对金中环商务大厦工程拟采用人工挖孔灌注桩基础的分析

戴俊斌

摘 要：随着城市高层、超高层建筑的发展，对其基础的要求越来越高;本文通过对深圳地区某超高层建筑拟采用钻孔灌注桩和人工挖孔灌注桩同时施工的讨论，要求基础选型时，应尽量考虑到人工挖孔灌注桩施工时的不利影响，以免对建筑本身及周围建筑造成严重破坏。

关键词：基础施工;人工挖孔灌注桩;钻孔灌注桩

0 前言

在建筑施工中基础施工是其中重要的一环，它不但对整个工程的质量很重要，而且基础施工对周边的环境也有很大的影响。现就深圳金中环商务大厦拟采用的人工挖孔灌注桩基础作以分析。

金中环商务大厦位于福田中心区金田路与福华三路交汇处西北面。大厦由52层塔楼、17层、6层附楼及三层地下室组成，主体结构（塔楼）地面以上高度200.7 m，附楼高度60 m，主楼单位荷重为820 kN/m2，对差异沉降敏感。本工程±0.00为黄海高程6.90 m，基本接近开挖前地坪标高。

本工程北侧为深圳地铁一期工程地铁站，该地铁站采用天然地基（筏基），基础埋深相当于本工程±0.00以下20 m，地铁站南侧墙距本工程西段17层附楼最北侧轴线地直线距离为31 m，距南段6层附楼最北侧轴线的直线距离为61 m。地铁站由外部因素引起的附加沉降要求不大于1 cm。本场地东侧为金田路，辅道下有煤气管线通过，6层附楼东侧轴线距金田路人行道约10 m。场地南、西侧均为开阔地。

1 场地工程地质条件

1.1 地层岩性

（1）人工填土：褐红、褐灰色，以含砂粉质粘土和粉土为主，含石英砾砂10%～30%，部分地段部分地段中部存在填石夹层，底部含植物土耕作层。稍湿～湿，松散状态。层厚4.00 m～11.70 m，层底埋深4.00 m～11.70 m。

（2）含有机质粉砂：深灰～黑色，可见少量炭化木和粘性土，很湿～饱和，松散状态为主，部分呈稍密状态，局部相变为中砂，层厚0.50 m～3.50 m，层顶埋深4.00 m～6.60 m。

（3）含砂粘土：褐红、褐黄、灰黄色等杂色，不均匀含10%～40%的石英砂砾，局部夹有粗（砾）砂层，可见少量钙质结核，稍湿～湿，可塑～硬塑状态，层厚0.50 m～5.30 m，层顶埋深5.20 m～8.80 m。

（4）含粘性土粗（中）砂：褐红～灰黄色，含有10%～30%的粘性土，局部钻孔底部含有少量直径2 cm～3 cm的卵石，饱和，松散～稍密状态，层厚0.50 m～5.60 m，层顶埋深5.90 m～12.30 m。

（5）砾质粉质粘土：褐红、褐黄等色，由粗粒花岗岩风化残积而成，可见原岩结构，不均匀含石英砾约20%，湿～饱和，可塑～硬塑状态，层厚7.10 m～18.70 m，层顶埋深9.80 m～14.50 m。

（6）全风化粗粒花岗岩：褐黄、褐红色，岩石已完全风化，原岩结构清晰，具微弱的残余结构强度。除石英外其它矿物已风化成土，岩芯呈土状，湿，坚硬状态，层厚2.50 m～9.50 m，层顶埋深20.00 m～31.00 m。

（7）强风化粗粒花岗岩：褐黄色，岩石因风化强烈而解体，斜长石、云母等矿物已风化成粘性土，钾长石晶形完整，手捏成散粒状，岩芯呈土状、砂土状、碎块状，岩块手可折断，层厚11.70 m～25.10 m，层顶埋深24.20 m～33.50 m。

（8）中等風化粗粒花岗岩：褐黄、暗黄色，裂隙发育，裂面铁染较重，岩芯呈块状、少量呈短柱状，合金可钻进，层厚0.30 m～2.80 m，层顶埋深38.60 m～56.60 m。

（9）微风化粗粒花岗岩：褐红、肉红色，岩体基本完整，局部裂隙发育，裂面有少许铁染，岩芯呈短柱状、长柱状，揭露层厚0.82 m～5.88 m，层顶埋深39.25 m～57.00 m。

1.2 场地地下水

场地地下水主要为赋存于含有机质粉砂、含粘性土粗（中）砂层的孔隙水，勘察期间测得地下水位埋深0.40 m～6.50 m， 本工程±0.00以下0.52 m～6.76 m。根据邻近地段长期观测资料，雨季最高地下水位标高在5.00 m～5.50 m，本工程±0.00以下1.40 m～1.90 m。根据类似场地下抽水试验资料，在强风化粗粒花岗岩中抽降水的影响半径为50 m～100 m。

2 设计基础方案

根据场地岩土工程特点以及金中环商务大厦对荷载的要求，在塔楼部分采用钻孔灌注桩基础，以微风化粗粒花岗岩作为桩端持力层;17层及6层附楼桩基础拟选方案为人工挖孔灌注桩基础，以强风化粗粒花岗岩作为桩端持力层。根据业主要求，基础的塔楼和附楼施工应同时进行。

3 对人工挖孔灌注桩基础施工的分析

人工挖孔灌注桩系干作业施工，需作大降深的人工降水，本工程附楼若采用人工挖孔灌注桩且以强风化岩作为桩端持力层时，桩端位置大致在±0以下30 m左右，也即桩孔内的降水需达到-30 m位置。在这种情形下，由此将在较长的一段施工期间内导致其影响半径范围内地下岩土体的失水而形成较大的地下水降落漏斗，使土体有效应力增加，土体将产生因固结而引起的附加沉降，这种沉降是不可恢复的，会对周边建筑物及道路造成损害甚至危及建筑物的安全。

减小、控制人工降水对周围建（构）筑物不利影响的措施有：设地下水回灌井，即在需保护的建（构）筑物—侧按一定间隔布设地下水回灌井，通过回灌水来补充该方向上地下水的损失，人工回补、减少地下水位的损失，以减少、控制挖孔桩降水对周边建（构）筑物的不利影响。除此外尚须做好场地周边建（构）筑物的沉降、位移观测工作。

由于本工程场地塔楼钻孔灌注桩正在施工中，而且人工挖孔灌注桩与钻孔桩同时作业，则在近距离内存在相互干扰的问题，挖孔桩需降低水头，而钻孔桩需维持水头以保证孔壁稳定，这样容易相互干扰或造成不利，即钻孔桩的高水头易对人工挖孔灌注桩的孔壁开挖稳定造成不利，而挖孔桩近距离大降深降低水头易造成钻孔桩失水，而水头下降，对钻孔桩孔壁稳定造成不利。

另外，人工挖孔灌注桩系由人工在桩内进行挖掘施工，随着深度的不断增加桩内空气会变得混沌和稀薄，需不断向井内送风保持井内有足够的新鲜空气。由于本次基础施工时其基坑只开挖到大致±0.00以下6 m左右，桩端位置大致在±0.00以下30 m左右，施工时桩深将达到24 m左右以及更深。因此，若采用人工挖孔灌注桩基础施工时，需要有周密的施工组织计划，施工人员要有高度的责任感和安全意识，以免造成不可挽回的安全事故。再者根据广东省建设厅对人工挖孔灌注桩的要求：桩长大于25 m时不宜采用人工挖孔灌注桩基础。

综合分析了以上因素，金中环商务大厦塔楼和附楼最后同时采用了钻孔灌注桩基础，根据现在基础施工情况，钻孔灌注桩基础施工中没有对周围环境造成较大的不利影响。

4 结束语

由于人工挖孔灌注桩施工设备简单、造价低、消耗少，持力层可见等因素，因而往往设计时较易推荐采用，但在基础选型时也应关注其施工时对周围环境的不利影响，以免造成安全事故和对建筑物及周围环境造成严重破坏。

参考文献：

[1]深圳市勘察研究院.深圳北方中成实业有限公司金中环商务大厦场地岩土工程勘察报告[R].2003.7.

[2]JGJ94-2018，建筑桩基技术规范[S].

[3]岩土工程治理手册[S].辽宁科学技术出版社，ISBN7-5381-1774-1/P.13.

[4]广东省建设厅：我省将逐步淘汰人工挖孔灌注桩施工方法.2003.2.18.