李昌輝，李開(kāi)全，皮微微

(吉林省第六地質(zhì)探礦工程大隊(duì)，吉林延吉133401)

鉆孔灌注樁是天然地基無(wú)法滿(mǎn)足上部荷載要求，且經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單人工處理也無(wú)法滿(mǎn)足的情況下，采用樁基礎(chǔ)，利用樁身把荷載力傳遞到更深的能滿(mǎn)足承載要求的地層中去。樁基礎(chǔ)是承臺(tái)、樁間土、樁端持力層共同受力，鉆孔灌注樁是在地質(zhì)條件復(fù)雜、執(zhí)力層埋藏深、地下水位高等不利于人工挖孔及別的工藝成孔的情況下，比較好的工藝選擇。

1 國(guó)內(nèi)常規(guī)灌注樁成孔方式進(jìn)行論述

灌注樁機(jī)械成孔的方式較多，有回旋鉆機(jī)成孔、旋挖機(jī)成孔和沖擊鉆沖孔等。

（1）回轉(zhuǎn)鉆成孔灌注樁：又稱(chēng)正反循環(huán)成孔灌注樁，適用一般地質(zhì)鉆機(jī)在泥漿護(hù)壁條件下，慢速鉆進(jìn)，通過(guò)泥漿排渣成孔，灌注混凝土成樁，為國(guó)內(nèi)最為常用和應(yīng)用范圍較廣的成樁方法。可用于直徑700～1200mm及深度40～100m的樁，護(hù)壁效果好，成孔質(zhì)量可靠；施工無(wú)噪音，無(wú)震動(dòng)，無(wú)擠壓；機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，費(fèi)用較低，但成孔速度慢，效率低，用水量大，泥漿排放量大，污染環(huán)境，擴(kuò)孔率較難控制。適用于高層建筑中、地下水位較高的軟、硬土層，如淤泥、粘性土、砂土、軟質(zhì)巖等土層應(yīng)用。

（2）旋挖成孔灌注樁：旋挖鉆機(jī)一般適用粘土、粉土、砂土、淤泥質(zhì)土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地層，借鉆具自重和鉆機(jī)加壓力，耙齒切入土層，在回轉(zhuǎn)力矩的作用下鉆斗同時(shí)回轉(zhuǎn)配合不同鉆具，適應(yīng)于干式（短螺旋）、濕式（回轉(zhuǎn)斗）及巖層（巖芯鉆）的成孔作業(yè)。根據(jù)不同的地質(zhì)條件選用不同的鉆桿、鉆頭及合理的斗齒刃角。對(duì)于具有大扭矩動(dòng)力頭和自動(dòng)內(nèi)鎖式伸縮鉆桿的鉆機(jī)，可以適應(yīng)微風(fēng)化巖層的施工。目前，旋挖鉆機(jī)的最大鉆孔直徑為3m，最大鉆孔深度達(dá)120m（主要集中在40m以?xún)?nèi)），最大鉆孔扭矩620kN·m。

旋挖成孔灌注樁的施工方法具有施工質(zhì)量可靠、成孔速度快、成孔率高、適應(yīng)性強(qiáng)大大縮短了工期，廢漿少、低噪音、污染小保護(hù)了環(huán)境，克服了機(jī)械成孔時(shí)孔底沉淤土多、樁側(cè)摩阻力低、泥漿管理差的缺點(diǎn)，極大地提高了施工質(zhì)量。其缺點(diǎn)是一次投入費(fèi)用較大，對(duì)于成孔泥漿的配制要求較高（根據(jù)不同土質(zhì)配制泥漿），40m深度以?xún)?nèi)的樁，施工消耗成本較低，但對(duì)于超深樁，施工成本較高，不建議使用。

2 溫州地區(qū)地層概述

溫州地區(qū)地貌屬浙東南沿海平原，一般土層分布如下：①2素填土：②1淤泥夾粉砂：②2中砂夾淤泥：②3淤泥：③1淤泥質(zhì)粘土：③2淤泥質(zhì)粘土夾粉砂：③3淤泥質(zhì)粘土：③4中砂夾淤泥質(zhì)粘土：④31圓礫：④32中砂：④3卵石：⑤2粉質(zhì)粘土：⑤31圓礫：⑤3卵石。

10年前，溫州地區(qū)沒(méi)有太多的超高層建筑，一般都采用摩擦端承樁，以摩擦為主端承為輔，樁端只進(jìn)入4號(hào)土層，回旋鉆機(jī)就能滿(mǎn)足成孔需求。在溫州很長(zhǎng)久的一段時(shí)間內(nèi)，機(jī)械成孔灌注樁的成孔方式都是回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔為主。對(duì)于雜填土及障礙物較多的地質(zhì)，采用旋挖機(jī)成孔。由于旋挖機(jī)成孔深度一般在40m，對(duì)于入巖超深樁，目前采用沖擊鉆成孔。沖擊鉆機(jī)對(duì)于各種土質(zhì)均可施工，一次性投入小，施工速度較慢，施工消耗成本大（合金鉆頭磨損嚴(yán)重），但對(duì)比旋挖機(jī)，總的施工成本相比較低，施工中遇到各種問(wèn)題易于處理。因此，目前對(duì)于大型項(xiàng)目的入巖超深樁，采用沖擊成孔灌注樁施工仍較可行。

3 沖擊成孔灌注樁的概念

沖擊式成孔灌注樁是一種利用沖擊鉆頭的沖擊力破壞土層或巖石的結(jié)構(gòu)，使土形成泥、巖石破碎至巖渣，利用泥漿循環(huán)帶出巖渣及泥漿形成護(hù)壁的成孔灌注樁施工工藝，成孔后進(jìn)行泥漿循環(huán)清孔（一清），泥漿比重達(dá)到規(guī)范要求后下鋼筋籠及導(dǎo)管進(jìn)行二清，在泥漿比重符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行水下混凝土澆筑。除了成孔方式不同與其他機(jī)械，其他工序相同。

4 沖擊成孔灌注樁的適用范圍及特點(diǎn)

4.1 適用范圍

沖擊成孔工藝是重錘沖擊鉆進(jìn)，沖擊鉆頭對(duì)堅(jiān)硬巖石的破碎能力強(qiáng)、沖孔速度快、嵌巖效率高等原因，其適用于樁基承載力要求大、穩(wěn)定性要求高的大直徑嵌巖灌注樁。在工業(yè)與民用建筑、港口碼頭及鐵路橋梁等大型工程建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。除在嵌巖樁中廣泛應(yīng)用外，在下述情況仍須采用沖擊成孔灌注樁：

對(duì)于地下障礙物較多較深的工程地質(zhì)，開(kāi)挖清障無(wú)法完成，雖然不是巖土層，也可采用沖擊成孔。

對(duì)于特殊地質(zhì)，如樁身穿過(guò)砂礫層且樁深較深的，可采用沖擊成孔方式。

4.2 特點(diǎn)

設(shè)備簡(jiǎn)單，適用范圍廣，操作方便，所成孔壁較堅(jiān)實(shí)，穩(wěn)定，塌孔少，不受施工場(chǎng)地限制，無(wú)噪聲和振動(dòng)影響等。

5 工程實(shí)例中出現(xiàn)問(wèn)題的處理

本項(xiàng)目位于溫州濱江商務(wù)區(qū)，南臨甌江，工程樁樁徑為1000mm，樁深80m，有效長(zhǎng)度為60m。樁為摩擦端承樁，樁端進(jìn)入5-3號(hào)土15m。在上部雜填土內(nèi)有較多障礙物（大多為塊石），前期已針對(duì)性做過(guò)開(kāi)挖清障，但部分障礙物較深，無(wú)法清除。下面就工程施工過(guò)程中遇到的問(wèn)題及處理情況進(jìn)行描述。

5.1 成孔過(guò)程出現(xiàn)斜孔現(xiàn)象

5A-137#樁于2017年10月17日開(kāi)孔施工，在2017年10月20日沖擊鉆進(jìn)至32.9m時(shí)出現(xiàn)斜孔現(xiàn)象，到次日孔深達(dá)36.4m時(shí)已偏斜30cm，無(wú)法再正常沖擊施工，于是向孔內(nèi)回填片石作為糾斜措施，回填后采用低沖程慢速進(jìn)行糾偏，至2017年10月22日糾斜完成。事后原因分析主要是由于出現(xiàn)孤石造成，當(dāng)孤石處于鉆孔的平面位置的一側(cè)，且只露出外徑的1/2以下時(shí)，就會(huì)造成鉆孔平面一邊較硬一邊較軟的現(xiàn)象，當(dāng)重錘向下沖擊時(shí)，由于平面位置軟硬不均，進(jìn)尺速度同樣不均勻，勢(shì)必造成孔向較軟一側(cè)偏斜。

5.2 成孔過(guò)程出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象

工程設(shè)計(jì)試樁（SZ-3#樁，樁徑800）2017年10月30日開(kāi)始沖擊施工，護(hù)筒埋設(shè)深度為1.5m，由于此區(qū)域地下水位較高，存在嚴(yán)重的流砂且-49.52～63.23m為④3卵石層，鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)多次塌孔現(xiàn)象，造成鉆孔速度緩慢，為此項(xiàng)目部首先采用了拋入碎磚石、粘土，用錘沖入流砂層，做成泥漿結(jié)塊來(lái)作為阻止流砂涌入的措施，但效果不佳，仍無(wú)法阻止流砂涌入。后改用埋設(shè)深度17m的護(hù)筒，并使用專(zhuān)用高效泥漿（萬(wàn)助泥漿）來(lái)提高泥漿密度，漏漿時(shí)及時(shí)補(bǔ)充泥漿，保持漿面在護(hù)筒范圍以?xún)?nèi)；孔壁穩(wěn)定后，采用低速重新鉆進(jìn)。效果明顯，加快了試樁成樁速度。

5.3 成孔過(guò)程出現(xiàn)埋鉆現(xiàn)象

5A-166#樁2017年10月16日開(kāi)始沖擊鉆孔施工（樁徑1000mm，鉆孔速度80m，⑤2為粉質(zhì)粘土，層底埋深71.70～77.30m，灰色、灰白色，含較多粉細(xì)砂，局部含個(gè)別卵石、呈軟塑—可塑、中壓縮性，有親水性，遇水浸泡易崩解，喪失強(qiáng)度）鉆進(jìn)至75m左右，機(jī)組操作人員未采取提錘措施自去休息。至次日早晨，機(jī)組操作人員已不能提動(dòng)重錘，當(dāng)即采用沖擊鉆機(jī)主卷?yè)P(yáng)機(jī)（約10t）強(qiáng)拔，無(wú)效果。最后只能使用微量乳膠炸藥及電雷管做成炸藥包，外層用黃粘土做成配重，送至沖擊鉆頭底部引爆。爆破后沖擊鉆頭被炸藥包爆炸瞬間產(chǎn)生的巨大沖擊力向上托起，立即被繃緊的鋼絲繩將沖擊鉆頭提離孔底。

以上出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，分析其原因，一是項(xiàng)目所處的位置緊臨甌江，水系相通；二是地質(zhì)土層分布特殊，5號(hào)土層內(nèi)的砂層較厚，且受承壓水的影響，流動(dòng)性較強(qiáng)。沖擊鉆施工成孔過(guò)程受其影響較大，因砂層較厚，沖孔過(guò)程泥漿含砂率較高，泥漿稠度達(dá)不到要求，護(hù)壁質(zhì)量欠佳，因此易塌孔和埋鉆，即使能完成成孔灌注砼，但樁身質(zhì)量會(huì)受影響，出現(xiàn)如縮徑、擴(kuò)徑及樁身砼夾泥現(xiàn)象。因此，施工前應(yīng)認(rèn)真分析地質(zhì)情況，制定可行的預(yù)防措施，確保灌注樁成樁質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

灌注樁機(jī)械成孔中的沖擊鉆沖擊成孔普遍用于在入巖樁施工，在某些巖土層中，往往存在著巖溶帶，如在沖擊成孔過(guò)程中，遇地下溶洞，輕易發(fā)生樁孔漏漿、塌孔、偏孔、卡錘、掉錘、埋錘甚至無(wú)法成孔等事故。本工程雖無(wú)巖溶帶，但卻有較厚的砂層且承壓水流動(dòng)性較大，對(duì)沖擊成孔影響很大，出現(xiàn)如塌孔、偏孔及埋錘等問(wèn)題，通過(guò)對(duì)本工程施工中遇到各種問(wèn)題及處理措施進(jìn)行總結(jié)，只要施工前及成孔過(guò)程中，施工技術(shù)措施得當(dāng)可靠，施工進(jìn)度及質(zhì)量均可以得到保證，沖擊鉆設(shè)備一次性投入成本低，施工成本也較旋挖機(jī)低。因此，在溫州地區(qū)，特別是濱江商務(wù)區(qū)片區(qū)內(nèi)，超高層建筑的超深入巖樁，沖擊成孔灌注樁值得推廣。