物結構的影響。本工程中，針對地下水位較高、臨近地鐵站等問題，經專家組研究討論，綜合考慮圍護方案經濟性、技術性、安全性，確定了旋挖成孔樁施工技術方案，并加強導墻施工、旋挖機就位開孔、旋挖鉆進、清孔、下放鋼筋籠、導管安裝和灌注成樁等關鍵工序施工質量控制，有效保障了工程質量。基坑施工期間，本工程基坑水位穩定，基坑邊坡穩定性良好，表明基坑支護技術方案可行，旋挖成孔樁施工質量符合技術方案預期目標要求，有力保障了本工程項目順利施工，確保了基坑施工安全。