鋼筋混凝土抗樁與水泥土止水帷幕咬合技術(shù)應(yīng)用

李 敏

(長治市建筑工程總公司，山西長治 046000)

1 工程簡介

武鄉(xiāng)城關(guān)村電器城工程位于武鄉(xiāng)縣城，整個(gè)場地由20世紀(jì)50年代舊建筑物拆除后而建成，南面緊靠寶塔街馬路(建筑物外圍5 m范圍內(nèi)為國防電纜走向)，南面緊鄰迎賓路主干道，東面緊鄰信用社等3棟舊建筑物，最近距離為1.80 m，西面緊鄰圖書館等4棟舊建筑物，最小距離為1.75 m?；娱_挖為5.1 m，降水深度為4 m，含水層為第四系中統(tǒng)細(xì)砂層。

2 施工準(zhǔn)備

1)與長治市房屋安全鑒定中心聯(lián)系，在進(jìn)場之前對鄰近周邊房屋進(jìn)行走訪、拍照、設(shè)置沉降觀測點(diǎn)、對周圍建筑物進(jìn)行房屋保全鑒定，并出具《關(guān)于武鄉(xiāng)縣豐州鎮(zhèn)城關(guān)村委會擬建電器城周邊建筑的保全鑒定》原始報(bào)告。2)施工之前由有資質(zhì)單位對基坑穩(wěn)定性、支撐系統(tǒng)構(gòu)件截面、止水帷幕失效性、基坑內(nèi)土體穩(wěn)定性等計(jì)算。確定:a.支護(hù)方案;b.帷幕布置形式、直徑、樁長;c.支護(hù)樁截面尺寸、布置形式、鋼筋配置。

3 確定方案

采用“在水泥止水帷幕樁內(nèi)鉆孔安放鋼筋籠澆灌混凝土支護(hù)樁”的施工方案，形成“混凝土灌注支護(hù)樁與水泥土止水帷幕墻咬合”的關(guān)鍵技術(shù)。水泥帷幕內(nèi)邊線為基坑開挖邊線及基礎(chǔ)墊層邊線，采用雙排水泥止水帷幕樁，長向咬合150 mm，短向咬合250 mm，水泥止水帷幕寬度為750 mm，長度為220 m;鋼筋混凝土支護(hù)樁68根，樁徑0.7 m，樁長12 m，樁距1.8 m。帷幕與抗樁咬合尺寸不準(zhǔn)大于500 mm。

4 工藝原理

該工法工藝原理是通過水泥止水帷幕施工完至水泥終凝后(6 h內(nèi)進(jìn)行抗樁施工)，利用水泥止水帷幕自身材料進(jìn)行泥漿護(hù)壁，在水泥止水帷幕中采用沖擊鉆機(jī)護(hù)壁鉆孔，用吊車將鋼筋籠吊至鉆孔內(nèi)，并通過導(dǎo)管進(jìn)行混凝土的澆筑，縮短止水帷幕中水泥和抗樁混凝土的凝固時(shí)間間隔，最終使鋼筋混凝土灌注支護(hù)樁與水泥止水帷幕樁完全咬合。

5 施工要點(diǎn)

工藝流程:帷幕樁施工→放線定樁位→安放鉆頭→鉆機(jī)就位→成孔→清孔及排渣→吊放鋼筋籠→安放混凝土導(dǎo)管→澆筑混凝土→剔鑿樁頭→貫梁施工。

5.1 帷幕樁施工

對水泥止水帷幕樁放線，在帷幕樁外引樁位控制點(diǎn)，水泥止水帷幕內(nèi)邊線為基坑外邊線(墊層外邊線)，確保水泥止水帷幕施工軸線與圖紙軸線無誤。利用施工現(xiàn)場的實(shí)際同條件試塊及實(shí)驗(yàn)室水泥終凝時(shí)間的報(bào)告，待水泥止水帷幕施工至水泥終凝后(6 h內(nèi))進(jìn)行混凝土灌注樁施工。施工工藝按《地基與基礎(chǔ)施工工藝標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行帷幕墻施工。

5.2 放線定樁位

核對水泥止水帷幕施工軸線與圖紙軸線，確保軸線符合設(shè)計(jì)要求，確認(rèn)無誤后利用軸線控制樁放出抗樁樁位點(diǎn)，確?？箻稑段环显O(shè)計(jì)要求，根據(jù)帷幕樁的實(shí)際施工軸線與舊建筑物的平面位置，校核鋼筋混凝土樁與帷幕咬合尺寸，咬合帷幕尺寸不能大于500 mm。并用鋼筋或木樁等砸入土層作為標(biāo)記，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師復(fù)核無誤后進(jìn)行施工，嚴(yán)格控制鋼筋混凝土灌注支護(hù)樁與水泥漿噴帷幕樁咬合尺寸(≤500 mm)。

5.3 安放鉆頭(埋設(shè)護(hù)筒)

根據(jù)已確定的樁位，按軸線方向設(shè)置控制樁并找出鉆頭的中心，人工同時(shí)開挖帷幕墻和土層，形成工作坑，檢驗(yàn)定位尺寸，將鉆頭(護(hù)筒)放入整平后的工作坑內(nèi)，利用所設(shè)置的控制樁和鉆頭中心檢查位置是否準(zhǔn)確。埋好的鉆頭(護(hù)筒)溢漿口應(yīng)高出地面100 mm～300 mm。

5.4 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)必須鋪墊平穩(wěn)，確保機(jī)身平整，鉆桿垂直穩(wěn)定牢固，鉆頭對準(zhǔn)樁位。并在機(jī)管上做出控制標(biāo)尺，便于施工中進(jìn)行觀測，記錄以及控制鉆孔深度。鉆尖與樁點(diǎn)偏移不得大于10 mm。垂直度控制在1%以內(nèi)。開鉆前必須檢查鉆頭上的循環(huán)注漿口是否堵塞，鉆頭直徑控制在(樁徑+20 mm)，鉆尖接觸地面時(shí)，下鉆速度要慢，鉆進(jìn)速度為1.0 m/min～1.5 m/min或根據(jù)試樁確定。

5.5 成孔

在帷幕墻和土層鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)保證鉆桿垂直，緩慢進(jìn)入，在含有磚塊、雜填土或含水量較大的軟塑性土層鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)盡量減少鉆桿晃動，以免孔徑變化異常，鉆進(jìn)時(shí)注意鉆桿變化狀態(tài)，鉆桿晃動激烈時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)速，直至鉆桿為正常狀態(tài)，鉆出的泥漿或水泥漿應(yīng)控制到適宜狀態(tài)，鉆進(jìn)過程中應(yīng)隨時(shí)檢查鉆桿垂直度，確保鉆桿垂直，并作好記錄。

5.6 清孔及排渣

抗樁施工前應(yīng)具備泥漿循環(huán)系統(tǒng)，泥漿輸入場地泥漿池內(nèi)再外運(yùn)。施工中鉆機(jī)正常轉(zhuǎn)進(jìn)開動泥漿循環(huán)開關(guān)，并且加入清水以利于砂石排出。鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，使鉆頭空轉(zhuǎn)不進(jìn)尺，循環(huán)泥漿，排出的泥漿用手觸摸應(yīng)無顆粒感，含砂量不大于4%。符合要求后應(yīng)由質(zhì)檢人員進(jìn)行終孔驗(yàn)收，經(jīng)驗(yàn)收合格并作好記錄后，進(jìn)行下步作業(yè)。

5.7 制作、吊放鋼筋籠

鋼筋籠應(yīng)提前集中分批制作，為防止鋼筋籠吊放時(shí)扭曲變型，在鋼筋籠身每隔2 m處加設(shè)一道環(huán)形加強(qiáng)箍筋。焊接長度及焊接方法符合設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定。為防止起吊鋼筋籠時(shí)鋼絲繩不旋轉(zhuǎn)，在施工之前定制一鋼板吊環(huán)，起吊鋼筋籠時(shí)，首先用25 t汽車式起重機(jī)吊走沖擊鉆機(jī)，再對鋼筋籠吊裝。吊車鋼絲繩吊住鋼筋籠頂端環(huán)形加強(qiáng)箍筋的2個(gè)吊點(diǎn)，并在鋼筋籠兩側(cè)分別配合兩名工人控制鋼筋籠，以便控制鋼筋籠垂直度，吊放過程中，必須保證鋼筋籠垂直緩慢入孔，不得左右旋轉(zhuǎn)強(qiáng)行入孔。鋼筋籠定位標(biāo)高誤差控制在+100 mm內(nèi)。

5.8 安放混凝土導(dǎo)管

用25 t汽車式起重機(jī)吊放導(dǎo)管，吊車鋼絲繩必須吊住導(dǎo)管加強(qiáng)環(huán)上2個(gè)吊點(diǎn)，并在兩側(cè)分別配合兩名工人控制導(dǎo)管安放。導(dǎo)管直徑和漏斗尺寸應(yīng)根據(jù)樁徑、混凝土量進(jìn)行定制，漏斗方量應(yīng)符合每節(jié)導(dǎo)管方量模數(shù)以利于拆導(dǎo)管提管時(shí)混凝土的連續(xù)性，導(dǎo)管內(nèi)壁應(yīng)光滑圓順。為保證樁頭混凝土強(qiáng)度，第一節(jié)底管應(yīng)定制為1 m加強(qiáng)管。導(dǎo)管吊裝口制作時(shí)應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管尺寸定制卡扣式鎖件。導(dǎo)管連接應(yīng)順直，管口接頭加套橡膠圈，下端宜高出孔底沉淀300 mm～500 mm。

5.9 澆筑混凝土

水下混凝土保護(hù)層要求為50 mm，坍落度宜為180 mm～220 mm，混凝土采用商品混凝土，澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)施工，邊澆筑邊拔管(反復(fù)提送導(dǎo)管)，并隨時(shí)掌握導(dǎo)管埋入深度。如為現(xiàn)場攪拌混凝土?xí)r攪拌機(jī)一次出料量應(yīng)滿足半根導(dǎo)管混凝土量，并應(yīng)保證混凝土的連續(xù)供應(yīng)?；炷翝仓綐俄敃r(shí)，應(yīng)加強(qiáng)第一節(jié)底管1 m處混凝土里的石子含量。如混凝土澆筑標(biāo)高低于地面的樁孔，澆筑完畢應(yīng)立即回填碎石至地面標(biāo)高，嚴(yán)禁用大石頭、磚等物回填。樁頭達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%不得碰撞、碾壓，以防止樁頭破壞。

5.10 剔鑿樁頭

澆筑混凝土?xí)r為保證樁頭強(qiáng)度應(yīng)進(jìn)行超灌500 mm，混凝土達(dá)到75%后按照設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高剔鑿樁頭，以便于下一步施工。

表1 主控項(xiàng)目與一般項(xiàng)目檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

5.11 貫梁施工

施工放線→綁扎鋼筋→支設(shè)模板→澆筑混凝土。采用《主體結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土施工工藝流程及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》。

6 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

主控項(xiàng)目與一般項(xiàng)目檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

7 基坑穩(wěn)定性鑒定及效果證明

基坑降水之前與有資質(zhì)第三方見證單位聯(lián)系，對基坑進(jìn)行周邊建筑物沉降、基坑側(cè)位移進(jìn)行第三方見證。本支護(hù)工程于2012年2月7日開工，2012年4月15日完工。在降水降至設(shè)計(jì)標(biāo)高土方開挖后，水泥止水帷幕成型好，無滲漏，無孔洞。經(jīng)太原理工大學(xué)檢測單位第三方檢測見證，從2012年4月15日降水開始到2012年6月15日基礎(chǔ)回填土結(jié)束，基坑?xùn)|西周圍建筑物和南北馬路沉降及位移均在國家規(guī)范控制范圍內(nèi)。在基坑支護(hù)和降水過程中，施工單位于2012年5月30日和6月15日分別順利安全的完成了基礎(chǔ)工程和基礎(chǔ)回填土工程施工。

8 結(jié)語

對該項(xiàng)“混凝土灌注支護(hù)樁與水泥土止水帷幕墻咬合施工工法”對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了鑒定，該關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。該項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的成功應(yīng)用為在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下施工基坑和降水方案的選擇奠定了良好的基礎(chǔ)，為該領(lǐng)域的施工方法創(chuàng)新探索起到了一定的作用，運(yùn)用前景十分良好。