旋挖鉆孔灌注樁成樁工藝提高樁基承載力的實(shí)際應(yīng)用及效果

摘要：旋挖鉆孔灌注樁成樁工藝具有提高側(cè)壁摩阻力，增強(qiáng)樁身充盈系數(shù)，減少沉降量、提高單樁承載力、保證樁基施工質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。通過工程實(shí)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(tǒng)沖擊鉆成孔、旋轉(zhuǎn)鉆成孔在提高承載力取得的效果，以供類似工程參考借鑒。

關(guān)鍵詞：旋挖鉆孔灌注樁成樁工藝；提高單樁承載力；應(yīng)用及效果

華南沿海地區(qū)地帶通常地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，通常地質(zhì)揭示層情況是粘土、粉土、粉細(xì)砂土、淤泥質(zhì)土、粘土、全風(fēng)化層、強(qiáng)風(fēng)化層和中風(fēng)化和巖層。對于承載力要求較高，建構(gòu)筑物沉降位移值小且要求極為嚴(yán)格的地基處理提出了難題，采用端承摩擦樁，需要進(jìn)行密集的地質(zhì)勘探，幾乎每根樁基基礎(chǔ)要嚴(yán)格計(jì)算，或需要穿過中風(fēng)化層進(jìn)行崁入巖層，給施工帶來不便。故設(shè)計(jì)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(fù)雜地層中花崗巖的風(fēng)化特性，最典型的是風(fēng)化層厚，且厚度不均勻，巖質(zhì)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(shí)能充分發(fā)揮不同地層與樁身之間的側(cè)壁摩阻力，從而提高樁基承載力。實(shí)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(jīng)檢測，1#、2#爐各179根樁的單樁承載力都達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。1#爐實(shí)施補(bǔ)樁方案，2#爐實(shí)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(tǒng)灌注樁成孔工藝易造成樁底沉渣和樁側(cè)泥皮等固有缺陷，導(dǎo)致樁端阻力和樁側(cè)摩阻力顯著降低的缺點(diǎn)，取得了成功。

2、1號、2號鍋爐基樁檢測結(jié)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(yàn)與高應(yīng)變的檢測結(jié)論反映：該基坑的單樁承載力特征值為3500kN。據(jù)了解，中鐵19局的樁基成孔機(jī)具主要為沖擊鉆成孔，該種鉆具成孔的特點(diǎn)是適合于本場地地層，護(hù)壁泥皮相對較薄，基樁受力時(shí)能充分發(fā)揮不同地層與樁身之間的側(cè)壁摩阻力，從而達(dá)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(yàn)結(jié)果反映：該基坑的單樁承載力特征值在1500kN～2260 kN之間。據(jù)了解，中鐵16局的樁基成孔機(jī)具全部為旋轉(zhuǎn)鉆成孔，該種鉆具成孔的特點(diǎn)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(hù)壁效果好。但如果泥漿配制不好，則容易形成護(hù)壁泥皮相對較厚，基樁受力時(shí)不能充分發(fā)揮不同地層與樁身之間的側(cè)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(dá)9cm的事實(shí)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(yàn)的Q-S曲線也可看出）。

3、主廠房試樁結(jié)論

主廠房樁基的靜載試驗(yàn)工作已完成，共3根試樁。初步試驗(yàn)結(jié)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(jù)監(jiān)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(zhuǎn)鉆成孔，樁長45.0m，樁徑1000mm，樁端進(jìn)入風(fēng)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(zhuǎn)鉆成孔，樁長43.0m，樁徑1000mm，樁端進(jìn)入風(fēng)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(jìn)入風(fēng)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(yuǎn)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(shù)參數(shù)。

因工期緊迫，主廠房、集控樓的樁位圖不能進(jìn)行調(diào)整。建設(shè)方不同意再進(jìn)行鉆孔灌注樁的試樁工作

根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算書及巖土工程資料，設(shè)計(jì)認(rèn)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(cè)壁摩阻力能充分發(fā)揮的前提下，而從目前的試樁及基樁的檢測結(jié)果來看，都沒有達(dá)到這一效果，除了施工原因外，不管是沖擊鉆還是旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)具都不能達(dá)到應(yīng)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(jù)這種地層條件，以旋挖鉆孔灌注樁成樁最快。

5、實(shí)施效果

緊接下來的主廠房、集控樓、主變壓器、前后導(dǎo)標(biāo)基礎(chǔ)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(fā)揮了優(yōu)勢，取得了成功。

⑴主廠房、集控樓、主變壓器、前后導(dǎo)標(biāo)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(jī)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(wǎng)絡(luò)計(jì)劃順利實(shí)施。

⑵另外因?yàn)槟戏窖睾５貐^(qū)花崗巖的風(fēng)化特性，最典型的是風(fēng)化層厚，且厚度不均勻，巖質(zhì)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(shí)能充分發(fā)揮不同地層與樁身之間的側(cè)壁摩阻力，從而提高樁基承載力。經(jīng)檢測，采用此工藝成樁的承載力都達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

旋挖鉆成樁工藝消除了樁側(cè)泥皮的影響，改善了樁的荷載傳遞性能，使樁側(cè)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(cè)阻力及樁端阻力的綜合影響，提高了樁的極限承載力。

羅火松

2015年4月17日