旋挖鉆孔灌注樁成樁工藝提高樁基承載力的實際應用及效果

羅火松

摘要：旋挖鉆孔灌注樁成樁工藝具有提高側壁摩阻力，增強樁身充盈系數，減少沉降量、提高單樁承載力、保證樁基施工質量等優點。通過工程實例，介紹了采用了后壓漿旋挖鉆孔灌注樁的施工工藝對比傳統沖擊鉆成孔、旋轉鉆成孔在提高承載力取得的效果，以供類似工程參考借鑒。

作者單位：饒平縣明太建筑工程有限公司

關鍵詞：旋挖鉆孔灌注樁成樁工藝；提高單樁承載力；應用及效果

華南沿海地區地帶通常地質構造比較復雜，通常地質揭示層情況是粘土、粉土、粉細砂土、淤泥質土、粘土、全風化層、強風化層和中風化和巖層。對于承載力要求較高，建構筑物沉降位移值小且要求極為嚴格的地基處理提出了難題，采用端承摩擦樁，需要進行密集的地質勘探，幾乎每根樁基基礎要嚴格計算，或需要穿過中風化層進行崁入巖層，給施工帶來不便。故設計中一般采用摩擦端承樁，有些特殊建筑不能采用PHC樁的情況下，只能選擇采用灌注樁。華南沿海復雜地層中花崗巖的風化特性，最典型的是風化層厚，且厚度不均勻，巖質軟弱，手捏碎散，遇水崩解，采用旋挖成孔，對樁孔周圍破壞最少，不容易塌孔。成樁后，基樁受力時能充分發揮不同地層與樁身之間的側壁摩阻力，從而提高樁基承載力。實踐證明，旋挖鉆孔灌注樁工藝對提高摩擦端承樁的承載力有著十分明顯的效果。

1、工程概況

在大唐潮電早期樁基工程中，經檢測，1#、2#爐各179根樁的單樁承載力都達不到設計要求。1#爐實施補樁方案，2#爐實施高壓水泥漿旋噴方案。緊接下來的主廠房、集控樓、主變壓器的樁基旋挖鉆孔灌注樁的施工工藝克服了傳統灌注樁成孔工藝易造成樁底沉渣和樁側泥皮等固有缺陷，導致樁端阻力和樁側摩阻力顯著降低的缺點，取得了成功。

2、1號、2號鍋爐基樁檢測結論及分析

1#鍋爐基樁施工由中鐵19局完成，共179+66根，靜載試驗與高應變的檢測結論反映：該基坑的單樁承載力特征值為3500kN。據了解，中鐵19局的樁基成孔機具主要為沖擊鉆成孔，該種鉆具成孔的特點是適合于本場地地層，護壁泥皮相對較薄，基樁受力時能充分發揮不同地層與樁身之間的側壁摩阻力，從而達到提高樁基承載力的效果。

2#鍋爐基樁施工由中鐵16局完成（共179根），靜載試驗結果反映：該基坑的單樁承載力特征值在1500kN～2260 kN之間。據了解，中鐵16局的樁基成孔機具全部為旋轉鉆成孔，該種鉆具成孔的特點是適合于本場地地層，特別是考慮到該場地上部砂層較厚，容易塌孔的情況，護壁效果好。但如果泥漿配制不好，則容易形成護壁泥皮相對較厚，基樁受力時不能充分發揮不同地層與樁身之間的側壁摩阻力，從而降低樁基承載力。本次2#鍋爐基樁開挖檢測出的泥皮厚度一般為3～4cm，最厚達9cm的事實充分說明了該基坑基樁承載力極低的原因是由泥皮及孔底沉渣過厚造成的（從靜載試驗的Q-S曲線也可看出）。

3、主廠房試樁結論

主廠房樁基的靜載試驗工作已完成，共3根試樁。初步試驗結果分析，10#樁的極限承載力為7904kN，承載力特征值為3952kN；11#樁的極限承載力為6097kN，承載力特征值為3048.5kN；12#樁的極限承載力為7958kN，承載力特征值為3979kN。

根據監理提供的資料，3根樁的成樁情況如下：

10#樁：成樁編號為A-11-2，普通鉆孔灌注樁，回轉鉆成孔，樁長45.0m，樁徑1000mm，樁端進入風化花崗巖14.00m；

11#樁：成樁編號為A-12-3，普通鉆孔灌注樁，回轉鉆成孔，樁長43.0m，樁徑1000mm，樁端進入風化花崗巖14.50m；

12#樁：成樁編號為A-18-2，普通鉆孔灌注樁，沖擊鉆成孔，樁長36.0m，樁徑1000mm，樁端進入風化花崗巖5.0m。

4、目前急需解決的問題

⑴ 因已有3根試樁的單樁承載力特征值遠低于5000kN，需重新考慮主廠房的布樁方案；

⑵ 選擇何種樁型成孔、成樁工藝及合適的施工技術參數。

因工期緊迫，主廠房、集控樓的樁位圖不能進行調整。建設方不同意再進行鉆孔灌注樁的試樁工作

根據設計計算書及巖土工程資料，設計認為樁徑1000mm、樁長35.0m的鉆孔灌注樁單樁承載力取5000kN是合理的。但取值5000kN是在樁身側壁摩阻力能充分發揮的前提下，而從目前的試樁及基樁的檢測結果來看，都沒有達到這一效果，除了施工原因外，不管是沖擊鉆還是旋轉鉆機具都不能達到應有的效果。

解決這一問題的辦法是采用旋挖鉆孔灌注樁，根據這種地層條件，以旋挖鉆孔灌注樁成樁最快。

5、實施效果：

緊接下來的主廠房、集控樓、主變壓器、前后導標基礎等的樁基工程由北京振沖工程股份有限公司采取旋挖鉆孔灌注樁工藝，發揮了優勢，取得了成功。

⑴ 主廠房、集控樓、主變壓器、前后導標等的樁基還是采用灌注樁，樁徑和樁長大致不變，全部采用旋挖鉆孔灌注樁工藝，單部旋挖機每天成孔成樁平均5根，大大提高了效率，搶回耽誤的工期，使原定網絡計劃順利實施。

⑵ 另外因為南方沿海地區花崗巖的風化特性，最典型的是風化層厚，且厚度不均勻，巖質軟弱，手捏碎散，遇水崩解，采用旋挖成孔，對樁孔周圍破壞最少，不容易塌孔。成樁后，基樁受力時能充分發揮不同地層與樁身之間的側壁摩阻力，從而提高樁基承載力。經檢測，采用此工藝成樁的承載力都達到設計要求。

旋挖鉆成樁工藝消除了樁側泥皮的影響，改善了樁的荷載傳遞性能，使樁側摩阻力增加，旋挖鉆成孔消除了樁端沉渣的影響，相同沉降量下旋挖鉆成孔樁樁端阻力提高較大；旋挖鉆成孔對樁側阻力及樁端阻力的綜合影響，提高了樁的極限承載力。