人工挖孔樁在湘府嘉園住宅樓中的應(yīng)用

盧夢(mèng)冰

【摘要】人工挖孔樁施工技術(shù)已經(jīng)廣泛地用于樁基礎(chǔ)施工中，施工技術(shù)比較成熟，在小高層或高層建筑中的應(yīng)用較少，湘府嘉園住宅樓項(xiàng)目采用了圓形和圓端形挖孔樁施工，利用鋼護(hù)筒做護(hù)壁穿透軟弱層地基，操作簡(jiǎn)單方便，施工安全可靠，既能節(jié)約施工成本，又能滿足施工工期，為類似工程提供寶貴的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】挖孔樁鋼護(hù)筒護(hù)壁施工技術(shù)

中圖分類號(hào)： U24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1工程概況

湘府嘉園項(xiàng)目總建筑面積221682平方米，12棟住宅樓，層數(shù)為18層，1棟商業(yè)樓，層數(shù)為17層，設(shè)計(jì)整體地坪標(biāo)高50.60~56.00m。具體如下表：

2氣象及水文地質(zhì)

項(xiàng)目位于長(zhǎng)沙市湘府路與豹山路交匯處。原始地貌單元為湘江沖積階地。場(chǎng)地呈東高西底走勢(shì)，勘察測(cè)得鉆孔孔口標(biāo)高變化于42.1~55.87m之間,高差13.77m。鉆探揭露，場(chǎng)地地層自上而下依次由雜填土、素填土、粉質(zhì)粘土、圓礫、殘積粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖等組成，穩(wěn)定水位標(biāo)高在39.3~41.49m，無不良地質(zhì)現(xiàn)象。

基礎(chǔ)施工方案的選擇

3.1人工挖孔樁方案的選擇

結(jié)合該場(chǎng)地部分區(qū)域的巖土層分布和設(shè)計(jì)要求，由于建筑物上部荷載較大，采用淺基礎(chǔ)滿足不了設(shè)計(jì)要求，故采用樁基礎(chǔ)，由于雜填土中含有部分大塊建筑垃圾，且部分地段填土底部為混凝土地面，故預(yù)應(yīng)力管樁很難穿透填土部分，從成樁的可能性和工程經(jīng)濟(jì)的角度考慮，采用人工挖孔灌注樁，以中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖或強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖作為持力層，樁直徑以0.9m的圓樁為主，少量為圓端樁，總樁數(shù)1817根，預(yù)計(jì)樁長(zhǎng)6~27m。

本項(xiàng)目工期計(jì)劃2013年8月開工，2015年8月竣工，總工期為24個(gè)月，其中樁基工期僅3個(gè)月，工期緊，任務(wù)重。

3.2人工挖孔樁施工流程

圖3-1人工挖孔樁施工流程圖

3.3人工挖孔樁開挖

3.3.1開挖土方

⑴孔樁開挖由人工自上而下逐層用鎬、鍬進(jìn)行，挖土次序?yàn)橄韧谥虚g部分后挖周邊。隨著挖孔加深，及時(shí)安裝通風(fēng)、照明等設(shè)備。

⑵開孔時(shí)若土層為軟土，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)及設(shè)計(jì)等情況在開孔段使用鋼護(hù)筒引導(dǎo)開孔。4#樓中部位置有28根樁處于魚塘的回填區(qū)域，於泥層較厚，最深部位達(dá)20米。較淺部位采用3-5米長(zhǎng)的鋼套筒穿過於泥層，進(jìn)行人工開挖；較深部位先大開挖，后用3-5米長(zhǎng)的鋼套筒穿過於泥層再人工開挖。

若地層為緊密土層或硬土，均可直接開孔。

⑶挖孔過程中，除非孔壁為完整巖石外，必須對(duì)孔壁進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)方式采用澆筑15cm混凝土護(hù)壁。護(hù)壁混凝土強(qiáng)度不低于20MPA。

3.3.2開挖石方

本項(xiàng)目地質(zhì)層有全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層，采用風(fēng)鎬開挖，效果很好，無堅(jiān)硬致密微風(fēng)化巖層，故未采用爆破方案。

3.4護(hù)壁施工

護(hù)壁施工采取一節(jié)組合式鋼模板拼裝而成，拆上節(jié)，支下節(jié)，循環(huán)周轉(zhuǎn)使用，模板間用U形卡連接，或用螺栓連接，不另設(shè)支撐，以便澆灌混凝土和下一節(jié)挖土操作。

挖孔過程中首先要做孔樁鎖口，鎖口直徑比樁徑大5cm，厚30cm，高30cm，高出地面20cm以上，內(nèi)加φ10鋼筋（11cm間距）。按設(shè)計(jì)及時(shí)對(duì)孔壁進(jìn)行支撐，若通過地層為非巖層，采用C20混凝土護(hù)壁支撐，挖土深度控制在土體穩(wěn)定的極限高度內(nèi)。第一節(jié)深約一米，澆注混凝土護(hù)壁，往下施工時(shí)以每節(jié)作為一個(gè)施工循環(huán)，每掘進(jìn)0.5-0.8m時(shí)立模灌注護(hù)壁，灌注前，認(rèn)真復(fù)核模板，保證同一水平面任意直徑的極差不大于50mm，模板牢固不變形。護(hù)壁厚度為不小于15cm，上口20cm、下口15cm，上下節(jié)護(hù)壁搭接長(zhǎng)度不小于5cm，下端可擴(kuò)大開挖為喇叭形式，使土壤支托護(hù)壁混凝土，故孔壁成鋸齒形。自孔口向下3米的護(hù)壁，內(nèi)加φ10鋼筋網(wǎng)片，間距20 cm，若地質(zhì)條件較差時(shí)鋼筋網(wǎng)延長(zhǎng)并將其穿越，上下節(jié)鋼筋要連接牢靠，以減少環(huán)向拉力。

在房層中心通過軟弱土層時(shí)，直接采用鋼護(hù)筒做為護(hù)壁使用，直至護(hù)筒進(jìn)入緊密土層不少于0.5m。鋼護(hù)筒厚度為8mm，直徑比樁徑大10cm，鋼護(hù)筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長(zhǎng)度為1.5m，每節(jié)之間采用焊接連接，焊接方式為護(hù)筒內(nèi)側(cè)邦焊，護(hù)筒采用機(jī)械對(duì)稱頂進(jìn)，開挖護(hù)筒刃腳時(shí)，應(yīng)對(duì)稱開挖，讓護(hù)筒均勻下沉，防止偏斜，護(hù)筒進(jìn)入硬質(zhì)土層后，改為混凝土護(hù)壁，鋼護(hù)筒刃腳應(yīng)落在混凝土護(hù)壁上。

3.5鋼筋籠加工及安裝

⑴鋼筋籠在加工廠集中預(yù)制，分節(jié)制作，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)待樁孔檢驗(yàn)合格后吊車吊裝焊接，焊接采用幫條焊，幫條采用與主筋同型號(hào)鋼筋，長(zhǎng)度為10d，焊縫平整飽滿無焊渣，幫條總截面面積不應(yīng)小于被焊鋼筋截面積的1.2 倍。

⑵制作時(shí)，設(shè)置鋼筋籠制作胎具，按設(shè)計(jì)尺寸做好加強(qiáng)箍筋，標(biāo)出主筋的位置。把主筋擺放在平整的工作平臺(tái)上，并標(biāo)出加強(qiáng)筋的位置，然后逐根焊接。主筋上焊好全部加強(qiáng)筋后，用機(jī)具或人轉(zhuǎn)動(dòng)骨架，套入盤筋，按設(shè)計(jì)位置布置好螺旋筋并焊接于主筋上，點(diǎn)焊牢固。

⑶鋼筋籠主筋接頭采用幫條搭接焊，每一截面上接頭數(shù)量不超過50%，加強(qiáng)箍筋與主筋連接全部焊接。鋼筋骨架的保護(hù)層厚度焊接耳筋控制，設(shè)置密度按豎向每隔2m設(shè)一組，每組4根均勻設(shè)于樁基加強(qiáng)筋周圍。

⑷骨架利用自制平板車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，不得使骨架變形。

⑸骨架起吊前應(yīng)在加強(qiáng)骨架內(nèi)焊接三角支撐，以加強(qiáng)其剛度，用兩點(diǎn)吊。第一吊點(diǎn)設(shè)在骨架的下部，第二點(diǎn)設(shè)在骨架長(zhǎng)度的中點(diǎn)到上三分點(diǎn)之間。先提第一點(diǎn)，使骨架稍提起，再與第二吊同時(shí)起吊。待骨架離開地面后，第一吊點(diǎn)停吊，繼續(xù)提升第二吊點(diǎn)。隨著第二吊點(diǎn)不斷上升，慢慢放松第一吊點(diǎn)，直到骨架同地面垂直，停止起吊。當(dāng)骨架進(jìn)入孔口后，應(yīng)將其扶正徐徐下降，嚴(yán)禁擺動(dòng)碰撞孔壁。

表3-1挖孔樁鋼筋骨架允許偏差

序號(hào) 項(xiàng)目 允許偏差

1 鋼筋骨架在承臺(tái)底以下的長(zhǎng)度 ±100mm

2 鋼筋骨架長(zhǎng)度 ±20mm

3 主鋼筋間距 ±0.5dmm

4 加強(qiáng)筋間距 ±20mm

5 箍筋間距 ±20mm

6 鋼筋骨架垂直度 1%

3.6混凝土灌注

⑴每車混凝土灌注前檢測(cè)混凝土出場(chǎng)、入模的坍落度和出場(chǎng)、入模溫度，坍落度應(yīng)在 180-220mm 之間。

⑵混凝土灌注采用串筒或?qū)Ч芊ü嘧?，采用吊車吊?chǔ)料斗并進(jìn)行灌注。

⑶灌注將近結(jié)束時(shí)，核對(duì)砼的灌入數(shù)量，以確定所測(cè)砼的灌注高度是否正確。

⑷插入式振搗器進(jìn)行振搗，振搗器移動(dòng)間距不超過其作用半徑的1.5倍，振搗要均勻，不得漏振、過振，以保證樁頂范圍內(nèi)砼密實(shí)。

⑸灌注完的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出 0.2m，高出部分在砼強(qiáng)度達(dá)到 80%以上后鑿除，鑿除時(shí)防止損毀樁身。

⑹混凝土灌注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行并控制灌注速度，防止鋼筋籠上浮，當(dāng)孔內(nèi)混凝土頂面距鋼筋籠底部 1m 時(shí)，混凝土灌注速度應(yīng)控制在 0.2 m/min 左右，超過4m時(shí)，恢復(fù)正常灌注速度。

4、安全質(zhì)量控制

⑴樁孔挖掘前要認(rèn)真研究地質(zhì)資料，分析地質(zhì)情況對(duì)可能出現(xiàn)的流砂、流泥及有害氣體等情況，應(yīng)制定針對(duì)性的安全措施。

⑵孔樁開挖時(shí)應(yīng)采用間隔開挖方式；垂直提升設(shè)備要配帶自動(dòng)鎖制裝置，并經(jīng)常檢查支架、滑輪、繩索是否牢固，電氣設(shè)備應(yīng)配備一機(jī)一閘一漏電保護(hù)器。

⑶深度大于10米的樁孔應(yīng)有送風(fēng)裝置，每次開工前5分鐘送風(fēng)。

⑷護(hù)壁豎向鋼筋向下伸出20cm以上，與下一節(jié)護(hù)壁的豎向鋼筋及箍筋連成整體。

⑸護(hù)壁混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后方可進(jìn)行下一循環(huán)的施工。

⑹人離開施工現(xiàn)場(chǎng)，要把孔口蓋好，必要時(shí)要設(shè)立明顯警戒標(biāo)志。

⑺孔底應(yīng)清理干凈，無積水、雜物和軟層等，混凝土灌注時(shí)，防止產(chǎn)生離析現(xiàn)象，對(duì)有水樁或護(hù)壁滲水樁應(yīng)采用導(dǎo)管法水下混凝土灌注方式，不得采用串筒灌注。

⑻混凝土灌注要連續(xù)進(jìn)行，串筒下料分層振搗密實(shí)。

5、結(jié)束語

湘府嘉園項(xiàng)目樁基礎(chǔ)采用人工挖孔灌注樁施工技術(shù)，在鋼護(hù)筒和混凝土護(hù)壁相結(jié)合下，人工挖孔順利地通過不同地質(zhì)地層，保證了施工工期，確保了施工安全，有效地解決了市區(qū)機(jī)械施工噪音擾民問題，同時(shí)也節(jié)約了能源。