論復雜地質(zhì)超高層嵌巖樁施工關(guān)鍵技術(shù)

方明

（中鐵十四局集團第四工程有限公司，濟南 250002）

1 引言

超高層建筑在一定程度上節(jié)省了城市空間，但由于過于高聳，其穩(wěn)定性也成為超高層建設(shè)中最重要的問題。基礎(chǔ)作為超高層建設(shè)的第一步，是影響其穩(wěn)定性的主要因素，施工中如何確?；A(chǔ)承載力達到設(shè)計要求，將影響整個超高層建筑的穩(wěn)定性。因此，在實際施工過程中，樁基礎(chǔ)地施工質(zhì)量尤為重要。

2 工程概況

本工程為秦望廣場地下綜合體施工，占地面積112 900 m2，分為地下綜合體和秦望站土建預埋工程兩部分，總建筑面積約242 000 m2。該工程地下部分為2 層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基坑深度約14 m。秦望廣場地上部分有T1 至T4 共4 棟高層塔樓、配套附屬裙房以及科技館等建筑。T1 至T4 塔樓的高度分別為150 m、220 m、150 m、80 m，均為框架核心筒結(jié)構(gòu)，其中，T1 和T4 塔樓距離地鐵車站基坑大于30 m；T2 塔樓距離車站基坑6 m；T3 塔樓幾乎密貼車站。鄰近科技館最高為24 m，2～4 層為框架結(jié)構(gòu)。地下綜合體共有樁基約2 500 根，直徑800～1 000 cm，樁長約50 m，嵌巖深度2～6 m，其中，塔樓下方樁基直徑為1 000 cm，采用C45 水下混凝土，注漿管2 根。采用旋挖鉆施工。秦望廣場平面圖如圖1 所示。

圖1 秦望廣場平面圖

3 地質(zhì)情況

基坑范圍內(nèi)土層從上到下依次為：①1 填土、②1 粉質(zhì)黏土、④1 粉土、④2 粉質(zhì)黏土、⑤1 圓礫土、⑤2 卵石土1 全風化石英閃長巖、2 強風化石英閃長巖、3 中風化石英閃長巖。樁基樁長采用入巖單控，入中風化巖2～6 m，中風化巖強度達60 MPa。

4 影響樁基承載力主要因素

嵌巖樁承載力主要由嵌土段阻力、嵌巖段側(cè)阻力和端阻力3 部分組成[1]。實際施工過程中，影響這3 部分阻力的因素有很多，下面就影響樁基承載力的因素展開研究分析。

4.1 過程中判巖不準

本工程樁基樁長采取入巖單控（入巖長度達到即可終孔），要求樁基入中風化巖2～6 m，而強風化巖外特征是裂隙很發(fā)育，巖體破碎，可被切割成2～20 cm 的巖塊，中風化巖破碎，可被切割成20～50 cm 的巖塊，但有些巖石芯樣破碎程度屬于強風化，堅硬程度卻屬于中風化[2]，容易誤判，如果全風化巖過厚，會導致樁端無法進入中風化持力層，從而影響樁基承載力。實際施工中，采取3 種渠道對巖性進行同時判斷，綜合考慮后，最終確定中風化巖面標高：（1）通過芯樣外觀判斷；（2）旋挖鉆機體抖動強度；（3）對比地勘報告中風化入巖深度。通過以上3 點綜合判定基本可以確定。中風化碎巖及柱巖如圖2、圖3 所示。

圖2 中風化碎巖

圖3 中風化柱巖

4.2 樁底沉渣過厚

本工程T1 塔樓試樁施工完成后的靜載試驗過程中，T1-SZ3 號樁設(shè)計極限承載力特征值為22 000 kN，當荷載加至19 800 kN 時，樁基最大沉降達80 mm，已超過規(guī)范最大沉降量40 mm 的允許值，判定結(jié)果為不合格。經(jīng)樁身取芯結(jié)果為，樁底有沉渣150 mm，超規(guī)范驗收標準50 mm，由此可知，樁底沉渣對嵌巖樁承載力影響顯著。調(diào)整泥漿含砂率指標及清孔工藝后，經(jīng)超聲檢測沉渣厚度小于50 mm，靜載試驗檢測合格（見圖4、圖5）。

圖4 加載曲線

圖5 樁身芯樣

4.3 樁端注漿質(zhì)量

參考南京河西地區(qū)大直徑鉆孔灌注樁進行大噸位靜載試驗，得出樁端后注漿改善了嵌巖段的力學性能，增大了嵌巖段側(cè)摩阻力[3]。本工程現(xiàn)場通過塔樓試樁對該地質(zhì)條件下樁端后注漿效果進行了對比驗證，通過對T1-SZ2、T2-SZ2 樁基進行靜載試驗（見圖6），超聲檢測兩樁樁底沉渣均為50 mm；T2-SZ2 靜載試驗前未進行樁端注漿，而T1-SZ2 靜載試驗前進行了樁端注漿，靜載試驗結(jié)果：T1-SZ2 荷載加至22 000 kN時，最大沉降30 mm（見圖7），T2-SZ2 荷載加至22 000 kN時，最大沉降38 mm（見圖8）。通過試驗對比得知，針對此地質(zhì)條件，樁端后注漿可以增加樁基承載力，因此，后期工程樁要求100%后注漿，有效提高了樁基承載力。

圖6 現(xiàn)場靜載試驗

圖7 T1-SZ2 靜載曲線

圖8 T2-SZ2 靜載曲線

5 結(jié)語

本文以杭州秦望工程超高層塔樓建筑為例，施工過程中影響樁基承載力的因素展開研究分析，對現(xiàn)場如何準確判巖，樁底沉渣影響程度以及樁端后注漿3 個方面進行現(xiàn)場實測，針對秦望廣場復雜地層樁基施工得出以下結(jié)論：

1）樁基成孔過程中，可通過地勘、巖石外觀、設(shè)備抖動3 方面綜合判斷中風化巖面；

2）嚴格控制樁底沉渣厚度，可通過調(diào)整泥漿含砂率等指標，加強灌注前清孔環(huán)節(jié)，保證首灌質(zhì)量，將沉渣控制在50 mm 以內(nèi)；

3）在此地質(zhì)條件下，通過樁端后注漿能夠有效提高樁基承載力。