樁墩混合基礎中采用原位超前鉆施工技術研究

佟延飛 張開平

【摘要】建筑場地基巖埋藏較淺且基巖起伏較大時，高層建筑物基本采用樁墩混合的基礎形式，樁墩混合基礎施工具有高風險性，因巖石頂面起伏較大分布無規律，僅根據設計勘察無法準確預計持力層位置，勢必在每根樁施工前必須確定入巖深度，否則無法確定樁墩的類型，而設計勘察不能完全滿足施工需要，采用原位超前鉆施工技術，能夠對每一個樁位下的基巖分布情況詳細掌握，根據入巖深度確定有效樁長，從而準確確定樁的類型，保證工程質量。

【關鍵詞】原位超前鉆;樁墩混合基礎;沖孔灌注樁;墩基礎

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

1、樁墩混合基礎的應用情況

高層建筑中由于荷載大，對建筑地基承載力要求高，比較常見的基礎形式是采用嵌巖樁基礎，沖孔灌注樁是沖孔樁機利用帶刃齒的沖錘靠自由下落的沖擊力沖入土層，將沖碎的巖石、泥土混合泥漿擠入孔壁，部分碎渣利用泥漿循環清孔方式排出孔外，在孔內吊放鋼筋籠，然后澆筑混凝土而形成的樁。沖擊成孔灌注樁的成孔速度慢于旋挖鉆孔灌注樁，但是沖孔灌注樁適用的范圍更廣，對于粉土、粘土、砂土、回填土、卵石以及風化巖層等各種地質條件都可以進行正常施工，還可以穿透大孤石、夾層和舊基礎。在復雜地質下如孤石、夾層以及中微風化巖的地質條件下，為了保證施工進度、質量，一般都采用沖擊成孔灌注樁。

如果遇到場地基巖埋藏較淺且基巖起伏較大時，常采用沖孔灌注樁墩混合基礎形式，墩基礎是介于獨立基礎與樁基礎之間的一種特殊形式，《全國民用建筑工程設計技術措施- 結構》規定：樁長小于6m，或者樁長與擴大頭直徑之比L/d ≤ 3 時，按墩基礎設計;所以對于樁的有效長度小于6米的采用墩基礎設計，有效長度大于6米的樁采用樁基礎設計，由于樁基礎與墩基礎在結構設計上確定承載力特征值的方法不同，一般墩基礎的承載力特征值遠低于樁基礎，采用樁墩混合基礎時，相應的墩基礎樁徑要遠大于樁基礎，所以在施工中，首先根據樁的有效長度來確定該樁位是采用樁基礎還是墩基礎，以便選用不同直徑和不同重量的沖錘。

2、樁墩混合基礎中采用原位超前鉆施工技術研究

建筑地基巖層分布不均，起伏較大的情況比較常見，對于地基場地復雜的情況下，設計勘察不能完全勘察地基巖層分布全貌，不能完全滿足施工需要。

超前鉆屬于施工勘察手段，是設計勘察的補充和延伸，傳統超前鉆一般采用樁孔孔底起鉆進行孔底探查是否有孤石及溶洞，原位超前鉆是在原樁位從原地貌起鉆，在樁墩混合基礎施工中采用原位超前鉆施工技術，在每根樁施工前確定準確的入巖深度，可以準確選擇樁墩基礎類型，對確定樁型、樁端持力層的性狀及樁端位置（標高）、成孔工藝、選擇沖孔錘重和確保工程質量等方面起著重要的作用。

如果在施工過程中將樁墩基礎應用錯誤，往往會對建筑物的整體質量造成嚴重的影響，這就是樁墩混合基礎施工所具有的高風險性，由于設計勘察精度不夠，導致勘察結果和實際情況相差較大，通過原位超前鉆的使用，準確判斷持力層位置，即可以準確選擇樁墩類型及沖錘重量。

為了確保沖孔灌注樁的成孔質量，減少不必要的意外事故，要求在沖孔進尺的過程中連續、快速的完成施工，盡量減少孔洞暴露的時間，對于大直徑的墩可以選用3 噸沖錘進行成孔，在施工中為了防止把孤石誤判為穩定的微風化基巖，超前鉆應鉆入連續完整的微風化基巖5米以上，建議大直徑樁進行超前鉆勘探時最少需進行 3 個點勘探，以保證超前鉆勘探資料的精確性，避免不必要的損失。

在樁墩混合基礎施工前，在樁位上全數采用原位超前鉆可以直觀采集數據，充分了解風險源并評估與分析，及時防范和化解工程風險，提高施工效率并保證工程質量。

3、經濟效益分析

基巖埋藏較淺、起伏較大且分布無規律的建筑場地，在樁墩混合基礎施工中采用原位超前鉆施工技術，可直觀準確的確定持力層位置，可以準確選擇樁墩類型及沖錘重量，成孔驗巖后可直接灌注成樁，減少了樁孔暴露時間，大幅降低了塌孔、串孔風險，所帶來的經濟效益如下。

（1）因原位超前鉆可在成孔后直接澆灌混凝土，無需重新移機二次清孔、成孔，施工效率提高;

（2）樁孔成孔后即成樁，降低了塌孔風險，塌孔比例及嚴重程度大幅降低，降低綜合充盈系數從而節約混凝土用量;

（3）因巖石頂面起伏較大且分布無規律，僅根據地勘資料無法準確預計持力層深度，必然造成較多的二次成孔和過度入巖情況，采用原位超前鉆可大大節省施工成本;

（4）在復雜的地質情況下，采用原位超前鉆，作為地勘資料的有效補充，直觀地探明樁位的持力層位置及地質情況，提高施工效率的同時節約了大量的工期。

結語：

樁墩混合基礎中采用原位超前鉆施工技術，能夠對建筑場地地質情況有一個全面的了解，超前鉆屬于施工勘察手段，是設計勘察的補充和延伸，傳統超前鉆一般采用樁孔孔底起鉆進行孔底探查是否有孤石及溶洞，原位超前鉆是在原樁位從原地貌起鉆，在樁墩混合基礎施工中采用原位超前鉆技術，即可以準確選擇樁墩類型，又可以解決單獨超前鉆費用高的問題，即可以節省工期，確保樁墩的施工質量，最關鍵是確保樁的承載力滿足設計要求，并通過多個項目的實踐應用，取得了良好的經濟效益。

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