丁德申

上海市機械施工集團有限公司 上海 200072

1 概況

1.1 工程概況

昆明恒隆廣場工程擬建1棟349 m辦公樓，1棟253 m公寓樓，6層的商場及4層地下室?；娱_挖面積約為52 672 m2，總延長米約為1 063 m，開挖深度在裙樓普通區(qū)域約20.7 m、裙樓卸貨區(qū)約22.7 m、塔樓區(qū)域約24.7 m。

1.2 樁基概述

昆明恒隆廣場裙樓區(qū)域采用φ600 mm灌注樁，成孔深度51 m；塔樓區(qū)域采用φ1 000 mm灌注樁，成孔深度逾90 m，屬于超深灌注樁，單樁設(shè)計承載力13 500 kN，且塔樓區(qū)域樁基布置密集，樁間凈距僅為2 m。

1.3 工程地質(zhì)條件

擬建場區(qū)在地貌上位于昆明斷陷湖積盆地邊緣，屬沖、洪積、濱湖積盆地地貌。工程位于原昆明市市政府舊址，為拆舊建新工程，勘察時舊建筑己全部拆除完畢，整平完成，擬建場地地形平坦、開闊，高差較小，絕對高程在1 890.51～1 892.41 m之間，總體呈東北高、西南低之勢，地形坡度小于1%。

場地地基土從上自下分為淺部人工填土層（①層）、沖洪積地層（②～③層）、湖積-濱湖積地層（④～層）、殘積層（層）、灰?guī)r（層），其中，地層分布主要以（濱）湖積地層為主。在水平方向上，地層分布相對較穩(wěn)定，各地層在場區(qū)均有揭露，在區(qū)域上，場地處于同一地質(zhì)單元，場區(qū)地層成因同一；在垂直方向上，地層受多次沉積旋回作用，形成以黏性土、粉土（砂）互層狀分布，其中表層為雜填土，③層為圓礫層，⑧2層為泥炭質(zhì)黏土，樁基持力層為⑨層黏土。

1.4 水文地質(zhì)條件

擬建場地地下水含水層主要分為3層，即③層圓礫、③2層粉砂及④1粉砂，⑤1層粉土為淺部地下水含水層，地下水屬潛水類型，受大氣降水、周邊生產(chǎn)、生活用水及地表徑流補給，不具承壓性。勘察期間正值雨季，測得地下水初見水位埋深一般在地面以下1.2～2.5 m之間，穩(wěn)定水位在現(xiàn)狀地坪下1.6～2.7 m，水位埋深受含水層層面變化的影響，并受地形變化的影響。

自⑤1層以下⑥1、⑦1為第二含水層，屬層間潛水層，微具承壓性，⑥1地層分布不均，起伏、厚度較小，水位變化大，⑦1穩(wěn)定水位45～60 m，地下水位受地層埋深、厚度影響較大，水頭壓力較小，主要為層間側(cè)向徑流補給。⑧l(xiāng)、⑨1層粉土（砂）為深部層間潛水含水層，微具承壓性，⑧l(xiāng)、⑨1層粉土（砂）分布較連續(xù)、厚度較大，層面相對穩(wěn)定，勘察中實測鉆孔穩(wěn)定水位在78.5～81.5 m之間，水位埋深受地層起伏變化影響（現(xiàn)場觀測中無明顯的水位變化），主要為層間側(cè)向徑流補給。

2 施工方法

2.1 當?shù)爻Ｓ霉に?/h3>

在昆明當?shù)?，灌注樁多采用旋挖鉆機成孔，主要原因如下：

1）相較于上海地區(qū)軟土地質(zhì)，昆明地區(qū)土質(zhì)狀況較好，硬度較高，采用旋挖鉆機比回旋鉆機的成孔效率高。

2）因土質(zhì)較好，昆明地區(qū)較多基坑采用放坡或拉錨支護，通常先開挖基坑后樁基施工。

3）昆明地區(qū)超深樁應(yīng)用較少，或采取先開挖后樁基施工的施工順序，樁基成孔深度適中。

2.2 旋挖鉆機施工遇到的問題

2.2.1 護壁效果不理想

灌注樁在成孔的過程中依靠泥漿護壁措施，使孔壁在一定時間內(nèi)不出現(xiàn)坍塌和頸縮的現(xiàn)象，確保成孔質(zhì)量。旋挖機施工時存在如下問題：鉆頭及鉆桿進出時，泥漿液面上下起伏較大，對孔壁有一定的沖刷，不利于孔壁的穩(wěn)定；在鉆桿提升時，可能出現(xiàn)泥漿補給不及時，加大了不穩(wěn)定土層坍塌的可能性；超深灌注樁成孔時，旋挖鉆機取土、棄土的過程中，難免會有鉆頭碰觸孔壁的情況，造成土層坍塌[1-2]。

2.2.2 成樁效率一般

超深灌注樁成孔時，效率大大降低，主要原因如下：

1）卸土困難。鉆進取土時是利用鉆機的下壓力和鉆頭的旋轉(zhuǎn)將土切擠進鉆頭里，在鉆進至黏土時，由于黏土、粉土較為密實且摩擦力大，將鉆頭里面的土卸出來就非常困難。

2）成孔越深，鉆機速度越低。隨著成孔深度的加深，為了確保垂直度及泥漿護壁的效果，鉆機提升及下桿的速度減慢，鉆進效率下降。

3）場地條件惡化。由于坍孔，導(dǎo)致地表承載力下降，而旋挖鉆機的自重達60 t以上，為了確保施工安全，常需進行加固措施，延誤進度。另外，因為場地狹小，樁基布置密集，再加上坍孔導(dǎo)致的承載力不足等原因，所以無法滿足多套設(shè)備同步施工，施工進度不能滿足需求。

2.2.3 不滿足文明施工要求

將鉆頭里面的土卸出來就非常困難，在實際操作中需花費較長時間利用鉆頭鉆桿旋轉(zhuǎn)的碰撞振動將土卸出來，產(chǎn)生的噪聲大，特別是夜間施工，擾民嚴重，不滿足文明施工要求。

2.3 回旋鉆機施工

相較于上海軟土地區(qū)，昆明回旋鉆機應(yīng)用較少，且因土質(zhì)較硬，回旋鉆機成孔效率較低。但GPS型鉆機相較于旋挖鉆機質(zhì)量較輕、占地面積較小，比較適合樁基布置密集、場地狹小的區(qū)域施工，并且GPS型鉆機在上海地區(qū)已有成功應(yīng)用于超深灌注樁的案例。

3 措施及實施效果

3.1 工藝優(yōu)化措施

3.1.1 設(shè)置深護筒

針對表層雜填土、③層圓礫層以及成孔上部坍孔現(xiàn)象，采取深護筒措施，護筒長度8～10 m。

3.1.2 旋挖鉆機和回旋鉆機結(jié)合施工

針對旋挖鉆機在超深灌注樁施工效率和效果隨著成孔深度的增加而降低、因施工場地條件無法多套設(shè)備同步施工及GPS鉆機因土質(zhì)等因素導(dǎo)致成孔效率低下等情況，分析上述2種設(shè)備的優(yōu)缺點，為了滿足施工質(zhì)量及進度需求，采取了將2種設(shè)備相結(jié)合的施工措施：

1）上部30 m采用旋挖鉆機成孔，可充分發(fā)揮旋挖鉆機高效、高質(zhì)量的優(yōu)勢，剩余約60 m采用GPS型鉆機成孔。

2）2臺旋挖鉆機配合4～5臺GPS鉆機，旋挖鉆機利用白天的時間進行先期成孔作業(yè)，待成孔至約30 m時換成GPS鉆機繼續(xù)鉆進，通過旋挖鉆機的配合彌補GPS鉆機效率不足的問題，采用GPS鉆機彌補旋挖鉆機在布置密集、超深灌注樁施工時的不足。

3）根據(jù)場地情況和進度要求，合理布置多套GPS鉆機以進行同步施工，確保施工進度滿足要求。

3.1.3 鋼筋籠焊接及吊放

樁基鋼筋籠長65 m，分為8節(jié)制作，為了盡可能縮短施工時間，樁基鋼筋籠在地面連接后再分3次吊放下孔，使孔口焊接由7個減少為2個。

3.2 實施效果

通過旋挖鉆機與回旋鉆機相結(jié)合，單樁完成時間相較于單獨采用回旋鉆機縮短0.5 d以上，在合同工期內(nèi)圓滿完成了塔樓樁基的施工。成孔垂直度、沉渣厚度、孔徑等均滿足規(guī)范及設(shè)計要求，經(jīng)超聲波檢測、小應(yīng)變、取芯、承載力檢測等，樁基質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

4 結(jié)語

通過實際應(yīng)用，針對昆明恒隆廣場超深灌注樁施工工藝總結(jié)如下：

1）旋挖鉆機應(yīng)用于樁基布置密集、超深的灌注樁施工時，施工效率和效果不理想。

2）GPS鉆機可以適應(yīng)昆明地區(qū)土質(zhì)的灌注樁施工，但施工效率相較于上海等軟土地區(qū)下降較多。

3）通過將旋挖鉆機和GPS鉆機結(jié)合施工，既能滿足超深灌注樁的質(zhì)量要求，又能彌補單個設(shè)備工藝的不足，大大提升施工效率，滿足工期進度要求[3-5]。