某工程人工挖孔樁的巖層鉆取及其質量檢測

王菲

(福建省建筑科學研究院有限責任公司，福建省綠色建筑技術重點實驗室，福建省建筑工程質量檢測中心有限公司，福州 350108)

0 引言

有著悠久歷史的樁基礎[1]，廣泛地被應用于現代建筑工程中。而中風化巖層較淺的樁基礎常采用人工挖孔樁[2]。人工挖孔樁的工程質量檢測方法[3]包括靜載，鉆芯法、低應變法等。檢測數量應符合規范[4]要求。

1 水磨鉆孔機器簡介

人工挖孔樁的中風化巖層持力層挖掘已經成為地下工程施工的棘手問題，近年來有些居民區不能使用大型打樁機，也不能爆破作業。人工操作水磨鉆孔機隨即應運而生，該機器可解決這些難題。該機器的特點是：無噪音、無震動、無粉塵作業、無污染、孔壁光滑、效率高、尺寸精確等特點。可以鉆取各種堅硬頁巖、花崗石、青砂石、石灰巖、鋼筋混凝土、含鐵礦石、大理石等中風化弱風化巖層。

2 工程概況

本工程總用地面積5 萬多平方米，總建筑面積16 萬多平方米，其中地下建筑面積3 萬多平方米。根據巖土工程勘察報告,擬建場地土層情況自上而下為：

1.雜填土：灰黃色，稍濕，成份主要為黏性土，厚度0.20～8.10m;

2.素填土：黃色，稍濕，成份主要為黏性土，厚度0.30～4.90m;

3.粉質黏土：黃、灰黃色，可塑狀，具中壓縮性，無搖震反應，切面稍有光澤，韌性中等，干強度中等。厚度1.20～3.60m：

4.殘積砂質黏性土：褐黃色，可塑～硬塑狀，具中壓縮性，無搖振反應，無光澤反應，韌性中等，干強度中等。厚度1.30～17.50m。

5.全風化花崗巖：灰白色，散體結構，巖芯呈土狀，巖體極破碎，巖石為極軟巖，巖體基本質量等級為Ⅴ級，厚度1.50～7.60m;

6.砂土狀強風化花崗巖：灰白色，散體結構，巖芯呈砂土狀，巖體極破碎，為軟巖，巖體基本質量等級V 級。厚度0.30～12.40m;

7.碎裂狀強風化花崗巖：灰白色，碎裂結構，巖芯呈碎塊狀，巖體破碎，為軟巖，巖體基本質量等級為Ⅴ級，厚度0.20～11.60m；

8.中風化花崗巖：灰白色，細粒結構，塊狀構造，巖芯短柱狀、長柱狀，巖石為較硬巖，巖體較破碎，巖體基本質量等級為Ⅳ級。厚度1.20～5.90m；

9.微風化花崗巖：灰白色，細粒結構，塊狀構造，巖芯長柱狀，巖石為堅硬巖，巖體較完整，巖體基本質量等級為II 級。厚度1.90～25.20m。

本文只選取該工程一期工程的3#樓、5#樓作為研究對象。3 號樓人工挖孔樁56 根，人工挖孔墩基礎4 根；5 號樓人工挖孔樁24 根，人工挖孔墩基礎78 根；3號樓5 號樓設計參數相同，樁身混凝土設計強度等級C30，相關參數如表1。

表1 相關參數

3 人工挖孔樁中風化巖層持力層水磨鉆孔

人工挖孔樁中風化巖層持力層，先按照常規人工挖到巖面，再用水磨鉆孔沿著孔周斜著鉆孔，鉆機鉆孔直徑常有100mm 和125mm，本工程選用125mm 的，每次鉆取深度700mm 到800mm。一圈鉆取結束，形成圓周狀巖層與基巖分離，再用鉤機吊著約20 斤重錘子，從孔口高度放開，砸在待取出的巖石上，砸的次數大約100 次，使其底面與基巖分離開，最后用卷揚機和纜繩將巖石平穩吊起來移走。錘子重量不易過重，太重容易破壞持力層完整性，影響樁端承載力發揮。對于擴大頭較大，樁端入巖要求較深的，可以分多層，多圈鉆孔，分次取出巖石即可。如圖1所示為某樁水磨鉆孔取出巖石后情景。

圖1 某樁水磨鉆孔取出巖石后情景（圖片來源：作者自攝）

4 該工程樁基檢測結果

3#樓靜載檢測結論：J1-131#、J1-153#、J1-167#的單樁豎向抗壓極限承載力均為8800kN，單樁豎向抗壓承載力特征值均為4400kN，均滿足設計要求。

3#樓鉆芯法檢測結論：施工編號為J1-123#、J1-125#、J1-132#、J1-137#、J1-141#、J1-145#、J1-151#、J1-155#、J1-157#、J1-165#的10 根試樁，樁身完整性類別均為I 類，樁身混凝土強度、樁底沉渣厚度、樁端持力層巖土性狀均滿足設計要求。

3#樓低應變法檢測結論：I 類樁：52 根，占93%；Ⅱ類樁：4 根，占7%。

5#樓靜載檢測結論：J 1-183#、J1-200#的單樁豎向抗壓極限承載力均為8800kN，單樁豎向抗壓承載力特征值均為4400kN，均滿足設計要求。

5#樓鉆芯法檢測結論：施工編號為J1-185#、J1-186#、J1-190#、J1-192#、J1-194#、J1-195#、J1-197#、J1-199#、J1-203#、J1-206#的10 根試樁，樁身完整性類別均為I 類，樁身混凝土強度、樁底沉渣厚度、樁端持力層巖土性狀均滿足設計要求。

5#樓低應變法檢測結論：I 類樁：23 根，占96%；Ⅱ類樁：1 根，占4%。

5 結論與推廣

5.1 本文中該工程3#樓、5#樓樁基檢測結論，說明人工挖孔樁中風化巖層持力層用水磨鉆孔的方法，對樁基的質量有積極作用。

5.2 可以在類似工況下推廣，如應用于建筑基礎工程、高鐵橋梁、高速公路路巖安裝、橋梁橋墩、房屋基礎工程、護坡治理、擋土樁、鋼筋混凝土鉆孔、鐵路隧道施工加固、報廢樁鉆孔、質檢取芯、市政管道非開挖等等建筑的鉆孔之用。可以鉆取各種堅硬頁巖、花崗石、青砂石、石灰巖、鋼筋混凝土、含鐵礦石、大理石等中風化弱風化巖層。

5.3 墩基礎也可以采用同樣工藝。錘子重量不易過重，太重容易破壞持力層完整性，影響樁端承載力發揮。對于擴大頭較大，樁端入巖要求較深的，可以分多層，多圈鉆孔，分次取出巖石即可。