長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁軟土地基施工的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性剖析及其工程應(yīng)用

牛捷

浙江省二建建設(shè)集團(tuán)有限公司 浙江杭州 310000

長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土后插鋼筋籠灌注樁施工是在日本CIP工法樁基礎(chǔ)上發(fā)展的新型的樁基礎(chǔ)施工工藝。本文通過(guò)長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工工藝與轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)灌注樁施工工藝進(jìn)行技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)對(duì)比、剖析及工程實(shí)際應(yīng)用案例，來(lái)闡述長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁施工具有較強(qiáng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與可操作性。

1 長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁技術(shù)概述

長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土后插鋼筋籠施工方法是指在我國(guó)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)不斷改型換代的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代鉆機(jī)所能提供的良好機(jī)械性能，將一般長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)只能進(jìn)行干作業(yè)拓展到進(jìn)行濕作業(yè)的施工新技術(shù)。與普通鉆孔樁不同，它采用專(zhuān)用長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)鉆至預(yù)定深度，通過(guò)鉆頭活門(mén)向孔內(nèi)連續(xù)泵注超流態(tài)混凝土，至樁頂為止，然后插入鋼筋籠而形成的樁體，是一種新型的樁基礎(chǔ)施工手段。超流態(tài)混凝土灌注樁應(yīng)用廣泛，不受地下水位限制，所用混凝土摩擦系數(shù)低，流動(dòng)性強(qiáng)，骨料分散性好，所用螺旋鉆機(jī)即可鉆孔又可壓灌混凝土，操作簡(jiǎn)便，混凝土灌注速度快，成樁質(zhì)量好，降低造價(jià)，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，發(fā)展前景廣闊。

2 長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁與轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)灌注樁施工技術(shù)性能相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)

長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工工藝與轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)灌注樁施工工藝（①施工過(guò)程中，需采用泥漿護(hù)壁工藝，產(chǎn)生大量泥漿；②需要使用大量的水資源，并產(chǎn)生工程污水；③需要投入大量的機(jī)械設(shè)備及人員。）相比，具有如下技術(shù)性能優(yōu)勢(shì)：

（1）適應(yīng)范圍廣。凡是可以鉆進(jìn)的土層都可施工，能在有縮徑的軟土、流沙層、沙卵石層、有地下水等復(fù)雜地質(zhì)條件下成樁。

（2）樁身質(zhì)量好。由于長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁砼是連續(xù)壓力泵送，鋼筋籠下插的過(guò)程對(duì)砼起了良好的振搗作用，樁身質(zhì)量好，可消除斷樁、縮頸、孔底沉渣等普通泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁的質(zhì)量通病。

（3）施工噪音小、設(shè)備移動(dòng)方便，無(wú)振動(dòng)，不擾民。

（4）單樁承載力高。成孔后，鉆桿不上拔，孔底無(wú)虛土；混凝土采用高壓壓入，對(duì)樁孔周?chē)耐劣袧B透、擠密作用，使樁基具有較強(qiáng)的承載力。

（5）綠色施工。由于干作業(yè)成孔不需要泥漿護(hù)壁，不僅節(jié)省了水資源，且能有效降低了泥漿外運(yùn)及工程污水對(duì)周邊道路和環(huán)境的污染，充分體現(xiàn)了“四節(jié)一環(huán)保”綠色施工理念。

（6）經(jīng)濟(jì)性好。此法由鉆機(jī)直接鋼筋籠調(diào)入，主要設(shè)備僅長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)、鋼筋籠插入機(jī)械，大型機(jī)械的投入量少，施工方便簡(jiǎn)單；成孔時(shí)不需要水泥漿或是泥漿進(jìn)行護(hù)壁，極大地節(jié)約了施工材料，降低了工程成本。

（7）施工效率高。穿硬土層能力強(qiáng)，成孔成樁一機(jī)一次完成；操作簡(jiǎn)便，施工速度快，工期短。

3 長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁與轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)灌注樁施工經(jīng)濟(jì)性分析

現(xiàn)以杭州某住宅小區(qū)（3標(biāo)段）地下室基礎(chǔ)（抗拔樁）灌注樁施工為例，對(duì)長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工工藝與轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)灌注樁施工工藝作經(jīng)濟(jì)性分析。

（1）項(xiàng)目案例概況：杭州某住宅小區(qū)工程，地下室基礎(chǔ)設(shè)計(jì)抗拔樁總數(shù)為974根（其中，直徑Φ600=580根；Φ700=394根；樁長(zhǎng)25m）；該部分樁基施工計(jì)劃工期為45天）。現(xiàn)以該項(xiàng)目灌注樁基礎(chǔ)施工為例作技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能對(duì)比分析，實(shí)際采用長(zhǎng)螺旋鉆孔樁機(jī)2臺(tái)進(jìn)行灌注樁施工（注：若用轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)，則需20臺(tái)），實(shí)際施工工期為35天，效益十分明顯。

（2）地下室抗拔樁施工機(jī)械選擇及產(chǎn)能分析：采用轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)（GPS-10型）產(chǎn)量能按灌注樁1.5根/（日·臺(tái)）計(jì)，需樁機(jī)20臺(tái)；若用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁機(jī)，則產(chǎn)能為15根/（日·臺(tái)），需樁機(jī)2臺(tái)。

（3）現(xiàn)在按浙江省建筑工程預(yù)算定額（2010版），就轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)灌注樁施工方法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析：①該項(xiàng)目地下室樁基礎(chǔ)按照轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)灌注樁施工時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的泥漿，則泥漿外運(yùn)綜合單價(jià)約為150元/m3（注：折算成樁身混凝土工程量時(shí)的單價(jià)，下同）。②在施工現(xiàn)場(chǎng)需要設(shè)置泥漿池，則所需的泥漿池搭設(shè)與拆除單價(jià)約為5.22元/m3。③由于轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)施工效率較低，為滿(mǎn)足工期要求，需要大量的轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)灌注樁，20臺(tái)樁機(jī)時(shí)折算的進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)用約為4.13元/m3。

（4）現(xiàn)按浙江省建筑工程預(yù)算定額（2010版）對(duì)采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工工藝時(shí)經(jīng)濟(jì)分析：①土方外運(yùn)綜合單價(jià)約為91元/m3。②2臺(tái)長(zhǎng)螺旋鉆孔樁機(jī)時(shí)折算的進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)用為18.40元/m3。

現(xiàn)將該項(xiàng)目地下室基礎(chǔ)抗拔樁（974根）應(yīng)用二種不同類(lèi)型工藝（即長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注將樁和轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)灌注樁）施工時(shí)的施工工期與經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行對(duì)比：（見(jiàn)表1）

由表1可知：應(yīng)用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工工藝比采用轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)灌注樁施工工藝節(jié)約了泥漿（土方）外運(yùn)運(yùn)費(fèi)64.13萬(wàn)元，節(jié)約了泥漿池的搭設(shè)與拆除費(fèi)用共5.67萬(wàn)元，同時(shí)節(jié)約了工期10天；但機(jī)械進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)用相較于轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)灌注樁施工則增加了進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)用共15.51萬(wàn)元。

表1 二種混凝土灌注樁施工工藝的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比表

綜上所述：對(duì)于地下室混凝土灌注設(shè)計(jì)采用直徑Φ600=580根；Φ700=394根，入巖深度2米，總樁長(zhǎng)約25m，混凝土強(qiáng)度C30，充盈系數(shù)不小于1.1這樣的樁基工程，當(dāng)采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工時(shí)，最多可節(jié)省費(fèi)用合計(jì)54.30萬(wàn)元，工期節(jié)省約10個(gè)日歷天；對(duì)于對(duì)于本項(xiàng)目樁長(zhǎng)為25m，且工期相同的條件下，1臺(tái)長(zhǎng)螺旋樁機(jī)工效相當(dāng)于約10臺(tái)轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)灌注樁，其經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益是顯而易見(jiàn)的。

4 工程應(yīng)用實(shí)例

4.1 設(shè)計(jì)概況

杭州某住宅小區(qū)工程（3標(biāo)段）共由12幢高層、地下通設(shè)一層、3幢一層商鋪組成（其中5幢15層，7幢17層），總建筑面積17.45萬(wàn)㎡，其中地下室建筑面積5.31萬(wàn)㎡；根據(jù)施工圖紙說(shuō)明，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用混凝土灌注樁和水泥攪拌樁，其中混凝土灌注樁941根；主樓及地下室結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)采用混凝土灌注樁，混凝土灌注樁2420根，其中抗壓樁1446根，抗拔樁974根（其中，直徑Φ600=580根；Φ700=394根；計(jì)劃工期45天），入巖深度2米，總樁長(zhǎng)約25m，混凝土強(qiáng)度C30，充盈系數(shù)不小于1.1。

地質(zhì)概況：地基土層的特征自上而下分述如下：①0-2素填土，層厚0.00～4.50m；①0-3淤填土，層厚0.00～3.90m；①1粘土（），層厚0.00～2.70m；②淤泥質(zhì)粘土，層厚0.00～14.10m；④1粘土（），層厚0.00～8.20m；④2粘土（），層厚0.00～4.60m；⑤1粉質(zhì)粘土（），層厚6.20～15.40m；⑥3含礫粉質(zhì)粘土，層厚0.00～2.10m；⑩1全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，層厚0.00～4.10m；⑩2強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，層厚0.80～10.90m；⑩3中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，最大控制厚度為6.60m。

4.2 施工概況

該項(xiàng)目自2018年2月1日開(kāi)始進(jìn)行灌注樁施工→2018年4月初進(jìn)行土方開(kāi)挖→2018年6月10日全部灌注樁施工完成→2019年4月中旬土方開(kāi)挖完成。其中，地下室抗拔樁采用長(zhǎng)螺旋鉆孔樁機(jī)2臺(tái)進(jìn)行灌注樁施工（注：若用轉(zhuǎn)盤(pán)式樁機(jī)，則需20臺(tái)），實(shí)際施工工期為35天。（長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工工況圖：見(jiàn)圖1）

圖1 長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工工況圖

4.3 施成果檢驗(yàn)

該工程地下室混凝土灌注樁施工完成后，工程相關(guān)方（業(yè)主、監(jiān)理及施工總承包方三方）組織了對(duì)地下室長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工的抗拔樁質(zhì)量的實(shí)體檢測(cè)，結(jié)果如下：a、本次樁身完整性檢測(cè)共974根樁，其中8根樁樁身存在輕微缺陷，樁身質(zhì)量等級(jí)均評(píng)定為Ⅱ類(lèi)，其余所測(cè)各樁樁身完整，樁身質(zhì)量等級(jí)均評(píng)定為I類(lèi)；b、本次抗拔檢測(cè)共試驗(yàn)9根樁，所測(cè)基樁單樁豎向抗拔承載力均符合設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

從工程實(shí)體檢測(cè)結(jié)果看，該地下室混凝土灌注樁由于采用了長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工工藝，雖然不能完全避免Ⅱ類(lèi)樁的出現(xiàn)，但總體施工質(zhì)量還是比較可靠的。對(duì)混凝土灌注樁來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工與轉(zhuǎn)盤(pán)式混凝土灌注樁施工方法對(duì)比，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)是十分明顯的。因此，我們相信，隨著長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工在地下室混凝土灌注樁樁基工程中的逐步推廣與應(yīng)用，定將產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。