基于工程實例分析大直徑鉆孔灌注樁施工技術

劉良濱，曹林同，袁愈群

（1.深圳市基礎工程有限公司，廣東 深圳 518040；2.甘肅建筑職業技術學院，甘肅 蘭州 730050；3.深圳市保達宏業投資有限公司，廣東 深圳 518040）

0 引言

鉆孔灌注樁作為灌注樁系中十分常見的類型，對樁徑、樁長的限制非常小，可通過對樁徑、樁長的靈活調整適應不同情況下的樁基工程施工要求。由于超高層建筑、大跨度橋梁等工程樁基承載力要求普遍較高，因此通常會通過加大樁徑的方式提高鉆孔灌注樁的單樁承載力，當鉆孔灌注樁的樁徑≥800mm時，則會被統一歸類為大直徑鉆孔灌注樁，對于大直徑轉孔灌注樁施工技術的研究意義重大。

1 工程概況

深圳利德悅府項目位于深圳市龍崗區坪地街道花園路與興華路交匯處，總占地面積1.7萬m2，總建筑面積9萬m2，主要為高層住宅建筑。為滿足地基承載力要求，本工程基礎采用鉆孔灌注樁施工技術，共使用大直徑鉆孔灌注樁7根，鉆孔灌注樁單樁直徑2.2m，樁長介于50～118m，根據建筑高度等施工條件的不同，樁長分別為 106，118，110，100，69，50，57m。從地質條件來看，本工程地基持力層主要微風化大理巖，設計入巖深度在500mm以上，單樁承載力特征值為20 000kN，水下區域的樁身混凝土強度為C40。

2 大直徑鉆孔灌注樁施工技術要點分析

2.1 施工準備

在大直徑鉆孔灌注樁施工階段，施工準備工作逐漸集中于機具設備準備、技術準備及現場準備3個方面。在施工機具設備的準備過程中，應嚴格按照設計要求選用鉆機等設備、工具，本工程中主要采用CK1800、CK2200兩種型號的沖孔打樁機作為鉆機，沖孔直徑在1.5～2.5m，同時還準備了泥漿泵、翻斗汽車、機動翻斗車、水泵、鋼筋加工系統等設備，以及沖擊鉆頭、鋼護筒、鋼吊繩、混凝土澆灌臺架、下料斗、卸料槽等工具。為保證施工技術應用的有效性，工程施工準備階段還需及時獲取超前鉆報告、樁基施工圖等相關資料，編制詳細的施工技術方案，為具體施工操作提供明確指導，同時安排專業技術人員在現場進行成孔試驗，以了解現場地質情況及相關成孔技術參數[1]。在現場準備工作中，還需完成現場平整、排水設施建設、松軟土層處理、廢漿處理池設置、確定并復核樁位、標高測定、樁基就位等工作。

2.2 埋設護筒

護筒埋設是鉆孔灌注樁施工的必要工序，通常可分為挖坑、安放護筒、回填等步驟，施工操作比較簡單，但對于護筒埋設深度等參數要求，還需根據工程實際施工條件確定[2]。如本工程中根據現場地質條件，將坑深控制在2～3m，并將護筒口與地面間距離控制在30～50cm，以免因孔內水位過高、水壓過大等問題引起孔壁坍塌。挖坑施工結束后按照設計圖紙設置好定位樁，經復核無誤后將護筒放在樁中心位置，完成護筒安放，并開始回填施工。由于回填時孔口同樣存在坍塌危險，因此應采用C30以上強度等級的混凝土材料進行圍護，并將回填高度控制在略低于護筒口下方的位置，回填結束后還要按規定時間等待護筒及圍護固化（本工程固化時間為8h）。

2.3 沖孔

在沖孔施工階段，由于大直徑鉆孔灌注樁工程地質條件比較復雜，通常需要穿透多層地層或復雜地層，因此施工前需根據現場地質情況及相關成孔技術參數對沖程與泥漿密度進行調整，如表1所示。確定沖程與泥漿密度后，可直接開始沖孔，由于沖孔時孔壁會在水平力的擠壓影響下逐漸密實，因此在開孔階段，必須要注意放慢沖孔進度，降低鉆孔所產生的沖擊力，以免出現塌孔問題，待鉆至護筒底部下方3～4m后，同樣需要放慢沖孔進度以加強孔壁，保證孔壁的牢固性，之后方可進入正常沖孔狀態。正常沖孔狀態下應將鉆機提錘高度提高至1.5～2.0m，同時適當降低泥漿濃度，對于凹凸不平或傾斜度較大的壓面，應注意采用低錘快打的方式將傾斜突出部分沖平，以免出現偏孔、卡錘等情況，必要時還可向孔底拋擲直徑20～30cm的片石，將巖層斜面和凹凸不平處嵌補填平，待巖層傾斜、突出部分被沖平或填平后，方可再次提高錘并加快沖孔進度。如巖層沖孔時出現溶槽、溶溝、小裂隙等特殊底層，還要注意及時投放片石、黏土、水泥等填充材料，以控制泥漿的流失[3]。此外，在沖孔過程中，必須要定時進行鉆渣取樣鑒定，同時結合相關地質資料及埋深、樁長、鉆機速度等數據進行準確的入巖判斷，確定入巖后需要再次通過鉆渣取樣判斷巖性及風化程度，商定入基巖時鉆進速度，通過取樣確定下鉆至設計入巖深度后，方可由地勘單位、設計單位確認終孔。如本工程持力層為微風化巖，因此在入巖深度至500mm后達到設計深度，并向地勘、設計單位等各方匯報，完成沖孔施工。

表1 各類土層下沖程與泥漿密度選用

2.4 鋼筋籠施工

在鋼筋籠施工階段，通常需要先按照施工要求完成鋼筋籠制作，但由于鋼筋籠制作需要與其他環節施工共同進行，為避免對樁基施工造成影響，應將鋼筋場布置在基坑邊上，之后再根據實際施工情況制作鋼筋籠，確定鋼筋籠吊裝方案[4]。如本工程所采用鉆孔灌注樁樁徑為2.2m，根據相關施工要求，鋼筋籠長度最高值設定為118.28m，同時每12.0m設定為一節，分段進行制作，具體工程數量如表2所示。而在鋼筋籠吊裝階段，由于吊裝所用鋼絲繩在鋼筋籠豎立起離地面時受力最大，且單節鋼筋籠重量為2.05t，因此按照吊重為20t、鋼絲繩直徑為56.0mm、破斷拉力為1 673kN計算，本工程最終選擇將整段（單根）鋼筋籠分為10節吊裝，以保證單根垂直起吊30t大于吊重20t，滿足起吊要求，之后再通過多點抬吊吊裝、整體空中回直豎向垂直運輸的方式完成鋼筋籠吊裝入孔。

表2 鉆孔灌注樁鋼筋籠工程數量

2.5 水下混凝土灌注

在水下混凝土灌注施工階段，應選擇合適的導管并提前進行封閉水壓試驗，確定在施工期間可保持不漏水后方可開始施工。如本工程采用直徑為300mm的加厚型導管，確定內壁光滑、接口嚴密后進行封閉水壓試驗，試驗過程中水壓保持在0.3～0.5MPa，15min內導管未出現漏水現象，最終確定可使用該導管進行水下混凝土灌注。在安裝導管時，為避免堵管、導管拆除困難等問題，應嚴格控制導管埋入混凝土的深度（通常應在2～6m），導管底端還要保持在孔底沉淀層面上方30～40cm處，以便隔水栓能順利排出[5]。在開始灌注混凝土后，需要將預先配制好的水泥砂漿導入導管內，之后再將首灌混凝土傾入初灌斗內，并剪斷懸掛隔水栓的鐵絲，使隔水栓、水泥砂漿和首批混凝土均能夠在被運輸至孔底后上升，灌注過程中還要定時對混凝土表面進行測量，并準確記錄混凝土灌入量、坍落度，整個灌注過程必須連續進行，即便因特殊因素而需要中斷施工，也要將中斷時間控制在30min以上，以免對混凝土灌注質量造成影響。待混凝土灌注施工結束后，要按照設計要求對灌注樁的混凝土表面標高進行核測，如混凝土表面標高未能達到要求，需立即進行補灌施工，確定標高達標后方可將護筒拔出，并開始進行樁頭養護。

3 結語

大直徑鉆孔灌注樁施工技術上已比較成熟，但在高層建筑、大跨度橋梁等各類工程實際施工中，要保證鉆孔灌注樁工程的施工質量，仍需準確把握施工準備、護筒埋設、鋼筋籠施工等環節的施工技術要點。