鉆孔灌注樁應(yīng)用套筒法穿地下人防施工

宋 黎（武漢地產(chǎn)開發(fā)投資集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430022）

在舊城區(qū)的基礎(chǔ)施工中，可能會(huì)遇到各種地下障礙物，給基礎(chǔ)施工帶來(lái)一定的技術(shù)難度。對(duì)于體積較大、埋深較深的地下障礙物，采用大開挖法進(jìn)行施工不僅施工周期長(zhǎng)、成本投入大，還可能擾動(dòng)基礎(chǔ)土層造成土層承載力下降。本文結(jié)合某項(xiàng)目基礎(chǔ)施工，對(duì)采用套筒法處理鉆孔灌注樁施工中遇到的地下人防工程的處理進(jìn)行了討論。

一、工程情況簡(jiǎn)介

1、工程概況

某地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目具有9棟32層住宅和1.2萬(wàn)平米地下停車場(chǎng)，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁。在土地場(chǎng)平過(guò)程中，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地內(nèi)有數(shù)個(gè)人防地下室出口，經(jīng)了解為50年代修建的防空洞。因年代久遠(yuǎn)、工程保密等原因，缺乏詳細(xì)圖紙。

2、地質(zhì)情況

地質(zhì)勘察報(bào)告中，依據(jù)鉆探資料和各巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)，結(jié)合地層沉積時(shí)代及成因，將場(chǎng)地土劃分為五個(gè)層組共7個(gè)亞層。第1層組為人工雜填土，平均厚度1米；第2層組為第四系上更新統(tǒng)沖、洪積成因粘性土層，平均厚度25米；第3層組為第四系上更新統(tǒng)沖、洪積成因粘性土夾砂層，平均厚度3.8米；第4層組為第四系上更新統(tǒng)沖、洪積成因礫卵石層，平均厚度3.5米；第5層組為志留系風(fēng)化泥巖，平均厚度9.9米。

在場(chǎng)地層含粉粒粉質(zhì)黏土中粉粒和砂粒較為集中的地段尚含有少量層間水，具有弱承壓性，但鑒于其埋藏較深，對(duì)本工程而言影響不大。

3、舊人防情況

項(xiàng)目建設(shè)方提前委托勘察設(shè)計(jì)研究院對(duì)地下人防工程的基本情況進(jìn)行了一次勘察。測(cè)量報(bào)告顯示，場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)地下人防分為上下兩層。

（1）下層為主坑道，底板高程在18.94～20.75米，洞室寬2.5～3.5米，凈高度2.4米左右，彎道和支洞較少。

（2）上層坑道走向十分復(fù)雜，轉(zhuǎn)彎頻繁且不規(guī)則。洞底高程在30.53～33.71米之間，洞寬1.4米左右，凈高度1.8米左右。

二、制定施工方案

1、坑道抽水清理

根據(jù)前期調(diào)查了解的情況，項(xiàng)目部確定將原場(chǎng)地入口處洗車槽附近的一個(gè)直通地下坑道的豎井作為集水井，從該井中集中抽排坑道中的積水。抽排水后發(fā)現(xiàn)，該豎井是該人防地下室系統(tǒng)的一個(gè)上下通道，抽水后可進(jìn)入坑道進(jìn)行清淤作業(yè)。

2、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪定位坑道

進(jìn)行測(cè)量時(shí)，在部分坑道上從場(chǎng)平標(biāo)高地面向下挖掘了數(shù)個(gè)豎井。豎井挖至坑道頂端時(shí)，直接用風(fēng)鎬破除坑道頂壁。這些豎井可以提供給坑道一個(gè)自然通風(fēng)的井口，同時(shí)又提供給測(cè)量?jī)x器一個(gè)通道，為將測(cè)量成果投射到總平面圖上提供了比較可靠的參考點(diǎn)。

經(jīng)測(cè)量，地下1～10M（標(biāo)高31.5～22.5米）范圍內(nèi)的人防結(jié)構(gòu)為磚砌結(jié)構(gòu)。地下10M～15M（標(biāo)高22.5～17.5米）范圍內(nèi)的人防結(jié)構(gòu)為鋼筋砼頂板（約0.8M厚）、鋼筋砼側(cè)壁（約0.4M厚）、鋼筋砼底板（約0.6M厚）。

3、試樁

根據(jù)前階段的走訪調(diào)查和地質(zhì)勘查，結(jié)合對(duì)坑道的清淤排水和勘察測(cè)繪工作，決定利用試樁進(jìn)一步驗(yàn)證施工方案。

第一根試樁于孔深34M，于自然地面下6米處遇到舊人防坑道。于自然地面下8米處打穿素砼人防底板。因不能及時(shí)澆筑混凝土，成孔后出現(xiàn)塌孔。為施工安全考慮，對(duì)樁孔采取了掩埋處理。其他試樁后壓漿施工過(guò)程順利，檢測(cè)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。在試樁過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)鉆頭打斷現(xiàn)象，說(shuō)明必須摸清坑道的結(jié)構(gòu)，分別采用鉆機(jī)穿孔、豎井人工開鑿穿孔、人工坑道下氣錘開孔等不同施工方法進(jìn)行處理。

4、確定施工方案

套筒法是鑿穿人防地下坑道頂、底板，形成一個(gè)直徑略大于鉆孔樁護(hù)筒直徑的豎井，根據(jù)不同的情況，再分別采用磚砌護(hù)壁、磚砌+鋼筒護(hù)壁、鋼筒護(hù)壁等不同的護(hù)壁組合方案。在鉆孔灌注樁施工時(shí)，護(hù)壁起到防止塌孔、保證鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量的作用。最終確定的施工方案為采用豎井法破障開孔或者人工在坑道中直接破障開孔。經(jīng)過(guò)分析穿樁的地下坑道結(jié)構(gòu)，計(jì)算鉆孔灌注樁成樁壓力，確定鋼護(hù)筒護(hù)壁為5mm厚，筒長(zhǎng)6m。

以樁徑為800mm的鉆孔灌注樁為例說(shuō)明施工次序：

1.機(jī)械旋挖開孔（孔徑800MM）——→2.如遇到老人防換鉆頭旋挖擴(kuò)孔至孔徑1200MM——→3.人工磚砌井口至頂板護(hù)壁——→4.人工下井機(jī)械破除砼頂板和底板（保證孔徑1100MM）——→5.下直徑1000MM鋼套筒（壁厚5MM）并校正固定——→6.機(jī)械旋挖至設(shè)計(jì)持力層

三、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

采用人工挖孔結(jié)合鋼筒護(hù)筒法解決鉆孔灌注樁穿地下舊人防坑道的技術(shù)難題具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)效應(yīng)，有一定的推廣意義。

1、相對(duì)于傳統(tǒng)的大開挖法和灌注填實(shí)法，人工挖孔+鋼筒護(hù)筒法可以極大的縮短工期，節(jié)約工期將產(chǎn)生顯著的間接收益，該項(xiàng)目?jī)H利息一項(xiàng)就每天節(jié)約90余萬(wàn)元，節(jié)約工期3個(gè)月以上。

2、以大開挖法進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，工程現(xiàn)場(chǎng)大開挖會(huì)產(chǎn)生18萬(wàn)方土方，保守計(jì)算共需1440萬(wàn)元。此外，放坡護(hù)壁費(fèi)用、抽水排水費(fèi)用、檢驗(yàn)檢測(cè)費(fèi)用、換填土材料費(fèi)機(jī)械費(fèi)、工程排污費(fèi)等費(fèi)用保守估算為600萬(wàn)元，總直接費(fèi)用在2000萬(wàn)元以上。

人工挖孔、磚砌護(hù)壁和鋼筒護(hù)壁最終花費(fèi)不到50萬(wàn)元。因此，采用磚砌+鋼筒護(hù)壁法節(jié)約成本2000萬(wàn)元以上。

3、該開發(fā)項(xiàng)目位于鬧市區(qū)，附近居民較多。磚砌+鋼筒護(hù)壁法具有產(chǎn)生的噪音、粉塵、廢氣、廢水、廢渣少的優(yōu)勢(shì)，具有良好的環(huán)保效應(yīng)。

綜上所述，采用人工挖孔+鋼筒護(hù)壁法處理鉆孔灌注樁穿舊人防坑道的施工難題，相對(duì)于其他施工方法經(jīng)濟(jì)效益良好，社會(huì)效益顯著。對(duì)于縮短工期、節(jié)約造價(jià)、方便安全文明施工管理、保證工程質(zhì)量、保障建設(shè)進(jìn)度等方面具有十分積極的作用。

[1]《不同防空洞處理的新施工工藝和方法》.工程施工與裝修.谷春華，盧遼闊

[2]《常見鉆孔灌注樁遇地下障礙物的處理方法》.沈陽(yáng)大學(xué)學(xué)報(bào).王臣

[3]《高層建筑地下人防工程處理》.低溫建筑技術(shù).李宏棟，王儉，于勝金

[4]《建筑地基中人防洞的綜合處理技術(shù)》.特種結(jié)構(gòu).楊智 王方

[5]《深層清障技術(shù)縱論》 地下空間與工程學(xué)報(bào).楊石飛，顧國(guó)榮，王福林

[6]《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001（2009年版）