復(fù)雜環(huán)境下深基坑工程排樁施工質(zhì)量控制研究

邢海青

(甘肅省建設(shè)監(jiān)理公司， 甘肅 蘭州 730000)

復(fù)雜環(huán)境下深基坑工程排樁施工質(zhì)量控制研究

邢海青

(甘肅省建設(shè)監(jiān)理公司， 甘肅 蘭州 730000)

摘 要：復(fù)雜環(huán)境下深基坑工程是個(gè)系統(tǒng)工程，它涉及到排樁、土釘墻、預(yù)應(yīng)力錨桿、掛網(wǎng)噴射混凝土、冠梁及內(nèi)支撐；基坑開挖、配以降水排水、基坑監(jiān)測(cè)。其中排樁是深基坑工程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。結(jié)合工程實(shí)例就排樁的設(shè)計(jì)、施工工藝，質(zhì)量控制進(jìn)行了探索研究，最終確保了深基坑工程順利完成。

關(guān)鍵詞：排樁；施工工藝；鋼筋籠；混凝土澆筑；控制要點(diǎn)；通病預(yù)防

1 工程概況

蘭州大學(xué)第二醫(yī)院醫(yī)療綜合樓 2 期內(nèi)科大樓工程位于蘭大二院院內(nèi)，處于蘭州市西關(guān)什字繁華地帶。擬建物為地上23 層、地下 3 層，建筑面積 12.4 萬 m2，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。

基坑工程采用“排樁+放坡+土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿+內(nèi)支撐+冠梁”等綜合支護(hù)措施，現(xiàn)場(chǎng)土方開挖量為 178 243 m3，開挖面面積為 10 065 m2，開挖深度為 17.2 m～20.8 m。

基坑西側(cè)與 1 期醫(yī)療綜合樓相連，間距僅有 5 m，之間有高壓電纜溝、蒸汽管溝、消防管道，1 期工程為 3 層地下室；北側(cè)西段為受保護(hù)古代建筑，間距為 32 m，北側(cè)中段為 1 棟 8 層住宅樓，井樁基礎(chǔ)，距基坑邊為 7.7 m～7.9 m；東側(cè)為一高層建筑，地下 2 層，筏板基礎(chǔ)，距基坑為 6.8 m～8.1 m；南側(cè)為蘭州市西關(guān)什字交通流量密集的公交站，距基坑為 15 m。

據(jù)此，本基坑工程為復(fù)雜環(huán)境下的復(fù)雜基坑工程。

2 支護(hù)排樁設(shè)計(jì)

本基坑工程設(shè)計(jì)支護(hù)樁共計(jì) 218 根，樁徑均為1 m，不同區(qū)域采用不同的樁頂標(biāo)高和樁長(zhǎng)，其中主樓基坑場(chǎng)地北側(cè)、東側(cè)、南側(cè)以及場(chǎng)地西側(cè)為“排樁+預(yù)應(yīng)力錨桿+冠梁”支護(hù)，該區(qū)域的支護(hù)樁 156 根，連廊兩側(cè)采用“排樁+鋼管內(nèi)支撐”支護(hù)方式，連廊區(qū)域共布置支護(hù)樁 62 根。強(qiáng)度等級(jí)為 C30，保護(hù)層厚度 70 mm，主筋采用 HRB335φ25 mm 通長(zhǎng)設(shè)置，箍筋采用為 HPB235φ10@200/150/200 mm。排樁樁長(zhǎng)21.2 m～28.7 m。

3 排樁施工工藝

圖 1 排樁施工工藝流程

排樁施工工藝流程如圖 1 所示。

4 排樁施工控制要點(diǎn)

4.1 定位放線

(1)根據(jù)基坑施工圖樁位定位坐標(biāo)，由專職測(cè)量人員按樁號(hào)平面圖準(zhǔn)確無誤地將樁位放樣到現(xiàn)場(chǎng)?，F(xiàn)場(chǎng)樁位放樣采用木樁作為樁位標(biāo)識(shí)。樁位放樣允許誤差 50 mm。樁位放樣后經(jīng)自檢無誤，填寫《施工測(cè)量放線報(bào)驗(yàn)表》，經(jīng)監(jiān)理單位檢驗(yàn)樁位合格后簽字。

(2)埋置鋼護(hù)筒。鋼護(hù)筒用厚為 4 mm～6 mm 的鋼板焊接，護(hù)筒直徑大于設(shè)計(jì)樁徑 100 mm，護(hù)筒長(zhǎng)度一般為 1.0 m～3.0 m；同時(shí)在護(hù)筒頂部開設(shè) 1 個(gè)～2 個(gè)溢漿孔。護(hù)筒埋設(shè)時(shí)嚴(yán)格控制護(hù)筒中心偏差＜5 cm，垂直度＜1%，施工時(shí)應(yīng)保證護(hù)筒位置的正確和穩(wěn)定。護(hù)筒吊裝就位后，對(duì)中檢查，平面中心位移不大于 50 mm，保持垂直，固定后，在鋼護(hù)筒上沿口處作好標(biāo)識(shí)，以便確定成孔深度、樁頂標(biāo)高、鉆機(jī)就位依據(jù)。

(3)復(fù)核驗(yàn)收?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員再次進(jìn)行樁位復(fù)核，經(jīng)自檢無誤后報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，可進(jìn)行下道工序。

4.2 成孔過程

(1)將旋挖鉆機(jī)開至樁位標(biāo)記位置，調(diào)平鉆機(jī)，拉十字線調(diào)整鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)樁位中心，鉆機(jī)司機(jī)調(diào)整鉆桿、桅桿豎直度并鎖定，將鉆頭著地，將進(jìn)尺深度標(biāo)定為零，保持鉆機(jī)垂直穩(wěn)固。

(2)開鉆以順時(shí)針方向，以鉆斗自重、鉆桿加以液壓力作為鉆進(jìn)壓力，先慢后快，開始每次進(jìn)尺為 400 mm～500 mm，確認(rèn)地下是否有不利地層，進(jìn)尺 5 m 后如鉆進(jìn)正常，可適當(dāng)加大進(jìn)尺，每次控制在 70 cm～90 cm。

(3)不同地質(zhì)條件采取不同類別的旋挖鉆機(jī)鉆頭進(jìn)行施工，黏土、粉土中采用筒式鉆頭；對(duì)于地基土強(qiáng)度不均勻、易偏孔的地段采用短螺旋嵌巖鉆頭；巖土層軟硬不均、存在孤石及抗壓強(qiáng)度較高的巖石地段中，采用筒式嵌巖鉆頭。

(4)鉆進(jìn)中要不斷補(bǔ)充泥漿，使孔內(nèi)漿液處于鋼護(hù)筒內(nèi)，根據(jù)地質(zhì)情況及時(shí)調(diào)整泥漿配比。鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)用帶有活門的筒形鉆清理沉渣。

(5)鉆進(jìn)過程，設(shè)專人對(duì)地質(zhì)狀況進(jìn)行檢查，并記錄每次的進(jìn)尺深度、異常情況處理，并填寫鉆孔施工記錄。

(6)樁孔完成進(jìn)行檢查驗(yàn)收，用測(cè)繩檢測(cè)孔深，對(duì)于直徑≤1.5 m 的樁，沉渣厚度要求≤200 mm；樁位誤差≤ 50 mm。

4.3 鋼筋籠的制作、吊裝

(1)鋼筋籠制作按圖紙要求下料，鋼筋籠按樁身通常配置。主筋配筋時(shí)，滿足每個(gè)斷面接頭率不超過主筋總數(shù)的50%，主筋連接采用直螺紋套筒連接，受力筋保護(hù)層厚度為70 mm。

(2)在布好的受力鋼筋上，按圖紙要求用粉筆畫出箍筋間距線。按已劃好的箍筋位置線，將主筋與加強(qiáng)筋電焊焊接，螺旋箍筋與主筋用綁扎絲綁扎。箍筋與主筋要垂直，箍筋轉(zhuǎn)角處與主筋交點(diǎn)均要點(diǎn)焊。

(3)鋼筋籠上端螺旋筋應(yīng)加密，加密區(qū)長(zhǎng)度及加密區(qū)內(nèi)箍筋間距應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙。

(4)鋼筋籠起吊采用汽車吊，起吊點(diǎn)在鋼筋籠上部箍筋與主筋連接處設(shè) 3 個(gè)～4 個(gè)，且吊點(diǎn)對(duì)稱。吊裝入孔，鋼筋籠上口標(biāo)高誤差不得大于 ±5 cm。

(5)鋼筋籠加工完成后，應(yīng)放置在硬化專用材料堆放場(chǎng)地，避免污染；鋼筋籠吊入樁孔后，應(yīng)牢固固定其位置，防止上浮。

(6)遇雨天天氣，應(yīng)采取防雨措施，用塑料布對(duì)鋼筋及鋼筋籠進(jìn)行覆蓋。

4.4 混凝土灌注

(1)混凝土采用商品混凝土，灌注前應(yīng)檢查混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、坍落度、和易性，確保符合設(shè)計(jì)要求?；炷劣晒捃囘\(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，直接往導(dǎo)管內(nèi)灌注。在灌注過程中，導(dǎo)管埋深一般控制在 4 m～6 m 之間。

(2)混凝土的坍落度一般宜為 180 mm～220 mm；為保證其和易性及坍落度，應(yīng)注意調(diào)整砂率和摻入減水劑、粉煤灰等外加劑。

(3)灌注要連續(xù)地進(jìn)行，提前準(zhǔn)備好導(dǎo)管拆卸機(jī)具，縮短拆除導(dǎo)管時(shí)間，防止塌孔。

(4)灌注至接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，要控制導(dǎo)管內(nèi)混凝土的灌注量，隨時(shí)測(cè)量樁內(nèi)混凝土高度。

(5)鉆孔灌注樁澆注完成后，清理樁頭表面浮漿，清理完成后，不應(yīng)再擾動(dòng)排樁，樁頭的混凝土強(qiáng)度沒有達(dá)到 5 MPa時(shí)，不得碾壓，以防樁頭損壞。

(6)排樁施工完畢進(jìn)行土方開挖時(shí)，應(yīng)制定合理的開挖順序和技術(shù)措施，嚴(yán)禁樁身混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)進(jìn)行開挖，開挖中嚴(yán)禁機(jī)械碰撞排樁。

4.5 施工記錄

成孔和澆筑過程均配備技術(shù)人員做好記錄，成孔時(shí)記錄成樁過程的各種參數(shù)，如鉆桿長(zhǎng)度、鉆進(jìn)深度、地質(zhì)特征、機(jī)械設(shè)備損壞、障礙物等情況。澆筑過程要記錄材料參數(shù)、導(dǎo)管埋深和提速等資料，以防導(dǎo)管提升過猛或?qū)Ч苈袢脒^深造成斷樁。記錄要做到真實(shí)、及時(shí)、準(zhǔn)確、清晰。

5 排樁施工質(zhì)量通病預(yù)防

5.1 樁孔孔壁坍塌

5.1.1 原因分析

主要是由于土質(zhì)松散、護(hù)筒埋設(shè)深度不足、提鉆過快或空轉(zhuǎn)時(shí)間太長(zhǎng)、成孔后待灌時(shí)間和灌注時(shí)間長(zhǎng)。

5.1.2 預(yù)防措施

在松散易坍土層中適當(dāng)深埋護(hù)筒；對(duì)旋挖機(jī)司機(jī)進(jìn)行技術(shù)交底，并設(shè)專人進(jìn)行檢查監(jiān)督；保證鋼筋籠制作質(zhì)量，防止變形，吊裝時(shí)要對(duì)準(zhǔn)孔位，吊直扶穩(wěn)，緩緩下沉，防止碰撞孔壁；成孔后待灌時(shí)間一般不超過 3 h，并盡可能加快灌注速度、縮短灌注時(shí)間；在鋼筋籠碰孔壁而引起輕微坍塌的情況下，用直徑小于鋼筋籠內(nèi)徑的鉆頭掃孔。

5.2 孔底沉渣過多

5.2.1 原因分析

清孔未凈；鋼筋籠吊放未垂直對(duì)中，碰刮孔壁泥土坍落孔底；清孔后待灌時(shí)間過長(zhǎng)。

5.2.2 防治措施

根據(jù)地質(zhì)條件，對(duì)土質(zhì)松散或加有松散砂層的土、砂層較厚的部位，宜采用黏性土人工造漿護(hù)壁、控制好成孔速度。鉆孔鉆至砂層較厚部位時(shí)，應(yīng)注意緩慢提升鉆具，不宜操之過急，并嚴(yán)防空鉆，避免因孔壁塌陷造成沉渣厚度超標(biāo)，避免因泥漿比例不合格造成孔內(nèi)泥漿懸浮沙礫沉淀引起的沉渣厚度超標(biāo)。同時(shí)，采用清底鉆頭進(jìn)行二次清底。

5.3 導(dǎo)管堵塞

5.3.1 原因分析

混凝土級(jí)配不合適，粗骨粒徑過大；混凝土坍落度不合要求，和易性、流動(dòng)性差，拌合不均勻產(chǎn)生離析；機(jī)械發(fā)生故障或混凝土供應(yīng)不及時(shí)，導(dǎo)致導(dǎo)管內(nèi)混凝土已初凝。

5.3.2 防治措施

選用粒徑小于 25 mm 的粗骨料，其最大粒徑不大于導(dǎo)管內(nèi)徑和鋼筋籠主筋最小凈距的 1/4。嚴(yán)格原材料的檢查，坍落度應(yīng)控制在 180 mm～220 mm。進(jìn)場(chǎng)混凝土進(jìn)行坍落度檢測(cè)，不符合要求堅(jiān)決退場(chǎng)。澆筑前進(jìn)行機(jī)械檢查，確保正常；同時(shí)對(duì)商混站供應(yīng)能力、混凝土運(yùn)輸狀況提前進(jìn)行聯(lián)系，確保混凝土連續(xù)澆筑。

5.4 鋼筋籠上浮或下沉

5.4.1 原因分析

鋼筋籠放置初始位置過高或過低，混凝土流動(dòng)性過小，導(dǎo)管在混凝土中埋置深度過大(6 m 以上)，鋼筋籠被混凝土頂托上?。粚?dǎo)管掩埋過長(zhǎng)，提升時(shí)易搖晃，難以對(duì)準(zhǔn)籠的中心，易發(fā)生掛籠現(xiàn)象；導(dǎo)管提升過程混凝土下沉太快，瞬時(shí)反沖力使鋼筋籠上浮；鋼筋籠制作質(zhì)量不佳或吊裝不當(dāng)而變形；樁孔傾斜，造成鋼筋籠變形；籠底鋼筋向內(nèi)彎折鉤掛導(dǎo)管；鋼筋籠與孔口固定不牢，在自重及受壓時(shí)導(dǎo)致鋼筋籠下沉；鋼筋籠自重太輕，被混凝土頂起。

5.4.2 防治措施

鋼筋籠安裝時(shí)應(yīng)與孔口鋼護(hù)筒固定牢固。為防止鐵絲拉長(zhǎng)下沉或頂住上升力，可采用吊裝加套管等方法頂住鋼筋籠上口；加快灌注速度，縮短澆灌時(shí)間或添加緩凝劑，防止混凝土頂層進(jìn)入鋼筋籠時(shí)流動(dòng)性變小，混凝土接近籠底時(shí)控制導(dǎo)管埋深在 1.5 m～2.0 m，盡量減少穿插導(dǎo)管，改用轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管密實(shí)混凝土；每澆灌一斗混凝土，檢查一次埋深，勤測(cè)深，勤拆管，直到鋼筋籠埋牢后恢復(fù)正常埋置深度，一般控制在2.0 m～4.0 m，最大不超過 6 m，便于轉(zhuǎn)動(dòng)移位；鋼筋籠上升時(shí)停止?jié)补嗷炷?，檢查埋管深度，拆除部分導(dǎo)管，保持埋管 1.5 m～2.0 m，導(dǎo)管鉤掛筋籠時(shí)要下降導(dǎo)管，轉(zhuǎn)動(dòng)移位脫鉤后上提。

5.5 斷 樁

5.5.1 原因分析

坍落度損失大的配方和澆灌過程不連續(xù)是造成斷樁的重要原因。灌注過程中發(fā)生埋管、卡管以及其他一些情況，都將造成斷樁。①埋管：導(dǎo)管在混凝土中掩埋過長(zhǎng)，鋼筋籠變形，灌注時(shí)間過長(zhǎng)，混凝土已初凝，內(nèi)阻力成倍增長(zhǎng)，導(dǎo)管被卡死在混凝土內(nèi)；法蘭盤頂住鋼筋籠下端，由于孔斜大，籠與孔壁摩擦阻力過大，加上籠內(nèi)已有一定高的混凝土使導(dǎo)管無法提升。②卡管：骨料級(jí)配不合理，含有大粒徑的卵石、漂礫；混凝土出拌和機(jī)時(shí)間或運(yùn)輸路程過長(zhǎng)，已產(chǎn)生離析局部初凝現(xiàn)象而直接用于灌注，導(dǎo)管密封不良，局部漏水。

5.5.2 防治措施

按有關(guān)規(guī)范要求，通過計(jì)算機(jī)和試配確定混凝土配合比，混凝土應(yīng)具良好的和易性和流動(dòng)度，坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求，初凝時(shí)間應(yīng)為正常灌注時(shí)間的 2 倍，要求灌注過程連續(xù)、快速，防止出現(xiàn)上述埋管、卡管及其他情況。

6 結(jié) 語

本基坑工程施工中，每一根樁監(jiān)理方均嚴(yán)格按照施工工藝標(biāo)準(zhǔn)、驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行檢查驗(yàn)收，混凝土灌注全程實(shí)施了旁站監(jiān)督，排樁完成后 100% 進(jìn)行了小應(yīng)變樁身完整性檢測(cè)，218 根樁檢測(cè)結(jié)果全部合格、一類樁達(dá)到 90%，無三類樁。土方開挖后，排樁位置、垂直度、外觀質(zhì)量均符合設(shè)計(jì)要求。正是這種嚴(yán)格、苛刻的施工工藝標(biāo)準(zhǔn)控制，確保了基坑工程施工質(zhì)量?，F(xiàn)地下工程已施工完畢，基坑四周已完成回填，未發(fā)生任何異常情況。

中圖分類號(hào)：TU712

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1007-4104(2014)10-0067-03

收稿日期：2014-09-09

作者簡(jiǎn)介：邢海青(1967 —)，男，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，國(guó)家注冊(cè)監(jiān)理工程師，國(guó)家注冊(cè)造價(jià)工程師。

通信地址：甘肅省蘭州市民主東路109號(hào)。