厦门帝景苑超深旋挖钻孔灌注桩施工技术

吴明章

（曙光建设有限公司厦门分公司，福建 厦门 361003）

0 前言

为了提高超深旋挖钻孔灌注桩施工质量，确保建筑工程的安全性和可靠性，必须对超深旋挖钻孔灌注桩施工技术进行有效的控制。

1 工程概况

厦门帝景苑二期工程位于厦门岛内繁华片区，北侧靠近员筜湖，项目占地2.3万m2，总建筑面积约20 万m2，建筑高度约253m，地下室4 层，地上62 层。钢框架结构是本次项目的结构形式，采用钢筋桁架混凝土组合型钢梁作为盖楼的楼板。

根据勘察的地质资料，在钻孔揭露深度范围内所分布的地层主要为近代填土层（杂填土①1、素填土①2、填石①11），其下为第四纪全新统（Q4）海积层（淤泥②），第四纪全新统（Q4）海陆交互相冲淤积层（粉质粘土③1 和中粗砂③2、淤泥质土④），第四纪上更新统（Q4）冲洪积层（中粗砂④1），以及主要形成于中更新统的残积土（残积砂质粘性土⑤）和基岩风化层（全风化花岗岩⑥、强风化花岗岩⑦1、强风化花岗岩⑦2、中微风化花岗岩⑧）组成。

本工程桩基情况：主楼工程桩为桩径Φ1200mm 的旋挖成孔泥浆护壁灌注桩共487 根，单桩承载力特征值为13500KN，承载力极限值为27000KN；商业楼、回迁房及纯地下室部分工程桩为桩径Φ1000mm 的旋挖成孔泥浆护壁灌注桩共169根；基坑支护格构柱支承桩为桩径Φ1000mm的旋挖成孔泥浆护壁灌注桩共212根。根据施工统计，成孔施工深度在38m 至93.2m 之间。

2 本工程施工技术特点和难点

①塔楼完整中微风化持力层深，桩孔设计深，根据施工统计，施工深度在75m以上的有133 根，最深的孔桩达93.2m，成孔垂直度控制困难，成孔难度大。

②地质条件复杂，地表杂填层为建筑垃圾，最深达6～7m，透水性强，遇水易坍塌，现场采取加长钢护筒至6m 来解决，局部加长至12m 长；局部区域地面以下22～29m 高度范围内存在透水沙层；许多孔桩在65m 以下仍存在多层孤石情况；泥浆护壁不稳定，施工成孔成桩难度大。

③本项目地层强风化层厚度大，中微风化花岗岩层层顶坡度大，岩层坚硬，孤石多，旋挖钻机机具磨损大，成孔困难，并易造成孔斜。

3 施工工艺

本项目桩基采用泥浆护壁钻进成孔，并分节制作、预拼装钢筋笼吊装在孔口、钢筋笼孔口直螺纹连接下笼、导管法灌注水下混凝土成桩，整个工艺主要有成孔和成桩两个部分。

旋挖桩成孔成桩工艺流程，如图1：

3.1 成孔

根据本工程施工特点，现场配备10 台360～520 不等的大型旋挖桩机。对于塔楼深桩，为满足孔深75 米以上桩孔的施工，深孔桩旋挖钻机配备五节机锁杆的钻杆，满足施工孔深的要求。

本工程塔楼桩端持力层为中风化花岗岩，当有效桩长小于36m时，嵌岩深度不小于1.5m；当有效桩长大于36m时，嵌岩深度不小于1.0m。非塔楼区域承压兼抗拔桩桩端持力层为碎块状强风化花岗岩，嵌岩深度1.0m，桩基有效长度不应小于25m。终孔控制方法是:当旋挖成孔至设计持力层时，报甲方代表及勘察单位，对现场取样的岩芯进行判定，确认为设计持力层后，再继续钻进成孔至进入持力层深度满足设计要求，终孔的岩样同样应经监理、勘察单位及甲方代表确认验收。

3.2 泥浆调制与清孔

泥浆调制：

（1）在粘性土中成孔时注入的应该为清水，再以原土造浆保护墙壁。1.1～1.3为循环泥浆的控制比重。

（2）在较厚的类砂层或者砂土中成孔时，应该以1.2～1.3的控制泥浆比重来制备泥浆。

（3）在容易坍塌或者沙卵的土层中成孔时，所需的泥浆比重已经至少增大至1.3～1.5，结合实际情况，必要时需适当调整比重。

（4）根据本工程的地质条件泥浆相对密度：1.1～1.3，粘度：18～28s，砂率≤8%，胶体率不大于90%。

清孔：

①第一次清孔在终孔后；当导管以及钢筋骨架都安装完后，在浇筑混凝土之前，需要进行第二次清孔操作。

图1 旋挖桩成孔成桩工艺流程

②根据本工程有厚层强风化地质含砂量较大，二次清孔应重新调整泥浆比重，增强粘稠度。

③在进行第二次清孔后，要确保泥浆性能指标以及沉渣厚度依然满足设计的基本需求。确保沉渣不多于50mm，粘度在28s之内，泥浆性能指标孔底500mm以内的相对密度在1.25以内，含沙量在8%以内。

④在进行水下混凝土的灌注之前，需要对泥浆性能指标以及沉渣厚度进行反复泽亮，一旦发现两者指标超出了规定范围，一定要重新进行清孔操作。

⑤清孔的过程中要确保水位不在护筒流水口之上，以免出现坍孔。

3.3 钢筋笼安装

对于钢筋笼制作来说，应严格按设计要求进行，电焊条强度规格按有关规范要求，桩身纵筋的保护层厚度为50mm。桩身纵向钢筋应采用机械连接，钢筋机械连接接头做法按规范要求施工。钢筋笼起吊提升时，应注意防止其变形，孔口对接时，要保证钢筋笼顺直。钢筋笼采用悬挂固定，底部应有保护层。

3.4 水下混凝土浇注

水下混凝土浇筑质量直接影响到超深钻孔灌注桩的施工质量，按照工程施工方案，超深钻孔水下混凝土的初凝时间在8 个小时以上，塌落度在18cm—22cm 之间，灌注水下混凝土时，必须将导管提高到距离孔底0.5 米处，将灌注料斗装满混凝土以后才能浇筑水下混凝土。混凝土灌注必须持续进行，中间不能中断。其次，灌注桩的灌注时间不能太长，在灌注的时候，正常埋管2～6m，严禁导管提离砼面，以免造成灌注事故。

4 结语

根据建筑的实际施工条件和地质条件，实施钻孔灌注桩施工技术，让建筑工程的桩基工程符合工程设计要求，克服了上层建筑荷载大、桩长、地质复杂等施工问题，从而防止了钻孔偏差、掉钻、钢筋笼上浮等现象，确保超深钻孔灌注桩施工质量。