阜阳华纺新天地超长空桩成孔施工控制措施

2018-02-04邢敏

钻探工程 2018年6期

邢　敏

(北京振冲工程股份有限公司，北京 100102)

阜阳华纺新天地项目是安徽省阜阳市标志性建筑之一，主楼分为A座办公楼、B座办公楼，均为39层，总高度129 m。桩基础采用钻孔灌注桩。由于工期要求紧迫，加之场地条件限制，为确保施工的顺利完成，将原计划在基坑底面施工桩基调整为地面施工。由于在自然地面施工，空桩长度达14 m，钻孔垂直度要求高，施工难度大。该项目采用SR280R型旋挖钻机施工成孔，取得了较好效果。本文结合工程实际，系统地总结了超长空桩成孔施工中的关键技术和质量控制措施。

1　工程概况

阜阳华纺新天地项目位于安徽省阜阳市北京东路北侧、向阳路西侧交汇处。本工程为商用建筑，占地面积11602 m2，地下3层。框架剪力墙结构，桩筏基础，±0.000=29.300 m，地面平均标高为28.700 m,桩基础顶标高为14.800 m。主楼基础采用旋挖桩施工，桩径800 mm，总桩数468根，有效桩长分别为35、40、50 m。单桩抗压竖向承载力特征值为3800、4200、5000 kN。砼设计强度等级为C30，桩孔垂直度允许偏差<1/200，桩底沉渣厚度≤100 mm，孔深允许误差为0～+300 mm，孔位偏差≤100 mm。

2　工程地质条件与水文地质条件

阜阳华纺新天地项目宏观地貌属淮北冲积平原，微地貌单元为河间平地。场地较为平坦。其中上部①层为第四系新近沉积层(Q4ml)，其下部各层均为第四系晚更新统沉积层(Q3al)。分述如下。

①层杂填土，灰、灰黄色，以粉质粘土为主，软塑状态，高压缩性，含植物根系及建筑垃圾、生活垃圾等。层厚为0.5～2.5 m，平均厚度为1.18 m，层底高程为26.210～28.130 m，平均高程为27.500 m。

②层粉质粘土，灰、灰黄色，可塑状态，中压缩性，含铁锰结核。层厚为2.3～5.1 m，平均厚度为3.75 m，层底高程为23.030～24.190 m，平均高程为23.750 m。

③层粉质粘土，黄、黄褐色，可塑状态，中压缩性，含铁锰结核及钙质结核，局部夹粉土薄层。层厚为0.7～2.4 m，平均厚度为2.04 m，层底高程为21.180～23.230 m，平均高程为21.710 m。

④层粉土，黄色，湿，中密状态，中压缩性，夹粉质粘土薄层。层厚为1.2～3.0 m，平均厚度为2.09 m，层底高程为18.760～20.380 m，平均高程为19.620 m。

⑤层粉质粘土，灰、灰黄色，可塑状态，中压缩性，局部夹粉土薄层。层厚为0.7～3.0 m，平均厚度为1.90 m，层底高程为17.130～18.510 m，平均高程为17.730 m。

⑥层粉土，黄色，湿，中密状态，中压缩性，夹粉质粘土薄层。层厚为0.7～1.6 m，平均厚度为1.06 m，层底高程为15.560～17.540 m，平均高程为16.670 m。

⑦层粉质粘土，黄色，可塑状态，中压缩性，含铁锰结核及钙质结核，局部夹粉土薄层。层厚为3.0～4.7 m，平均厚度为3.67 m，层底高程为12.230～13.740 m，平均高程为13.000 m。

⑧层粉土，黄色，湿，中密状态，中压缩性，夹粉质粘土薄层。层厚为0.8～3.1 m，平均厚度为1.40 m，层底高程为9.130～12.710 m，平均高程为11.610 m。

⑨层粉质粘土，黄色，可塑状态，中压缩性，含铁锰结核及钙质结核，局部夹粉土薄层。部分孔未钻穿，揭示层厚为2.4～6.4 m，揭示层底高程为5.460～6.730 m。

⑩层粉土，黄色，湿，中密状态，中压缩性，夹粉质粘土薄层。层厚为1.2～2.7 m，平均厚度为1.74 m，层底高程为3.600～4.860 m。

本场区内在钻探深度见有地下水类型为潜水和承压水。

潜水分布于②层粉质粘土裂隙中，主要由大气降水和地表径流补给,排泄以大气蒸发为主,水量较小，随季节性变化，变化幅度在4.0 m左右(高程24.000～28.000 m)，勘察期间稳定水位在地表下1.3 m左右，平均高程为27.300 m。

承压水赋存于④层、⑥层粉土及以下砂性土层中，主要为同层间侧向径流补给，水量较大，水位稳定，季节性变化较小。其中④层粉土中的承压水为第一含水层，经分层观测，该层水位高程为24.000 m，承压水头2.5 m左右；其下承压水位低于④层的承压水位。

3　钻孔灌注桩施工关键技术及质量控制措施

本项目桩基工程由我公司承接。根据设计图、现场工程地质条件及工程桩特点，反复研究并制定了保质量、保工期的管理措施细则。

3.1　桩位控制

为确保桩头偏位要求，先利用全站仪进行桩位测放，下长护筒(护筒长2.5～3 m)，孔口护筒具有导正钻具、控制桩位、保护孔口、隔离地表水渗漏、防止地表坍塌、保持孔内水头高度及固定钢筋笼等作用。经复测，调整护筒中心与垂直度偏差满足要求后，护筒外采用粘性土振捣密实，固定护筒。桩位测放完毕经自检合格后，由监理工程师进行复检，满足精度要求后进行标识。护筒埋设时严格控制平面位置及垂直偏差，护筒中心与桩位中心偏差≤20 mm，垂直度偏差<1/200。桩机就位后，钻头校正对中，机身垂直度校正合格后开钻；钻进过程中，每10 min再进行一次垂直度校正，以免地基松软导致机身倾斜，进而影响钻杆垂直度，确保桩端中心误差≤150 mm。

针对承压水层，水压较大，易塌孔漏浆，该工程尚未进行降水作业的情况下，采用了预钻孔释压措施，减小了承压水层对孔壁的压力。

钻进过程中严格控制钻速，进尺控制在50～80 cm/钻次，在承压水层及粉砂等易塌孔地层采用少进尺、慢进尺，采用轻压、低挡慢速、稠泥浆的钻进方法。粘土层等可塑地层可适当增加进尺。

3.2　孔底沉渣厚度控制

场区以可塑性粉质粘土及粉土、粉细砂层等地层为主，地下水丰富，且桩间距(3 m)小，成孔过程中易造成塌孔、缩径等事故，终孔过程中易出现沉渣超标现象。施工过程中采取对策，跳孔成孔，膨润土制浆护壁，压缩待浇筑时间等。在成孔结束时，及时复测孔深(旋挖桩成孔不会残留孔底沉渣)，当下钢筋笼、砼导管完工时，再进行孔深复测，当沉渣厚度≤500 mm时，方可开盘浇筑砼(砼下冲可将孔底沉渣冲起)，当沉渣厚度>500 mm时，需将导管、钢筋笼拔起，用机械重新扫孔清渣。重复上述工序、直至达标。

3.3　钢筋笼位置

本项目采用全桩配筋，有效解决了浮笼问题；通过配置2根吊筋，吊筋长度以笼体上口加强筋至护筒上口距离为准，有效控制笼体顶端高程；通过设置笼体保护筋，以限制笼体与孔壁土层之间的有效距离。通过上述技术措施，以最大努力确保技术指标达标。

3.4　砼质量控制

桩体砼设计标号C30，在阜阳市无标准指标，为确定质量，地方习惯性做法是提高一个级别来保证水下砼强度，塌落度采用200～240 mm，灌注时间控制在3 h以内。第一次预灌注量≮2 m3，灌注中导管提拔以下埋4～6 m为宜，适时测绳监控，以防止断桩或埋管事故发生。

3.5　砼桩顶面标高的控制

空桩段过长，用目测无法观察到桩顶标高，采用测绳控制时由于桩顶浮浆影响，测锤容易坠入浮浆中，混凝土的浇筑高度不易掌控，因此采取比桩顶标高超灌1.5 m深砼，并制作简易钢筋漏斗进行砼料取样控制。

3.6　施工监控

鉴于施工过程中影响桩基质量节点多的原因，项目部除常规对施工作业人员进行技术交底、上岗培训外，还成立以项目总工挂帅、质检员、测量员、技术员为一套管理班子，实施全方位跟进指导、监控，及时处理，预控质量事故，使桩基施工得以顺利进行。

4　工期的保证措施

本项目最显著的特点是场地狭小、工期短，为确保按期完成，采取了如下措施，有效地解决了工期问题。

4.1　合理安排施工孔位

为减少相邻孔施工影响，项目部认真分析施工条件，确定孔位施工顺序，并通过初期施工进行校验。通过有效控制，圆满地解决了桩间施工的相互影响。

4.2　空桩对施工安全的影响

本场地空桩较深，且桩端浮浆对作业面影响较大，为避免上部空桩段塌孔，在成桩后进行跳打其他钻孔，待原桩内泥浆沉淀检测后进行二次循环使用，用泥浆泵抽出空桩段泥浆，再回填干土、压实、铺垫钢板等，以达到快速施工的目标并保证设备人员施工安全。

4.3　雨天施工措施

本工程施工正值当地雨季，场区地层遇水易成软泥。为保证工期，除特大暴雨需临时停工外，小雨天气未停止施工，这对重型机械施工、交通、场地安全影响极大。为解决这一难题，项目部采取的措施为：组织足够的设备、人员对道路、场区进行泥浆、墟土清除，并回填建筑垃圾、碎石进行压实处理，作业面加铺钢板，以保证运输及设备工作安全；特殊地质则配合砼输送泵进行施工，避免了雨天对工期的影响。