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1、超高层复杂钻孔桩工程监理深圳南油理业工程建设监理有限公司 杨福军 深圳金中环商务大厦工程位于深圳市中心区，是集商业、公寓(精装修)、写字楼功能为一体的综合性超高层建筑，建设用地面积73681m2，地下3层，地上52层，总建筑面积13054235m2，建筑总高度2013m，分为主楼、副楼、裙楼、广场4个部分。结构形式为：主楼采用框架核心筒结构，副楼为框架剪力墙结构，裙楼为框架结构。 因本工程场地地下水丰富，紧临已建成地铁会展中心站，基础施工不允许采取降水措施，因此桩基设计采用钻孔(扩底)灌注桩。1场地地质、水文情况 场地原地貌为山前冲洪积阶地，场地内分布的地层有：(1)人工填土层。以含砂粉质粘土
2、和粉土为主，部分地段中部存在填石夹层，层厚4001170m。(2)第四系全新统沼泽相沉积层。含有机质粉砂，层厚050350m。(3)第四系上更新统冲洪积层。含砂粘土：层厚几0.50530m。含粘性土粗(中)砂，层厚050560m。(4)第四系残积层：砾质粉质粘土，层厚7101870m。(5)中生代燕山期粗粒花岗岩。全风化粗砂花岗岩，层厚250950m；强风化粗粒花岗岩，层厚11702510m：中等风化粗粒花岗岩，层厚030280m；微风化粗粒花岗岩，揭露层厚082588m(未揭穿)。(6)场地地下水。勘察期间(夏季)测得各钻孔内混合稳定地下水位埋深040650m，绝对标高014638m。根据邻
3、近地段长期观测资料，雨季最高地下水位绝对标高在500550m。2基础概况21创钻孔桩新记录 本桩基工程共161根钻孔(扩底)灌注桩，除主楼核心筒外，均为单柱单桩。其中直径25m、2.8m以微风化花岗岩作为持力层的钻孔桩40根外，直径1220m以强风化花岗岩作为持力层的钻孔（扩底)桩12l根。 钻孔桩最大直径为28m，以微风化花岗岩作为持力层，最大单桩竖向承载力特征值61000KN，创房建工程钻孔桩入微风化花岗岩最大桩径和单桩最大承载力新记录。22施工概况 考虑土层、地下水、基坑支护设计、场地道路、机械设备及材料运输等因素，施工场地相对标高确定为72m(本工程000相当于绝对标高69m，自然地面
4、相对标高为05m，设计桩顶相对标高为152m)。 桩基施工于2004年1月31日开工，共投入9台钻机施工。至2004年6月9日全部完工，实际工期130天。3工程难点31技术难度大、工程量大、工期紧 本工程为超高层建筑，除核心筒外，均为单柱单桩，单桩竖向承载力特征值自7200kN61000kN，超高层部分以微风化花岗岩作持力层。由于桩径大，岩层倾斜严重，岩石硬度高(本工程微风化粗粒花岗岩饱和单轴抗压强度标准值为532MPa)，施工存在前所未有的困难。 为抢时间，桩基施工分两期开工后平行施工，超高层桩基先开工，高层部分及广场桩基后开，总工期130天；共浇筑混凝土14498m3，施工期间日平均浇筑混
5、凝土112m3，工期紧、工程量大。32以微风化花岗岩作持力层 主楼桩径分别为28m、25m，以微风化花岗岩作持力层，需穿透平均厚度为80m强风化花岗岩层和平均厚度约12m的中风化花岗岩层，并进入微风化花岗岩层05m。 采用上海探矿厂产GPS30A钻机施工，在进入中风化花岗岩层前用双腰带四翼龙门式合金钻头，然后换成滚刀钻头并加配重，在中风化花岗岩层、微风化花岗岩层成孔。33部分桩基施工遇到石英岩脉 部分大桩成孔时，在强风化层遇到勘察未发现的石英岩脉，石英岩脉硬度高，类似于微风化花岗岩。在钻进成孔时进尺困难，缓慢钻碎后频繁堵塞钻杆，被迫多次停机、拆卸钻杆、进行疏通取石(从钻杆中取出的钻碎石块长达2
6、60mm)处理。3.4场地局部填石 场地人工堆填整平、东侧金田路及北侧电缆隧道施工时的回填材料中含有填石，给桩基成孔增加困难。35北侧地铁咬合桩锚索影响 北侧临地铁会展中心站，地铁站采用咬合桩锚索支护，其锚索进入本桩基施工区域，对桩基成孔带来了不利影响。36水下混凝土灌注质量控制 最大桩长4124m(桩顶按比设计标高高05m计)，单桩混凝土最大灌注量达290m3，最大初灌量为9m3，需采用容积为10m3灌注料斗进行初灌。控制初灌成功、灌注过程连续、正常，并在混凝土的初凝时间内完成灌注，以确保成桩混凝土胶结好，无松散、夹泥或分层现象。4监理重点41桩位复核 对施工方根据场地基准点X、Y坐标计算出
7、的每根桩中心点X、Y坐标值进行审查，并用全站仪复核施工桩位测量结果，以确保桩位正确无误。42持力层岩样判别及终孔 根据岩土工程勘察报告，场地局部微风化基岩面起伏较大且埋藏较深。据此确定持力层鉴定样品的取样方法与鉴定过程：根据勘察报告确定的持力层深度前2m就开始取样，每钻进05m取一个，反循环抽取。当所取样品初判认为已属持力层岩样，请勘察人员正式判定；根据鉴定意见，钻进至满足嵌入持力层深度后直孔终孔。鉴定样品按持力层界面一个，入岩05m(微风化花岗岩层中为02m)深度一个，终孔深度一个，共留取三个样备查。在持力层界面及终孔深度处，清孔干净后用测绳量测深度。上述各过程用监理实施细则的岩样鉴定记录表
8、作好记录，各方共同签署确认。43保证扩底直径 通过钻头行程检查扩底直径。因为扩底钻头是机械式的，扩底前均需根据最大的扩底直径，确定其行程并用限位块固定。扩底前准确测量孔深和下入孔内的钻杆长度，扩底钻头入孔后，在主动钻杆上作扩底行程的起点和终点标记，当达到终点标记时，钻头回扭阻力急剧减少直至类同空转，证明己扩底到设计要求，并通过超声波检测抽查、复核。本工程钻(扩)桩扩底用CDJ1超声波检测仪实测40根桩，现场打印出检测结果，全部满足要求。44清孔质量 钻(扩)桩施工，一般要进行三次清孔换浆：(1)直孔钻进终孔后应进行第一次清孔换浆，即将钻头提起0305m，用泵吸反循环把孔底沉渣抽吸干净，置换孔内
9、泥浆符合要求后才能起钻。(2)扩底钻进完成后，扩底钻头空转，抽吸沉渣进行第二清孔换浆。(3)混凝土灌注前，一般利用灌注导管和砂石泵组进行第三次清孔换浆。清孔换浆的泥浆性能要求为：泥浆比重小于115，含砂率小于6，粘度在1821S。45钢筋笼隐蔽验收 在桩吊放钢筋笼前，对制作好的每一段钢筋分别进行隐蔽验收。检查验收内容包括笼直径、主筋、箍筋、加劲箍、混凝土垫块、超声波检测管设置、焊接质量及长度等，并对钢筋笼在吊放过程中两段之间的焊接连接进行旁站监理。46水下混凝土灌注 监理人员旁站监理，重点为：(1)检查混凝土出厂单。包括混凝土等级、坍落度、发车时间等是否满足要求。(2)现场抽检。对坍落度不符合
10、要求或搅拌不均匀和易性差等对质量有影响的混凝土作退货处理，以免出现浇筑事故。(3)为确保混凝土的灌注质量，必须首先保证混凝土的初灌量，使初灌后导管的埋深达到规范要求的08m以上。(4)连续灌注。混凝土灌注过程中，应经常检测混凝土上升高度，适时提升拆卸导管，导管埋深宜为26m，严禁将导管底端提出混凝土面。混凝土灌注应连续进行，以免发生堵管，造成灌注事故。灌注终了应控制超灌高度在05m以上，确保桩头质量，同时每50m3混凝土留一组试件。每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制，对浇筑过程中的一切故障均应在旁站记录中记录。 上述各项质量监控，均采用监理实施细则中的钻孔(扩底)桩成孔质量检查表、岩样
11、鉴定记录表、钢筋笼隐蔽验收表、混凝土浇灌质量控制表等作好记录，各方共同签署确认。47工期控制 本工程共有161根钻孔(扩底)灌注桩，其中超高层部分有40根直径分别为25m、28m钻孔桩以微风化花岗岩作为持力层。施工技术难度大，工程量大，施工场地紧张，与工期紧这一矛盾尤为突出。因此，工期控制摆在监理工作重要位置，根据实际情况主要采取了以下措施：(1)加大供水管管径；(2)改进双腰带钻头；(3)加工制作2节短钻杆(15m)，以便及早打反循环；(4)更换钻头时一次同时拆卸、安装二节钻杆，提高更换钻头效率；(5)采用新型先进钻头，改用国土资源部勘探技术研究所大口径钻头与钻具研制中心最新研制的XG250
12、0、XG2800镶齿滚刀钻头。该钻头为具有防倾斜、高时效、长寿命的全新结构的钻头，在施工中用45天即可完成一根桩成孔，在极硬的地层段，钻头时效仍高达10cm。为提高进尺速度和防倾斜，制作并与此钻头配套同时使用的配重；(6)提高钻速，在中、微风化花岗岩中用3档；（7）缩短清孔时间：加NaHC03，使清孔时间控制在3h以内；(8)每台大钻机增加一套泥浆泵，使大钻机成孔后在清孔时，能在新机位同时开钻；(9)采用新购进的4台浆渣分离机，以消除泥浆池容积受场地限制制约泥浆的供应影响钻进速度；(10)采用大吨位汽车吊车，使大钻机移位时可不拆卸，节省钻机就位时间；（11）将混凝土搅拌车开到桩孔口直接浇注混凝
13、土，以缩短浇注时间；(12)直观、形象、全面、动态反映施工情况。通过每日多次填写巡查记录表，制作金中环商务大厦钻(扩)桩形象进度图、钻(成)桩进度统计表及在桩位布置图上标注并上墙等方法，及时使场地施工进展情况一目了然，使动态进度管理作到心中有数。48安全文明施工 (1)安全用电。施工现场必须采用“TNS系统和“二级漏电保护”措施，全部用电设备实行“一机一闸一漏一箱”，严禁“一闸多机”；施工现场不得使用无铭牌或不合格电气产品；(2)吊装作业。以钻机移位、钢筋笼吊放为重点进行旁站监督；(3)成桩孔口回填。桩孔灌注完毕后，及时回填，避免人不慎掉入孔内，造成事故；(4)泥浆问题。最多时9台桩机施工队日
14、产生泥浆量超千方，为此投入4台浆渣分离机，分离后的渣用于桩空口回填，大量的泥浆作循环再利用；不能循环利用的泥浆用泥浆运输车运到指定排放场排放。 在灌注混凝土过程中，孔内泥浆要从孔口溢出，应保持流通渠道畅通，防止泥浆乱流。49桩基验收 开挖破桩后经对桩位中心、桩顶标高复核及桩头混凝土、钢筋检查均满足要求，混凝土试块强度评定合格。 桩基检测根据建筑基桩检测技术规范)(JGJl06-2003)、深圳地区基桩质量检测技术规程(SJG0999)，按设计、施工、监理、甲方、检测及质监共同确定的检测方案进行。检测结果为：桩基各检验批、各分项工程验收合格，质量控制资料完整，桩基检测结果符合设计、规范要求，桩基验收合格。5结语 本工程桩基施工及监理，集多项难点于一身：紧邻地铁车站和市政干线；钻孔桩直径大，入岩强度高，单桩承载力高；钻孔桩类型、种类多；日均工程量大；单位施工场地投入机械设备多；采用新设备、新技术多，并处于特殊的地质情况。但在各方高度重视、周密组织和密切配合下，出色地完成了任务。期间，处理了大量复杂的技术难题，为超高层、重荷载钻孔桩施工及监理积累了宝贵经验。 本工程于2005年深圳市第一、第二季度建筑结构暨监理质量专项检查中两次获通报表扬，并被评为2005年度下半年深圳市优质结构工程。