钻孔灌注桩与强夯的联合应用

邓玉涛 大庆油田设计院

钻孔灌注桩与强夯的联合应用

邓玉涛 大庆油田设计院

某中转油库单纯采用强夯或桩基础，无论是从经济及进度方面，还是从施工可行性方面都不能满足工程的需要，因此采用钻孔灌注桩与强夯联合处理手段是切实可行的施工方法。出于安全考虑及施工方便，需在强夯前回填垫层，垫层材料采用级配良好且坚硬的块石、碎石或者开山石料，回填至标高8.5 m，然后进行强夯处理。灌注桩承载力和桩身完整性检测应符合《建筑桩基技术规范（JGJ—2003）》的要求。混凝土初灌量应能保证混凝土灌入后，导管埋入混凝土深度不小于1.0 m。桩身混凝土灌注高度应高于设计的桩顶标高，高出高度不小于1 m，凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。

钻孔灌注桩；强夯；地基处理；联合处理；质量控制

大庆油田设计院设计的某中转油库位于广东省附近海域一海上孤岛，后经爆破平整填海造地，形成了约34×104m2的油库建设用地。建设期间由于吹沙造岛时间过短，整个岛屿（除原岛外）土质均未形成固结，初期沉降量大且不均匀，必须先进行地基处理。整个油库除了包括罐基础、大型厂房、复杂工艺管架外，还有小型单体及一些支墩、设备基础，若单纯采用强夯或桩基础，无论从经济及进度方面，还是从施工可行性方面都不能满足工程的需要，因此采用钻孔灌注桩与强夯联合处理手段是切实可行的施工方法。

1 工程地质条件

（1）填土：杂色，松散，以粉细砂为主，含较多黏性土，局部含贝壳、珊瑚碎片及块石等。

（2）淤泥～淤泥质土：灰色，饱和，流塑，切面光滑，黏性大，局部间较多微薄层粉细砂，含少量腐殖质，稍具臭味。

（3）黏土～粉质黏土：灰色、浅灰色、黄灰色，湿，软塑，局部呈淤泥质土状或黏性土混砂状，局部含少量腐木碎。

（4）残积土：杂色，主要颜色有黄色、灰黄色、灰白色、黄褐色混肉红色、紫红色，稍湿，硬塑，局部可塑，多呈砂质黏性土状，切面较粗糙，有强烈砂感，遇水易软化崩解，局部为火山角砾岩残积土。

（5）全风化凝灰岩：主要颜色有灰黄、黄褐、棕红等，稍湿，岩心呈坚硬粉土状，原岩结构尚可辨认，多为细粒结构或粗粒结构，岩心手捏易散，主要矿物成分为石英及长石，遇水易软化、崩解。

（6）强风化凝灰岩：主要颜色为棕红色，稍湿，岩心呈坚硬粉土状或半岩半土状，原岩结构清晰，多为细粒结构或粗粒结构，局部含较多角砾，多为火山角砾岩，岩心手捏易散，主要矿物成分为石英及长石，遇水易软化、崩解，局部夹较多中风化岩碎块。

（7）中风化凝灰岩：棕红色，局部为灰褐色、灰绿色，岩质较软，局部岩质较硬，细粒结构或粗粒结构，局部含较多角砾，多为火山角砾岩，主要矿物成分为长石及石英，胶结物主要为火山灰，局部含少量铁质，岩心呈碎块状～短柱状，风化裂隙发育，岩块锤击声较脆，锤击较易断。

2 强夯设计

由于场地地质条件较差，出于安全考虑及施工方便，首先需在强夯前回填垫层，垫层材料采用级配良好且坚硬的块石、碎石或者开山石料。所有垫层填石料中粒径大于100 mm的块石应不超过20%，最大粒径不大于200 mm；粒径小于30 mm的块石应小于15%。回填至标高8.5 m，即夯前标高8.5 m。然后进行强夯处理。强夯处理参数：3 000 kN×M夯击能满夯两遍，每遍两击，采用重锤或低落距多次夯击，1/3锤印搭接，夯后标高8.4 m。强夯后用振动压路机进行碾压找平，压实后8.4 m标高不变。强夯处理后地基承载力特征值fak≥130 kPa，Es≥6 MPa。

3 灌注桩设计

钢筋混凝土嵌岩桩的做法选自国家建筑标准设计图集《钢筋混凝土灌注桩（10SG813）》，桩身直径0.8 m，桩顶标高8.6 m（以当地理论最低潮位面起算），以桩身全断面进入中风化凝灰岩1.2 m为准。单桩竖向承载力特征值：5 800 kN桩数为149根（不包括试桩）。

试桩桩顶构造见国标10SG813第35页（B型），试桩的成桩工艺和质量控制标准与工程桩一致，试桩桩头制作前应除去桩身顶面浮浆，至良好混凝土面方可浇筑。试桩桩头应与桩身处于同一中心轴线，所用混凝土等级为C40，且应浇捣密实，桩顶部位混凝土应拍紧抹平。试桩应满足如下条件才能进行加载测试：①混凝土达到设计强度；②试桩间歇时间不应少于15天。试桩间歇期间试桩区30 m范围内，应排除地下孔隙水压力增高的环境干扰。灌注桩承载力和桩身完整性检测应符合《建筑桩基技术规范（JGJ—2003）》的要求。

4 施工工艺及质量控制

泥浆护壁成孔时应采用孔口护筒，可用不小于8 mm厚钢板制作，其内径应大于钻头直径100 mm，护筒中心与桩位中心的偏差不小于50 mm，埋设深度不宜小于2 m。护筒下端外侧应采用黏土填实，开孔时应低锤密击，进入基岩后，应采用大冲程、低频率冲击。遇到孤石时，可采用高、低冲程交替冲击，将孤石击碎或挤入孔壁。对于漏浆严重或坍塌的孔位，按照《建筑桩基技术规范（JGJ 94—2008）》要求，采取填充红黏土、片石和草帘的方法解决，或者采用钢护筒跟进。成孔至中风化凝灰岩及设计深度后，应按规范进行检查，确认符合要求后方可进行下道工序施工。成孔质量及检测方法应符合相关规范的规定，成孔施工允许偏差：桩径允许偏差±50 mm；垂直度允许偏差1%；桩位允许偏差：边桩100 mm，中间桩150 mm。

清孔应分二次进行：第一次清孔应在成孔完毕后进行，第二次应在安放钢筋笼和导管安装完毕后进行。清孔时孔底0.5 m以内泥浆相对密度应小于1.25，孔底沉渣不应大于50 mm，验收合格后方可进行下道工序施工。钢筋笼吊装完毕后，应立即进行隐蔽工程验收，合格后立即浇灌混凝土。水下灌注混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。塌落度宜为180～220 mm，含砂率宜为40%～50%，并宜选用中粗砂，粗骨料的最大粒径应小于40 mm。水下混凝土必须连续施工，混凝土充盈系数不得小于1，也不宜大于1.3。混凝土初灌量应能保证混凝土灌入后，导管埋入混凝土深度不小于1.0 m。桩身混凝土灌注高度应高于设计的桩顶标高，高出高度不小于1 m，凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。

（栏目主持樊韶华）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.4.028