復(fù)雜環(huán)境條件下深基坑咬合樁質(zhì)量控制研究

成 斌

（上海一測(cè)建設(shè)咨詢(xún)有限公司， 上海 200011）

復(fù)雜環(huán)境條件下深基坑咬合樁質(zhì)量控制研究

成 斌

（上海一測(cè)建設(shè)咨詢(xún)有限公司， 上海 200011）

結(jié)合工程實(shí)踐，重點(diǎn)闡述在復(fù)雜環(huán)境條件下遇地下障礙物采用360°全回旋套管鉆機(jī)進(jìn)行咬合樁施工的工藝、質(zhì)量控制要點(diǎn)，確保基坑及周邊環(huán)境安全。

深基坑；咬合樁；硬法切割；控制要點(diǎn)；基坑安全

1 工程概況

上海靜安區(qū)梅村基地項(xiàng)目位于上海市靜安區(qū)萬(wàn)航渡路716 弄 ～794 弄地塊，擬建物為 2 層地下室，基坑深 -11 m，地上 17～22 層，4 棟辦公、住宅、公寓式辦公及商業(yè)配套設(shè)施，建筑面積 7.6 萬(wàn) m2?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁、三軸水泥土攪拌樁，設(shè)置兩道鋼筋混凝土支撐。

三軸攪拌樁在施工 B-1/B-N 軸線(xiàn)圍護(hù)體開(kāi)挖溝槽的過(guò)程中，挖掘出一個(gè)廢棄兩層的地下人防設(shè)施，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)初步探明的地下人防位置，其走向基本平行于圍護(hù)體，其外形尺寸寬約 8.00 m，長(zhǎng)約 60.00 m(B-N 軸～B-F 軸之間)，深度為6.50 m 左右。圍護(hù)體正好從地下人防設(shè)施中部貫通，同時(shí)場(chǎng)地外已有的一根架空煤氣管道也架設(shè)在地下人防設(shè)施上。

本工程擬建場(chǎng)地環(huán)境復(fù)雜，四周均被居民樓、學(xué)校環(huán)抱。萬(wàn)航渡路屬于交通繁忙地段，且周邊只有萬(wàn)航渡路一條交通道路，下面分布有較多管線(xiàn)，主要有雨水管、污水管、信息管、配水管、煤氣管以及供電電纜等，為施工中的交通運(yùn)輸帶來(lái)較大的難度。

2 咬合樁設(shè)計(jì)

綜合考慮本施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地條件和周?chē)h(huán)境，確定本工程 B-N 軸～B-F 軸之間采用全套管咬合樁，咬合樁外側(cè)止水采用高壓旋噴樁，施工時(shí)需切割 3 層鋼筋混凝土人防障礙。咬合灌注樁直徑為 1 000 mm，互相咬合 300 mm，樁間距為700 mm，樁長(zhǎng) 31.7 m，樁數(shù)為 81 根，間隔施工；坑內(nèi)加固采用三重管高壓旋噴樁φ800@600，水泥摻量為 25%，樁長(zhǎng)4 m，樁數(shù) 260 根。

3 咬合樁施工工藝、施工順序

咬合樁施工工藝流程如圖 1 所示，施工順序如圖 2 所示。

圖1 咬合樁施工工藝流程

圖2 咬合樁施工順序

4 硬法切割鉆孔咬合樁施工工藝原理

4.1 傳統(tǒng)咬合樁施工工藝特點(diǎn)

傳統(tǒng)咬合樁施工工藝較成熟，但在實(shí)際施工中，傳統(tǒng)咬合樁施工工藝仍有許多不足，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1)傳統(tǒng)咬合樁施工主要靠超緩凝劑緩凝時(shí)間長(zhǎng)短，如受到外界其他因素影響，A 樁成樁時(shí)間增加超過(guò)緩凝劑緩凝的時(shí)間，就直接影響 B 樁咬合成樁，影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量及安全。

(2)傳統(tǒng)咬合樁采用超緩凝劑，由于 B 樁成樁過(guò)程中受水沖刷，對(duì) A 樁樁身質(zhì)量造成一定的影響。

(3)傳統(tǒng)咬合樁施工機(jī)械如遇到較大面積地下障礙物將給施工帶來(lái)困難，必須先進(jìn)行清障處理，然后回填土分層壓實(shí)再進(jìn)行咬合樁施工。本項(xiàng)目如采用傳統(tǒng)施工工藝既延滯工期，也帶來(lái)較大的安全隱患。

4.2 硬法切割咬合樁施工工藝特點(diǎn)

硬法切割咬合樁施工是待 A 樁樁身混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，采用 360° 全回轉(zhuǎn)套管機(jī)鎢鋼刀鉆頭切割 A 樁成孔，再按施工程序下放鋼筋籠澆筑混凝土形成咬合樁，主要特點(diǎn)表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

(1)硬法切割咬合樁克服了傳統(tǒng)咬合樁相鄰樁混凝土易出現(xiàn)的管涌現(xiàn)象。

(2)采用硬法切割施工工藝，不需依靠超緩凝劑來(lái)施工咬合樁，可以應(yīng)用到地下有障礙物的復(fù)雜圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程中，是一種集清障、圍護(hù)及止水的新型圍護(hù)施工技術(shù)，確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量及工程進(jìn)度。

5 咬合樁質(zhì)量控制要點(diǎn)

5.1 導(dǎo)墻施工

為保證咬合樁定位準(zhǔn)確，需首先在樁頂部澆筑鋼筋混凝土導(dǎo)墻，重點(diǎn)控制以下要點(diǎn)。

(1)場(chǎng)地平整：應(yīng)將樁頂部地面上的雜物清理干凈，并將地面整平、壓實(shí)。

(2)樁位放線(xiàn)：采用全站儀或經(jīng)線(xiàn)儀根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)測(cè)放控制點(diǎn)，并按程序報(bào)監(jiān)理復(fù)核。

(3)開(kāi)挖導(dǎo)墻溝槽：樁位放線(xiàn)經(jīng)監(jiān)理復(fù)核通過(guò)后，即可開(kāi)挖導(dǎo)墻溝槽，開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

(4)綁扎鋼筋：導(dǎo)墻溝槽經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求加工、安裝導(dǎo)墻鋼筋，自檢合格后填寫(xiě)隱蔽工程報(bào)驗(yàn)單、報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下道工序施工。

(5)安裝模板：導(dǎo)墻模板采用半圓形整體鋼模，檢查模板位置、尺寸及牢固度，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格方可澆筑導(dǎo)墻混凝土。

(6)澆筑導(dǎo)墻混凝土：咬合樁導(dǎo)墻采用 C30 混凝土混凝土，厚度為 500 mm，混凝土澆筑時(shí)兩邊對(duì)稱(chēng)澆筑，采用振搗器振搗密實(shí)，并安排專(zhuān)人檢查模板位置、尺寸。

5.2 鉆機(jī)就位

導(dǎo)墻模板拆除以模板拆除時(shí)棱角不破壞為準(zhǔn)，并將咬合樁中線(xiàn)引測(cè)到導(dǎo)墻混凝土頂面上，用紅色油漆做好標(biāo)記，360° 全回旋套管鉆機(jī)就位須等導(dǎo)墻混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，以同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度檢測(cè)報(bào)告為準(zhǔn)。

(1)檢查和校正鉆機(jī)套管的順直度。逐一檢查和校正單節(jié)套管的順直度，按設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)配置套管并一一試拼，進(jìn)行編號(hào)管理，確保樁身套管順直。

(2)檢查套管垂直度。按編號(hào)安裝套管，安裝完畢采用經(jīng)緯儀從互相垂直的兩個(gè)方向測(cè)量垂直度，符合規(guī)范要求后方可開(kāi)始鉆孔，保證樁身垂直度。

5.3 取土成孔

360° 全回旋套管鉆機(jī)就位后，按編號(hào)吊裝第一節(jié)套管，測(cè)量和校正套管垂直度，開(kāi)始鉆孔下壓套管，一次鉆入深度通常為 3 m～5 m，采用抓斗從套管內(nèi)進(jìn)行取土，一邊抓土、一邊向下鉆壓套管，檢查成孔直徑須符合設(shè)計(jì)樁徑要求。加強(qiáng)對(duì)坑內(nèi)、外潛水位及承壓水位的監(jiān)測(cè)，避免對(duì)咬合樁成樁造成影響，應(yīng)符合以下要求。

(1)360° 全回旋套管鉆機(jī)下壓套管時(shí)，抓斗取土面應(yīng)高于套管底口 2.5 m 以上。

(2)終孔時(shí)抓斗取土面應(yīng)高于套管底口不小于 1.5 m。

(3)接管時(shí)應(yīng)按序接管，檢測(cè)垂直度，地面以上應(yīng)預(yù)留套管長(zhǎng)度不小于 1.2 m。

(4)360 度全回旋套管鉆機(jī)成樁過(guò)程中，應(yīng)采用經(jīng)緯儀從兩個(gè)方向?qū)μ坠苓M(jìn)行垂直度監(jiān)測(cè)，及時(shí)糾正垂直度偏差，整根套管的垂直度偏差應(yīng)小于 1/300。

(5)咬合樁成孔后套管隨混凝土澆筑逐段拔起，套管拔除時(shí)須控制拔起速度，不得強(qiáng)拔，確保咬合樁成樁質(zhì)量。

5.4 鋼筋籠制作與吊放

(1)分段制作鋼筋籠。根據(jù)設(shè)計(jì)要求分段制作咬合樁鋼筋籠，進(jìn)行編號(hào)管理，每段鋼筋籠間考慮鋼筋搭接焊長(zhǎng)度。

(2)鋼筋籠主筋混凝土保護(hù)層允許偏差為 20 mm。鋼筋籠上應(yīng)設(shè)圓形保護(hù)層墊塊，設(shè)置數(shù)量每節(jié)鋼筋籠不應(yīng)少于 2組。

(3)螺旋箍筋與主筋的連接應(yīng)采用電弧焊點(diǎn)焊連接。

(4)為有效控制鋼筋籠施工質(zhì)量，避免在起吊、運(yùn)輸和安裝中發(fā)生變形，鋼筋籠應(yīng)按設(shè)計(jì)要求每隔 2 m 設(shè)置一道加強(qiáng)箍筋。

(5)避免鋼筋籠上浮現(xiàn)象，為防止鋼筋籠安裝后、混凝土澆筑之前鋼筋籠上浮，在首節(jié)鋼筋籠底部焊接比鋼筋籠直徑略小的鋼板，增加鋼筋籠的抗浮能力。

5.5 灌注混凝土

(1)每根咬合樁樁混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，澆筑的混凝土充盈系數(shù)應(yīng)大于 1，樁頂部 4 m 范圍內(nèi)可采用插入式振搗器振搗密實(shí)。

(2)采用 C30 水下混凝土導(dǎo)管法施工，混凝土初灌量應(yīng)埋入導(dǎo)管不小于 1.0 m。咬合樁混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，隨澆隨提導(dǎo)管，導(dǎo)管埋入深度應(yīng)不得小于 2 m。

(3)鋼套管也應(yīng)邊澆筑混凝土邊拔除，須確保混凝土面高出套管底部不得小于 2.5 m，套管應(yīng)逐節(jié)拔出，逐節(jié)拆除。

(4)在咬合樁混凝土澆筑至最后，應(yīng)先拔出鋼套管再拔除混凝土導(dǎo)管，測(cè)量樁頂標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再拔出混凝土導(dǎo)管。

6 咬合樁施工質(zhì)量通病預(yù)防

6.1 孔口定位誤差的控制

A、B 咬合樁的咬合量直接影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量。為確保咬合樁從下至下均有足夠的咬合量導(dǎo)墻施工很重要，而導(dǎo)墻中咬合樁孔口定位很關(guān)鍵，導(dǎo)墻孔口位置尺寸的偏差將影響到咬合樁咬合量。因此，須采用全站儀或經(jīng)緯儀測(cè)量控制點(diǎn)，確保位置準(zhǔn)確。根據(jù)設(shè)計(jì)樁徑放大 20 mm 安裝半圓形整體鋼模，確保模板的位置、尺寸、標(biāo)高準(zhǔn)確無(wú)誤，并經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后方可澆筑導(dǎo)墻混凝土。

6.2 單樁垂直度的控制

為了確保咬合樁成樁質(zhì)量，保證 A、B 咬合樁的咬合量，除了導(dǎo)墻孔口定位控制外，咬合樁成樁垂直度的控制尤為重要。根據(jù)專(zhuān)家評(píng)審意見(jiàn)咬合樁垂直度控制標(biāo)準(zhǔn)為 1/300，主要從以下幾點(diǎn)控制咬合樁成樁垂直度。

(1)檢查和校正鋼套管質(zhì)量。施工之前應(yīng)逐根檢查鋼套管外觀(guān)質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)鋼套管外觀(guān)變形、破損的，應(yīng)及時(shí)剔除或校正到位，專(zhuān)人負(fù)責(zé)檢查，確保每節(jié)鋼套管外觀(guān)質(zhì)量良好、順直。

(2)咬合樁成樁過(guò)程中垂直度控制。在咬合樁互相垂直的兩個(gè)方向采用經(jīng)緯儀測(cè)量鋼套管的垂直度，首節(jié)鋼套管就位后應(yīng)開(kāi)始從兩個(gè)方向測(cè)量垂直度，并及時(shí)調(diào)整到位，成樁過(guò)程應(yīng)安排專(zhuān)人全過(guò)程監(jiān)測(cè)鋼套管垂直度，成樁過(guò)程中除施工單位技術(shù)員測(cè)量外，監(jiān)理單位監(jiān)理工程師也應(yīng)進(jìn)行過(guò)程檢查垂直度，發(fā)現(xiàn)有偏差現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)予以糾正。

(3)咬合樁施工過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過(guò)大，應(yīng)及時(shí)組織各參建單位召開(kāi)專(zhuān)題會(huì)議，分析原因，及時(shí)采取有效措施進(jìn)行糾正，確保咬合樁成樁質(zhì)量。

6.3 克服鋼筋籠上浮的方法

咬合樁成樁過(guò)程中，鋼筋籠經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。因此，在施工之前應(yīng)制定有效的預(yù)防鋼筋籠上浮的有效措施，主要方法有以下幾點(diǎn)。

(1)增加鋼筋籠自重。在鋼筋籠底部焊接鋼板，預(yù)防鋼筋籠上浮。

(2)咬合樁鋼筋籠安裝完成后，混凝土澆筑時(shí)間不得過(guò)長(zhǎng)。應(yīng)安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作，提前聯(lián)系混凝土廠(chǎng)家預(yù)計(jì)何時(shí)能澆筑混凝土，計(jì)算好時(shí)間，鋼筋籠下放完成后即刻澆筑混凝土能有效控制鋼筋籠上浮現(xiàn)象。

(3)鋼筋籠加強(qiáng)箍筋須按設(shè)計(jì)要求焊接到位，螺旋箍筋與主筋點(diǎn)焊到位，確保鋼筋籠足夠牢固，避免在轉(zhuǎn)運(yùn)、安裝過(guò)程中鋼筋籠發(fā)生變形現(xiàn)象，鋼套管、導(dǎo)管在拔除過(guò)程中不得用力過(guò)猛，以免將鋼筋籠一起拔起上浮。

7 結(jié) 語(yǔ)

本基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，遇地下二層廢棄人防障礙物，三軸水泥土攪拌樁止水帷幕、鉆孔灌注樁圍護(hù)樁調(diào)整為咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式。施工之前根據(jù)滬建交(2002)645 號(hào)文件要求對(duì)基坑方案作重大調(diào)整，由原評(píng)審機(jī)構(gòu)重新組織了專(zhuān)項(xiàng)評(píng)審。監(jiān)理方嚴(yán)格按規(guī)范和施工方案對(duì)每一根樁進(jìn)行檢查驗(yàn)收，混凝土灌注全程實(shí)施了旁站監(jiān)督，并對(duì)咬合樁進(jìn)行了 100% 超聲波透射法樁身完整性檢測(cè)。81 根咬合樁檢測(cè)結(jié)果全部合格，一類(lèi)樁達(dá)到 95%，無(wú)三類(lèi)樁。深基坑土方開(kāi)挖后，咬合樁位置、垂直度、外觀(guān)質(zhì)量均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求；止水效果較好，未出現(xiàn)漏水現(xiàn)象；周邊管線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)正常。正是這種嚴(yán)格要求、精益求精的精神，保證了咬合樁施工質(zhì)量，確保了基坑及周邊環(huán)境安全。實(shí)踐證明：360° 全回轉(zhuǎn)套管硬法切割咬合樁可以應(yīng)用于地質(zhì)復(fù)雜、地下障礙物的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。不僅方便施工，保證質(zhì)量，且能減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。

通信地址：上海市西藏南路765號(hào)A座1201室 上海一測(cè)建設(shè)咨詢(xún)有限公司。

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1007-4104(2015)04-0066-03

2015-02-05

成斌(1977—)，男，大學(xué)本科，工程師，注冊(cè)監(jiān)理工程師、注冊(cè)一級(jí)建造師。