干作業(yè)超大型灌注樁在杏林灣樁基工程中的應(yīng)用

高巧玲 陳 妍 陳勇燕 林 挺

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院，福建 福州 350007)

干作業(yè)超大型灌注樁在杏林灣樁基工程中的應(yīng)用

高巧玲 陳 妍 陳勇燕 林 挺

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院，福建 福州 350007)

以杏林灣營運(yùn)中心工程主樓承壓樁的大直徑干作業(yè)超大型灌注樁為例，研究總結(jié)出一套比較科學(xué)系統(tǒng)的施工方法，解決了干作業(yè)超大型灌注樁成孔、成樁、安全技術(shù)措施及成樁后檢測的施工工藝，確保施工質(zhì)量達(dá)到要求。

承壓樁,灌注樁,干作業(yè)

1 工程概況

杏林灣營運(yùn)中心12號(hào)樓工程，為廈門在建第一高樓，樁基工程開工時(shí)間2011年11月08日，竣工時(shí)間2013年01月25日。塔樓地面以上54層，采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，高度261.90 m，地面以下3層。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，樁基安全等級(jí)為二級(jí)。外框鋼管柱下單樁單柱采用干作業(yè)超大型灌注樁基礎(chǔ)，共25根，設(shè)計(jì)成樁深度最深為26 m，最大樁徑3.7 m，最大護(hù)壁厚度0.3 m，樁端持力層為中風(fēng)化花崗巖層或微風(fēng)化花崗巖層,最大單樁豎向承壓承載力設(shè)計(jì)值150 000 kN。

2 設(shè)計(jì)方案及特點(diǎn)

2.1基礎(chǔ)工程結(jié)構(gòu)

本工程主樓樁基采用干作業(yè)超大型灌注樁,總根數(shù)為25根，樁具體尺寸見表1。

表1 樁詳細(xì)尺寸

2.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

本工程干作業(yè)超大型灌注樁采取人工開挖而形成井筒的灌注樁成孔工藝，其主要特點(diǎn)如下：

1)孔徑超大：采取干作業(yè)成孔灌注樁時(shí)直徑大于2 m，本工程最大樁徑4 200 mm。

2)孔深超深：終孔時(shí)孔深大于15 m，本工程最大終孔時(shí)孔深30.25 m。

3)承載力超重：單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值超過本地區(qū)現(xiàn)階段靜載荷試驗(yàn)?zāi)芰?0 000 kN。

4)護(hù)壁超重：單節(jié)每1 m護(hù)壁最大混凝土方量為3.77 m3，重9 048 kg。

3 施工難點(diǎn)及相應(yīng)的施工措施

干作業(yè)超大型灌注樁由于樁徑超大，最大成孔樁徑4 300 mm，因此在施工過程中存在以下施工難點(diǎn)，必須采取一定的措施保證干作業(yè)超大型灌注樁的施工質(zhì)量。

3.1成孔質(zhì)量控制重點(diǎn)

1)由于成孔孔徑大，每節(jié)護(hù)壁的土方開挖量大，1節(jié)按1 m計(jì)算,每1 m樁孔的最大土方量為14.51 m3，而正常1個(gè)工人在殘積砂質(zhì)粘土層地質(zhì)情況良好的情況下，1 d最多只能挖8 m3左右。根據(jù)現(xiàn)場情況，由于樁徑超大，樁底作業(yè)面足夠滿足兩班同時(shí)作業(yè)，但對(duì)于作業(yè)安全應(yīng)采取一些措施。

2)護(hù)壁超重：護(hù)壁超重主要會(huì)造成護(hù)壁脫落，以及孔壁的塌坍；同樣砂層過厚，孔壁與護(hù)壁之間的摩擦粘力不足難以支撐護(hù)壁的自重，也會(huì)造成護(hù)壁脫落。為解決以上的難題，采取以下措施：

在場地表面砂層換填一層1 m厚的粘土層，將護(hù)壁首節(jié)做成倒L型的護(hù)壁倒掛在地表面上、將護(hù)壁與護(hù)壁之間的鋼筋鉤掛在一起來增加護(hù)壁的整體性，以及在孔壁上設(shè)置土釘來增加護(hù)壁與孔壁的粘結(jié)力等措施來防止護(hù)壁脫落與孔壁的塌坍。

3)降水井:根據(jù)施工難點(diǎn)分析可知，若不進(jìn)行降水處理，則無法進(jìn)行干作業(yè)超大型灌注樁施工。根據(jù)地勘報(bào)告，開挖影響范圍內(nèi)所遇地下水主要為粗砂層孔隙承壓水及強(qiáng)風(fēng)化巖孔隙裂隙承壓水，水量比較豐富，對(duì)于巖性變化過渡區(qū)段，個(gè)別區(qū)段有可能水量會(huì)突然增大；另外，施工區(qū)域臨近內(nèi)海，施工地面常年比內(nèi)海平面低約2 m，雖然已施工圍護(hù)樁及三重管旋噴止水樁，但是由于地表以下4 m～5 m存在粗砂層，仍有部分海水通過粗砂層涌入，因此需進(jìn)行超前降水，根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告結(jié)合樁位進(jìn)行布置，針對(duì)不同層的水源，制訂了不同的降水方式：a.基巖裂隙水：沿干作業(yè)超大型灌注樁周邊設(shè)置9口降水井，降水井施打深度進(jìn)入持力巖層5 m，并在區(qū)域中間砂層最深處設(shè)置3口降水井，形成差異性降水，使整個(gè)區(qū)域地底地段形成一個(gè)漏斗;b.由于表層為砂層，又臨近內(nèi)海海邊且地面又處在海平面水位之下，滲水量大，深井降水無法滿足施工要求，且砂層一經(jīng)擾動(dòng)，會(huì)自行往下塌陷。因此根據(jù)地勘報(bào)告與現(xiàn)場情況在砂層范圍內(nèi)增設(shè)8口降水井，采用沉井的方法進(jìn)行降水井的施工。

3.2成樁質(zhì)量難點(diǎn)

1)由于樁徑超大為3 700 mm，鋼筋籠直徑為3 580 mm，鋼筋籠長25.875 m，若根據(jù)常規(guī)做法在地面制作鋼筋籠后，再采用吊機(jī)吊裝，由于鋼筋籠直徑超大、長度超長，從整體來看，剛度較小，吊裝時(shí)鋼筋籠也容易發(fā)生變形，鋼筋籠就難以放入孔內(nèi)，就位相當(dāng)困難。

2)干作業(yè)超大型灌注樁單樁混凝土灌注量大、孔底地下水量大、孔較深，若采用常規(guī)混凝土的澆筑方式，澆灌時(shí)間會(huì)拖很長，易出現(xiàn)下部混凝土已初凝而上部混凝土仍未澆筑完成，這樣就會(huì)影響已初凝的樁身質(zhì)量，其次由于樁徑超大，從體量來說屬于大體積混凝土施工，易造成混凝土開裂。

3.3單樁承載力檢測方法

本工程單樁承載力超大，極限荷載達(dá)到300 000 kN，無法采用常規(guī)的靜載檢測試驗(yàn)，必須采取新的試驗(yàn)方法，目前較常用的超大荷載的樁基，多采用自平衡法檢測樁基的極限承載力，但這種檢測方法由于其加載位置是在樁基內(nèi)部，且新的技術(shù)細(xì)節(jié)繁多，一旦某個(gè)細(xì)節(jié)失誤，就幾乎沒有補(bǔ)救的余地。另一種方法是鉆芯核驗(yàn)方法，可根據(jù)終孔時(shí)樁端持力層巖性報(bào)告結(jié)合樁身質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告核驗(yàn)承載力。經(jīng)研究論證認(rèn)為采用鉆芯核驗(yàn)方法較直觀、可靠。

由于鉆芯法檢測是以往從未采用過的檢測方法，對(duì)這種檢測方法只停留在理論上，為了確保檢測的成功，聘請了多位專家，對(duì)該檢測方法進(jìn)行了咨詢論證，確認(rèn)此檢測方法可行，并對(duì)檢測方法與操作過程作了進(jìn)一步的指導(dǎo)；廈門市建設(shè)與管理局對(duì)此高度重視，參與了整個(gè)咨詢論證過程，并為此出了《廈門市建設(shè)工程大型混凝土灌注樁若干技術(shù)與檢測管理暫行規(guī)定》文件。文件規(guī)定：當(dāng)無法進(jìn)行單樁承載力靜載檢測時(shí)，采用孔底巖層和樁身鉆芯取樣、聲波透射等檢驗(yàn)方法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。樁身鉆芯取樣檢測數(shù)量：單柱單樁應(yīng)全數(shù)檢測，其他的不少于總樁數(shù)的30%。鉆芯檢測的鉆孔數(shù)量單樁不得少于3個(gè)，且至少有1個(gè)孔需進(jìn)入樁端以下5 m，聲波透射檢測應(yīng)全數(shù)檢測。

4 結(jié)語

杏林灣營運(yùn)中心12號(hào)樓樁基工程干作業(yè)超大型灌注樁，施工中所確定的工序、所采用的工藝和方法合理、科學(xué)，實(shí)際效果理想，施工取得成功，為同類工程施工提供了理論依據(jù)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，起到了一定的借鑒作用。

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Theapplicationofultra-largetypeofcompresolpilewithdryconstructioninthepilefoundationofXinglinBayproject

GaoQiaolingChenYanChenYongyanLinTing

(FujianChuanzhengCommunicationsCollege,Fuzhou350007,China)

Take ultra-large type of compresol pile of large diameter, dry construction compression pile in the project operation center of Xinglin Bay for instance, a scientific construction method was summarized, which can solve the problems of pore-forming, pile-forming, safety and technical measures and pile detection of ultra large bored pile for dry construction, and ensure the construction quality meets requirements.

compression pile, compresol pile, dry construction

TU473.14

A

1009-6825(2017)26-0068-02

2017-07-10

高巧玲(1983- )，女，碩士，講師