全套管旋挖擴(kuò)底樁技術(shù)在某工程中的應(yīng)用

鄧錦良

(1.福建永強(qiáng)巖土股份有限公司;2.福建省巖土與環(huán)境企業(yè)工程技術(shù)研究中心　福建龍巖　364000)

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全套管旋挖擴(kuò)底樁技術(shù)在某工程中的應(yīng)用

鄧錦良1,2

(1.福建永強(qiáng)巖土股份有限公司;2.福建省巖土與環(huán)境企業(yè)工程技術(shù)研究中心福建龍巖364000)

結(jié)合某樁基工程案例，介紹了一種自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型的樁基技術(shù)——全套管旋挖擴(kuò)底樁。文章詳細(xì)描述其施工工藝流程、質(zhì)量問(wèn)題分析及控制要點(diǎn)，并通過(guò)樁基檢測(cè)論證了方案的可行性。工程實(shí)踐證明，該樁基技術(shù)節(jié)能降耗，又無(wú)噪音污染、環(huán)保、快速、安全。

全套管；旋挖鉆機(jī)；擴(kuò)底樁

0　引言

三十年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)穩(wěn)步快速的發(fā)展，帶動(dòng)了城市建設(shè)的高速發(fā)展[1]。隨著高層建筑的大規(guī)模建設(shè)，樁基礎(chǔ)技術(shù)有了很大的發(fā)展。

1　全套管旋挖擴(kuò)底樁施工工藝

全套管旋挖擴(kuò)底樁的工藝原理是采用大激振力高頻錘沉入鋼套管，旋挖鉆機(jī)管內(nèi)取土、采用擴(kuò)底鉆頭擴(kuò)底施工，清孔安放鋼筋籠，全套管內(nèi)灌注混凝土，最后通過(guò)高頻錘拔管成樁，其主要工序如圖1：

①高頻振動(dòng)沉入鋼套管：對(duì)中后緩緩將樁管壓入土中1m～2m，觀察有無(wú)偏差并用靠尺測(cè)量垂直度后才能繼續(xù)沉管，如遇樁傾斜或地下障礙物時(shí)，應(yīng)及時(shí)將樁管拔出，待處理后方可繼續(xù)施工。

②旋挖管內(nèi)鉆進(jìn)取土：當(dāng)鋼管沉入土層預(yù)定位置后，旋挖鉆機(jī)就位，調(diào)平對(duì)中，在無(wú)泥漿護(hù)壁的情況下進(jìn)行管內(nèi)取土，并將取出的土擲于固定區(qū)域以便外運(yùn)。

取土后，應(yīng)逐根觀測(cè)孔底的涌水情況，經(jīng)30min水位恢復(fù)量≤50mm方可進(jìn)行下一工序。

③旋挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高并擴(kuò)底：在管內(nèi)取土達(dá)到樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行更換擴(kuò)底鉆頭進(jìn)行擴(kuò)底施工，施工單位進(jìn)行自互檢，合格后會(huì)同監(jiān)理單位、業(yè)主代表一起用專用測(cè)繩進(jìn)行孔深測(cè)量，并留下成孔驗(yàn)收簽字記錄。

④安放鋼筋籠：在安放導(dǎo)管后、澆灌混凝土之前，要清理樁底沉渣，確保樁底沉渣厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。吊放鋼筋籠時(shí)，要對(duì)準(zhǔn)孔位，直吊扶穩(wěn)、緩慢下沉。

⑤澆注混凝土：砼由導(dǎo)管下料灌至標(biāo)高。砼灌注工作開(kāi)始后，連續(xù)不斷地進(jìn)行并且每斗砼灌注間隔時(shí)間盡量縮短，拆除導(dǎo)管所耗時(shí)間嚴(yán)格控制，一般不超過(guò)15min，中途不停工；在灌注砼過(guò)程中，隨時(shí)探測(cè)砼高度，及時(shí)拆除或提升導(dǎo)管，注意保持適當(dāng)?shù)穆裆睿瑢?dǎo)管埋深一般保持在2～4m，最大埋深不大于6m。

大力加強(qiáng)水生態(tài)文明建設(shè) 推動(dòng)無(wú)錫經(jīng)濟(jì)社會(huì)又好又快發(fā)展…………………………………………………… 王鴻涌(15.69)

⑥高頻振動(dòng)拔出全套管：灌注砼完畢應(yīng)加振5～10s再開(kāi)始勻速上撥，邊振邊撥，樁管內(nèi)應(yīng)保持不少于2m高度的砼，撥管的速度控制在0.8～1.2m/min，在較弱土層交界處應(yīng)控制在0.6～0.8m/min，保證樁身砼的密實(shí)度和防止縮頸，直到將管撥出地面，在撥管過(guò)程中應(yīng)用敲擊鋼管的方法觀察管內(nèi)砼下落情況及時(shí)調(diào)整撥管速度。

2　工程案例

2.1工程概況

擬建工程由1#～4#住宅樓、商業(yè)樓及地下室組成，基坑開(kāi)挖面積28 121m2，兩層地下室，基坑周長(zhǎng)680m，開(kāi)挖深度7～11m。總建筑面積100 485m2，地下建筑面積49 200m2，建筑物概況詳見(jiàn)下表1。

表1　建筑物概況表

2.2地質(zhì)概況

場(chǎng)地巖土層自上而下分別為：

雜填土①：呈灰褐色，褐黃色，松散，干～稍濕，主要由礫石、塊石混雜混凝土塊、磚塊等建筑垃圾回填，回填時(shí)間5～7年，欠固結(jié)，均勻性較差。該層全場(chǎng)分布，層厚2.70～5.90m，工程性能差。

卵石②：淺灰色，稍濕～飽和，松散～稍密，卵石成分以石英巖、花崗巖為主，次圓～渾圓狀，一般粒徑以2～30cm為主，局部達(dá)45cm，含量占51.1～62.50%，分選性一般，中粗砂沖填。該層全場(chǎng)分布。層厚2.0～9.10m，現(xiàn)場(chǎng)重探擊數(shù)后為4.58～16.60擊，標(biāo)準(zhǔn)值N′=10.03擊，工程性能中等。

粉砂巖殘積砂質(zhì)粘性土③：灰黃色，褐黃色，稍濕～飽和，可塑～硬塑，由粘粒、粉粒及石英顆粒組成，礦物成分已全部風(fēng)化變質(zhì)，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，力學(xué)強(qiáng)度總體上隨深度的遞增而逐漸增強(qiáng)。局部地段缺失。層厚2.20～18.50m，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)貫修正擊數(shù)后為8.03～26.11擊，標(biāo)準(zhǔn)值N′=14.83擊，工程性能中等。

砂土狀強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖④-1：褐黃色，稍濕，粉砂狀結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，母巖為鈣質(zhì)粉砂巖，主要成份為石英及少量的粘土礦物等。巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，裂隙發(fā)育，巖芯呈砂土狀，巖石堅(jiān)硬程度屬極軟巖，巖體完整程度分類屬極破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類，力學(xué)強(qiáng)度較高，全場(chǎng)分布，層厚4.50～22.50m，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)貫修正擊數(shù)后為38.84～137.7擊，標(biāo)準(zhǔn)值N′=44.36擊，工程性能較好。

碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖④-2：褐黃色，灰黃色，稍濕，粉砂狀結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，母巖為鈣質(zhì)粉砂巖，主要成份為石英及少量的粘土礦物等。巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，裂隙發(fā)育，巖芯呈碎塊狀，巖石堅(jiān)硬程度屬極軟巖，巖體完整程度分類極破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類，力學(xué)強(qiáng)度較高，全場(chǎng)分布，層厚2.35～37.62m，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)貫修正擊數(shù)后為67.74～130.20擊，標(biāo)準(zhǔn)值N′=114.63擊，工程性能較好。

中風(fēng)化鈣質(zhì)粉砂巖⑤：灰色，粉砂質(zhì)、鈣質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀水平層理，成分為石英、長(zhǎng)石及少量的巖屑等，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙面見(jiàn)鐵質(zhì)渲染，含鈣質(zhì)較多，滴稀鹽酸起泡，巖芯呈短柱狀，錘擊易碎，屬軟巖類。巖石取芯率TCR=80%～90%，巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD=35%～45%，巖體基本質(zhì)量等級(jí)總體屬Ⅳ級(jí)，局部地段揭露，未揭穿，揭穿厚度4.07～5.66m，工程性能好。

2.3樁基設(shè)計(jì)情況

樁基方案選擇采用全套管旋挖擴(kuò)底樁。樁徑800～1 500mm，擴(kuò)大頭直徑1 500～2 500mm。樁基設(shè)計(jì)參數(shù)詳見(jiàn)表2。

表2　樁基設(shè)計(jì)參數(shù)表

2.5技術(shù)難點(diǎn)

場(chǎng)地基坑邊為均溪河，水面高于基坑底6m左右，地下水位高，對(duì)基坑止水要求高。且場(chǎng)地分布厚層卵石層，對(duì)沉樁有影響。

2.6質(zhì)量控制要點(diǎn)

(1)樁身垂直度控制。檢測(cè)和校正鋼套管本身的垂直度，垂直度容許偏差小于10mm。鋼套管振入過(guò)程中，用經(jīng)緯儀不斷校核垂直度。當(dāng)套管垂直度相差較小，利用高頻液壓振動(dòng)錘夾持裝置調(diào)整；當(dāng)垂直度相差較大時(shí)，先前后左右移動(dòng)樁機(jī)使之對(duì)中。

(2)持力層判斷。由于旋挖擴(kuò)底鉆進(jìn)速度受土層種類、風(fēng)化程度、機(jī)械設(shè)備影響較大，在實(shí)際施工工程中應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)報(bào)告及取出芯樣判斷是否鉆進(jìn)樁端持力層。

(3)擴(kuò)大頭尺寸控制。打開(kāi)擴(kuò)孔器后根據(jù)設(shè)計(jì)最大擴(kuò)底直徑，開(kāi)始擴(kuò)孔。當(dāng)擴(kuò)底鉆頭不再擠破孔壁，機(jī)械荷載較小，鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)比較輕松且能高位擋轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，停止擴(kuò)孔，關(guān)閉擴(kuò)孔器，提取轉(zhuǎn)桿。

(4)清渣。擴(kuò)底樁擴(kuò)大頭完成擴(kuò)底后，將擴(kuò)孔器更換為撈渣斗。多次撈渣取土后，用測(cè)錘測(cè)量，沉渣厚度<50mm后馬上澆筑砼封底。

2.7樁基檢測(cè)

本工程采用靜載試驗(yàn)檢測(cè)單樁豎向抗壓抗拔承載力及低應(yīng)變檢測(cè)樁身完整性，詳見(jiàn)表3、表4。

3　結(jié)論

全套管旋挖取土擴(kuò)底樁采用全長(zhǎng)鋼管護(hù)壁可重復(fù)利用，節(jié)約制備泥漿的材料或人工護(hù)壁的鋼材、水泥等砼材料，無(wú)泥漿污染，無(wú)泥皮；穿透能力強(qiáng)，能提供大直徑、高承載力樁基；樁身砼通過(guò)高頻振動(dòng)密實(shí)，不產(chǎn)生離析、縮徑等樁身缺陷；無(wú)噪音污染，避免出現(xiàn)泥漿護(hù)壁施工及人工挖孔樁塌孔等安全事故發(fā)生，是國(guó)家基本建設(shè)的發(fā)展方向。全套管旋挖擴(kuò)底樁的推廣應(yīng)用，將極大改變傳統(tǒng)的施工技術(shù)和工藝，節(jié)約資源，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出新的貢獻(xiàn)。

[1]許萬(wàn)強(qiáng)，鄭添壽，張強(qiáng).組合鋼樁基坑支護(hù)成套技術(shù)[J].福建建筑,2011(10):96-98.

[2]沈保漢.樁基礎(chǔ)施工技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].建筑技術(shù)，2000(05):43—45.

[3]JGJ94-2008 建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

Application of full casing rotary digging and expanding bottom pile in a project

DENGJinliang1，2

(1.Fujian Yongqiang Geotechnical Co., Ltd.,LongYan 364000;2.Geotechnical and environmental enterprise engineering technology research center of Fujian, LongYan 364000)

The Article describe the whole casing spin dig expanded bore pile construction process, analysis in the problem of quality, and control points, which combined with the example of a pile foundation engineering in Sanming City.It demonstrates the feasibility of the scheme by the inspection of the pile foundation.

Full casing; Rotary drilling rig; Enlarged bottom pile

鄧錦良(1977.06-)，男，工程師。

E-mail:yqytdengjinliang@163.com

2016-04-01

TU74

A

1004-6135(2016)06-0038-03