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[摘 要] 珠海xx大厦基础地质复杂,塔楼基础设计采用了大口径超长冲孔灌注桩,实际施工冲孔深度达到60m,采取正循环钻进成孔,气举反循环清孔的施工工艺。本文对大直径超深冲孔灌注桩施工进行了实践论述,可为同类型工程施工提供借鉴。
[关键词] 大直径;超长;冲孔灌注桩;施工;技术
珠海xx大厦位于珠海市吉大九州大道与景山路交叉东南角,塔楼33层,裙楼4层,地下1层,总建筑面积68882.80m2,总建筑高度139.00m,属一类超高层建筑,工程建成以后将成为珠海市标志性建筑。
本工程采用框架-筒体结构体系,塔楼采用冲孔灌注桩基础,设计为60根钢筋砼冲孔灌注桩,桩基设计技术参数如下表:
桩号
桩径
(D)
纵筋
加劲箍范围
螺旋箍
加劲内环箍
加密箍范围
单桩竖向极限承载力标准值(kN)
根数
ZH1
1400
16ф22
14000
f10
ф18@2000
5000
33700
7
ZH2
1600
20ф25
16000
f10
ф18@2000
6000
41300
25
ZH3
1700
20ф25
17000
f10
ф18@2000
6000
45300
14
ZH4
1800
20ф25
18000
f10
ф18@2000
7000
52100
14
www.tmgc8.com桩孔深度52~60m,桩端入中风化花岗岩大于0.5m,岩石单轴抗压强度大于30MPa。由于场地的地质条件较为复杂,有珠海湾仔断裂带的低序次断裂经过,灌注桩的施工周期长,孔径大,桩身深,施工难度大。
1 地质条件
根据工程地质报告表明,施工中钻孔通过主要地层为:①素填土层②冲积土层、砂质粉质粘土层及粉质粘土、砾砂(石英为主,砾径2~8mm厚度2~9m不等);③中粗砂层,厚度2~6m不等,砾径2~5mm;④砂质粉质土层,厚度1.5~6.0m不等,以石英砂粒为主;⑤花岗岩风化残积土及燕山期风化花岗岩⑥全风化~强风化花岗岩,岩面埋深23~54m,坡角480⑦中风化花岗岩,岩面埋深38.20~64.90m,坡角510。该层岩石坚硬,岩石裂隙发育、破碎,局部为石英脉和绿泥石充填⑧微风化花岗岩,岩面埋深51.50~100m,最大坡角610。
2 施工难点
在钻孔桩成孔过程,将会遇到较大的困难,石英为主的砾砂层~中粗砂层,在钻进中会出现重复破碎,钻头容易磨损、孔径不规则或超径,应注意调整泥浆性能;在钻进燕山期风化花岗岩或全风化花岗岩时,孔内失水较大,钻头泥包钻进困难,容易缩径,应调整钻进参数、降低泥浆失水量;在钻进强风化、中风化或微风化花岗岩层时,因其岩面起伏较大,岩层倾角大,岩石坚硬、破碎,裂隙发育,容易出现孔斜或断钻杆、掉钻头事故,应注意掌握好钻进参数,防止在钻进成孔过程中孔内发生事故而无法清孔成桩。
3 施工工艺
3.1 测量放线
由专业测量工程师依据业主方提供的测量基准点,用全站仪准确测量出每根桩的桩
位,并用钢筋埋入土中作好标记,并固定,在施工前注意保护未施工桩的桩位标不受扰动破坏。
3.2 桩机就位
桩机移机对准桩位,使桩机天车前缘、桩位中心在同一铅垂线上,并将机台垫平,垫实。
3.3 埋设护筒
护筒采用钢护筒,直径大于设计直径20cm,护筒埋入至坚实土层,护筒顶高出地面20~30cm,护筒中心线与桩中心线垂合。
3.4 成孔
采用泥浆护壁成孔,钻进中清碴采用掏渣筒清渣和气举反循环清孔。
根据地质资料表明,本场地内存在较厚的砾石,中粗砂层,基岩面起伏较大,倾角大,容易发生孔斜的特点,成孔时保持注意泥浆比重控制在1.2~1.45kg/L,粘度25~30S。在松散的地层和砂砾层,钻进时保持泥浆比重在1.3~1.45kg/L,钻速不宜过快,以形成良好的护壁泥皮,保持冲孔稳定。成孔必须进入中风化岩石砂不小于0.5m,达到设计标高。
在冲进中随着孔深的增加,为使沉渣大量返出孔口,提高成孔效率,清渣时采用空压风机送压缩空气到孔底,利用气举反循环进行孔底清渣。
当冲进至基岩面时,必须放慢冲进速度,避免斜孔。在冲击成孔时,应密切注意成孔质量,针对不同地层,选择不同冲程和调节泥浆性能,初始冲孔时应低锤密击,进入基岩后,再高锤碎岩。
3.5 清孔
冲进至设计深度后采用气举反循环清孔,沉渣厚度应小于50mm,为了保证清孔质量,下钢筋笼以后,仍须继续清孔。
3.6 钢筋笼制安
在冲孔的同时,按照设计图纸和规范要求制作钢筋笼,钢筋笼长度为14—18米,在现场制作时,应靠近桩孔,位于吊车回转半径内,一次性加工成型,便于吊车吊装入孔,安装固定。
制作时按设计图纸要求,II级钢焊接采用E50焊条,双面焊,焊缝长度大于5d,单面焊,焊缝长度大于10d(d为钢筋直径)。焊接后上下两段钢筋中心线在同一直线上。接头按规范要求错开,同一截面接头数不大于钢筋总数的50%。www.tmgc8.com
防止笼体变形应在笼中及顶部适当位置加焊加强钢筋,当钢筋吊起,放入孔内时应扶正中,缓慢放入,避免碰撞孔壁,笼体下放至设计标高时,应做好固定和对中,以防止钢筋笼下坠,上浮和偏移。采取在钢筋笼底引4根立筋,直至孔底(作为固定声测管),每2m设加劲箍焊接,作为抗浮钢筋。
3.7 水下砼灌注
大直径深长冲孔灌注桩的水下砼灌注是成桩质量的关键工序,在浇筑水下砼前,应再次检测孔底沉渣情况,不符合设计要求的必须利用灌注导管作二次清孔,清孔至沉渣符合