淺談灌注樁反循環(huán)工藝在超高層中應(yīng)用及施工管理

段  康

(陜西建工集團(tuán)總公司  710003  西安)

    隨著高層建筑的發(fā)展，鉆孔灌注樁現(xiàn)在被廣泛地應(yīng)用于高層及超高層建筑、公路橋梁等工程的基礎(chǔ)工程。本文主要討論反循環(huán)鉆孔灌注樁在超高層中的應(yīng)用。

    為解決孔底沉渣和孔壁泥皮過厚往往導(dǎo)致承載力折減，工程技術(shù)人員經(jīng)過總結(jié)、探索，積極研究推廣鉆孔反循環(huán)制樁工藝。泵吸反循環(huán)是通過砂石泵的抽吸作用，在鉆桿內(nèi)腔形成負(fù)壓，在孔內(nèi)液柱和大氣壓的作用下，孔壁與環(huán)狀空間的沖洗液流向孔底，將鉆頭切削下來的鉆渣帶進(jìn)鉆桿內(nèi)腔，再經(jīng)過砂石泵排至地面沉淀池內(nèi)；沉淀鉆渣后，沖洗液流向孔內(nèi)，形成反循環(huán)。反循環(huán)沖洗液攜帶鉆渣后迅速進(jìn)入過水?dāng)嗝孑^小的鉆桿內(nèi)腔，可以獲得較高上返速度。對生產(chǎn)進(jìn)度及成孔質(zhì)量都是一個最佳的選擇，在現(xiàn)今然而這僅僅是在施工部署及機(jī)械選型理想狀態(tài)下的效果；尤其是在超高層施工過程中，超高層在樁基施工過程中一般具備場地小、樁徑大、樁長等特點，以下就以延長石油科研中心施工為例圍繞現(xiàn)場布置、機(jī)械選型進(jìn)行分析討論。

    延長石油科研中心樁基工程位于西安市高新區(qū)唐延路與科技八路交匯處東北角、主樓建筑總高度217.3m，工程采用總承包管理模式，塔樓樁基工程采用反循環(huán)鉆機(jī)成孔泥漿護(hù)壁鋼筋砼灌注樁，后壓漿工藝，樁徑800mm，設(shè)計有效樁長50.1m，設(shè)計試樁26根（砼強(qiáng)度C60）；檢測試樁5根，檢測錨樁16根，工程樁累計423根（試錨樁均做工程樁使用），砼強(qiáng)度等級：C55.主樓開挖至工程樁施工設(shè)計標(biāo)高時施工作業(yè)面僅有6000余平米，同時要采用反循環(huán)施工完成423根樁，無形增加了施工難度；以下是具體施工部署及遇到的問題：

    一、現(xiàn)場施工部署：

    1、泥漿池：選點及使用是反循環(huán)施工難點同時也是重點，超高層一般設(shè)計樁位比較密集，在此項超高層中樁位凈間距僅有1.6m;泥漿池部位要考慮兩點：第一就是選位，選在核心筒樁中心區(qū)域優(yōu)勢較為明顯能向周邊敷設(shè)樁位較多，但同時開挖的地方往往會占據(jù)中心樁位無形造成二次回填，如回填稍有不密實會造成樁頂區(qū)域竄孔；延長石油項目共布設(shè)7個泥漿池分別布置在邊樁與核心樁之間（無樁位的區(qū)域），節(jié)省了二次回填。第二是泥漿池個數(shù)及大小；

    2、導(dǎo)流槽：如何規(guī)劃倒流槽，在反循環(huán)施工過程中行業(yè)普遍分為明槽和暗槽兩種，暗槽就是在前期提前對導(dǎo)流槽進(jìn)行規(guī)劃，用砌體作出明溝上面加蓋板；其優(yōu)勢是在施工過程中施工道路不會因?qū)Я鞑垡?guī)劃不合理而受阻，缺點也比較明顯在施工中要定期對導(dǎo)流槽的泥漿進(jìn)行清理、增加施工成本；明槽在現(xiàn)場實際運(yùn)用中較為普遍，其優(yōu)勢在于作業(yè)過程中開挖方便、靈活性強(qiáng)、成本低，而在布設(shè)完成后因為明槽無蓋板，將局部區(qū)域道路切斷不便于現(xiàn)場生產(chǎn)安排；

    在經(jīng)過此工程后，總結(jié)了以下幾點規(guī)避明槽較為明顯的缺點：

   （1）工程前期確定好施工思路（打樁順序、泥漿池布設(shè)）不能輕易更改；

   （2）根據(jù)泥漿池的位置及樁位圖設(shè)定主要導(dǎo)流槽線路及分支線路；

   （3）結(jié)合現(xiàn)場平面布置在道路與導(dǎo)流槽交匯處鋪設(shè)一定的預(yù)制混凝土板（以通過車輛為宜）。

    3、泥漿的轉(zhuǎn)運(yùn)堆放：

    泥漿的堆放周轉(zhuǎn)速度直接影響全場生產(chǎn)布置情況，所以在前期需存分考慮機(jī)械設(shè)備及堆放場地、周轉(zhuǎn)周期等。

二、機(jī)械設(shè)備的選型及使用：

   （一）原A/CT-200S與BZCDF150設(shè)備技術(shù)參數(shù)對比：  

   （二）A/CT-200S現(xiàn)場實施情況分析：

    1、工作環(huán)境：

    施工場地狹小是超高層施工過程中最顯著的特征，延長超高層項目基坑面積約6000余方、設(shè)計有效樁長50.1m、工程樁449根；

    2、設(shè)備數(shù)量及使用率：

    左右時電動機(jī)死機(jī)、停轉(zhuǎn)頻率加大，致使日使用率大大降低；第三種反循環(huán)工藝的特點所致，因為泥漿池循環(huán)水在混凝土澆筑過程中要求水位低于井口水位以便井內(nèi)泥漿順利排出，所以在混凝土澆筑過程中泥漿池不能供給另外一口樁孔。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，在生產(chǎn)安排過程中設(shè)定8臺車載式反循環(huán)鉆機(jī)。但在施工過程中因以下三種原因?qū)е率褂寐蚀蟠蛘劭郏旱谝环N就是在前期施工時可將8臺設(shè)備全線投入，而在施工中期及后期由于場地面積逐漸變小其中有50%的設(shè)備停滯；第二種就是A/CT-200S車載反循環(huán)鉆機(jī)老化嚴(yán)重，原設(shè)計動力扭矩1800KN/m但在現(xiàn)場實際施工過程深度至45m。                

 反循環(huán)施工降效比例圖

    3、成孔量：

    據(jù)統(tǒng)計A/CT-200S車載反循環(huán)鉆機(jī)平均日產(chǎn)量8根，而計劃日產(chǎn)量12根；其中機(jī)械設(shè)備停機(jī)、維修占據(jù)降效影響率的50%。

    4、改進(jìn)辦法及措施：

   （1）在施工深度超過50m、直徑超過900mm時選用機(jī)械設(shè)備時，根據(jù)施工總體計劃適度加大設(shè)備性能參數(shù)；

   （2）A/CT-200S對于老化設(shè)備現(xiàn)場直接要求退場更換新型設(shè)備；

   （3）在設(shè)備選型尺寸上以便捷為佳，擴(kuò)大在狹小場地施工的自由度。

    三、文明施工管理

    近年來樁基工程發(fā)包模式以建設(shè)方直接發(fā)包較多，招投標(biāo)過程中文明工地措施費有限（總造價價原因），現(xiàn)場平面布置缺少統(tǒng)一布置、統(tǒng)籌安排，致使樁基階段施工現(xiàn)場五花八門，再結(jié)合幾個工地后總結(jié)一下幾點：

    直接發(fā)包向總承包模式逐步轉(zhuǎn)型；便于前期投資延續(xù)利用、在整體布局上實現(xiàn)長遠(yuǎn)統(tǒng)一的管理思路，如：在加工場地應(yīng)考慮后期施工的布局，延長科研中心項目在樁基施工中在加工場地的布置方面就充分利用此優(yōu)勢，既節(jié)省了資源有便于統(tǒng)籌管理現(xiàn)場效果較為突出；

    文明工地措施費投入透明化，現(xiàn)場部分硬件措施必須有相應(yīng)的實施清單及監(jiān)督機(jī)制；

    現(xiàn)場管理標(biāo)人性化、標(biāo)準(zhǔn)化；由于樁基工程的工期無論是工人的住宿及管理人員的辦公室都是比較簡陋，如帳篷住宿等等現(xiàn)已明令禁止，而如果統(tǒng)一采用集中箱式的活動房作為住宿及辦公用房不僅進(jìn)場、退場方便還能改善現(xiàn)場整體環(huán)境。而對于我們長期在工程施工過程中總結(jié)出來的好的經(jīng)驗應(yīng)該將其標(biāo)準(zhǔn)化，長遠(yuǎn)的將其貫徹下去形成一套系統(tǒng)的樁基施工管理辦法。

    以上是在完成延長石油科研中心樁基工程后的淺見，有很多可延伸的地方去繼續(xù)總結(jié)學(xué)習(xí)，從而高效文明地完成樁基施工及管理工作。

 (本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會   文徑網(wǎng)絡(luò)工程項目投資中心：劉紅娟 尹維維 編輯  劉真 文徑 審核)