超大面積上蓋地鐵停車(chē)場(chǎng)的群樁施工關(guān)鍵技術(shù)

張友杰 郭志鑫 秦天宇 楊軍偉 朱永強(qiáng)

中國(guó)建筑第八工程局有限公司總承包公司 上海 201204

在采用多臺(tái)樁機(jī)同時(shí)進(jìn)行鉆孔灌注樁施工時(shí)，常規(guī)的沉渣厚度測(cè)量、鋼筋籠螺旋箍加工及泥漿外運(yùn)等方法已不適應(yīng)超大面積群樁施工的需要，主要原因是施工過(guò)程中沉渣厚度測(cè)量速度慢、鋼筋籠加工速度慢等，同時(shí)群樁施工過(guò)程中產(chǎn)生的廢泥漿量大，且泥漿外運(yùn)的受限因素較多，從而制約了鉆孔灌注樁群樁的施工進(jìn)度[1-3]。

因此，必須對(duì)傳統(tǒng)的施工工藝進(jìn)行創(chuàng)新，研究出新的施工工藝，在確保群樁施工質(zhì)量的前提下加快施工進(jìn)度。

1 工程概況

上海軌道交通18號(hào)線航頭停車(chē)場(chǎng)地塊上蓋板地建設(shè)項(xiàng)目A標(biāo)占地面積約137 000 m2，總建筑面積235 000 m2。本工程場(chǎng)地面積大，采用鉆孔灌注樁樁基，共有鉆孔灌注樁10 025根。具體如下：

1）B1區(qū)共計(jì)1 008根灌注樁，其中φ800 mm鉆孔灌注樁573根，φ1 000 mm鉆孔灌注樁435根。B2區(qū)共計(jì)1 316根灌注樁，其中φ800 mm鉆孔灌注樁617根，φ1 000 mm鉆孔灌注樁699根。B3區(qū)共計(jì)778根灌注樁，其中φ800 mm鉆孔灌注樁373根，φ1 000 mm鉆孔灌注樁405根。B4區(qū)共計(jì)827根灌注樁，其中φ800 mm鉆孔灌注樁370根，φ1 000 mm鉆孔灌注樁457根。B5區(qū)共計(jì)576根灌注樁，其中φ800 mm鉆孔灌注樁421根，φ1 000 mm鉆孔灌注樁155根。B6區(qū)共計(jì)741根灌注樁，其中φ800 mm鉆孔灌注樁281根，φ1 000 mm鉆孔灌注樁460根。B7區(qū)共計(jì)1 051根灌注樁，其中φ800 mm鉆孔灌注樁362根，φ1 000 mm鉆孔灌注樁689根。B區(qū)鉆孔灌注樁樁長(zhǎng)分別為43、46、47、50 m。

2）B區(qū)軌道樁共計(jì)978根，樁長(zhǎng)28 m，樁徑均為600 mm。

3）C區(qū)灌注樁共計(jì)867根，其中φ800 mm的灌注樁711根，φ1 000 mm的灌注樁156根。C區(qū)鉆孔灌注樁樁長(zhǎng)分別為37、42 m。

4）F區(qū)域灌注樁共計(jì)1 847根，樁徑均為600 mm，樁長(zhǎng)均為40 m。

5）天橋01、天橋02共計(jì)36根，樁徑均為800 mm，樁長(zhǎng)均為40 m。

6）樁身混凝土采用水下C35混凝土，灌注樁鋼筋為HRB400鋼筋，螺旋筋與主筋點(diǎn)焊。樁身主筋的混凝土保護(hù)層厚度為50 mm，樁頂嵌入承臺(tái)100 mm。

2 技術(shù)特點(diǎn)與難點(diǎn)

1）本工程灌注樁總數(shù)多，工程量較大，施工周期長(zhǎng)，樁徑、樁長(zhǎng)種類(lèi)較多。

2）鉆孔灌注樁數(shù)量較大，相應(yīng)的沉渣厚度測(cè)量工作量也大。因此，如何控制沉渣厚度的測(cè)量精度，提高沉渣厚度的測(cè)量速度，成為了樁基施工過(guò)程中極為重要的一個(gè)問(wèn)題。目前，成樁前的沉渣厚度測(cè)量一般采用重錘法、測(cè)針測(cè)餅法、沉渣儀法等。現(xiàn)有的方法受人為因素影響大，操作煩瑣，測(cè)量誤差大，實(shí)用性不強(qiáng)。尤其對(duì)于大體量的基礎(chǔ)設(shè)施工程，樁基工程量是普通工程的幾倍，如果使用傳統(tǒng)的測(cè)量方法，累計(jì)將會(huì)消耗大量的時(shí)間和人工，無(wú)論從工程進(jìn)度還是成本考慮，都十分有必要研究出一種新的沉渣厚度測(cè)量方法。

3）本項(xiàng)目樁基施工高峰時(shí)期一天成樁將近150根，每根樁6節(jié)鋼筋籠，即每天將近900節(jié)鋼筋籠。灌注樁鋼筋施工要點(diǎn)為縱向鋼筋的單面焊接質(zhì)量以及鋼筋籠箍筋的間距和焊接質(zhì)量。傳統(tǒng)的施工方法存在箍筋分布不均勻、間距誤差大、箍筋松垮、焊接前與縱筋間距過(guò)大等問(wèn)題。

4）上海地區(qū)對(duì)施工環(huán)保要求較高，施工過(guò)程產(chǎn)生的泥漿嚴(yán)禁隨意排放，需運(yùn)送到指定區(qū)域。同時(shí)，在重大政治、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)期間，泥漿外運(yùn)會(huì)受到相關(guān)限制，如何持續(xù)有效地處理鉆孔灌注樁施工過(guò)程中產(chǎn)生的泥漿，也是本工程樁基施工過(guò)程中的一大難題。

3 采取的措施

3.1 全過(guò)程質(zhì)量控制

在施工過(guò)程中，安排專(zhuān)人進(jìn)行“一樁一控”，即對(duì)測(cè)量放線、樁位放樣、開(kāi)孔、鉆孔、鋼筋籠加工及下放、導(dǎo)管下放、清孔及混凝土澆筑等全過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量控制，確保灌注樁成形質(zhì)量。主要對(duì)測(cè)量復(fù)核、樁位放樣和開(kāi)孔等進(jìn)行控制，其他工序按常規(guī)控制。

1）測(cè)量復(fù)核：項(xiàng)目根據(jù)業(yè)主提供的測(cè)量成果報(bào)告書(shū)每個(gè)月對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，并上報(bào)監(jiān)理確認(rèn)。

2）樁位放樣：場(chǎng)地整平后，采用坐標(biāo)法用全站儀精確測(cè)定樁孔位置，對(duì)于通視條件較差的區(qū)域采用GPS定位儀進(jìn)行樁位定位，避免轉(zhuǎn)點(diǎn)造成的誤差。技術(shù)員現(xiàn)場(chǎng)全過(guò)程跟蹤放樣，并對(duì)測(cè)設(shè)成果進(jìn)行復(fù)核。

3）開(kāi)孔控制：樁位經(jīng)監(jiān)理復(fù)核確認(rèn)后，由分包單位提交申請(qǐng)，由總包單位對(duì)樁機(jī)檢測(cè)、人員教育、操作交底、鉆機(jī)定位等進(jìn)行檢查后，方可鉆孔。

3.2 新型孔底沉渣厚度測(cè)量工具的應(yīng)用

針對(duì)灌注樁沉渣厚度檢查困難的情況，通過(guò)對(duì)以往灌注樁沉渣厚度測(cè)量方法的分析和總結(jié)，研發(fā)出一種新型的灌注樁孔底沉渣厚度測(cè)量工具（專(zhuān)利號(hào)：ZL 201721797068.2），有效地減少了灌注樁沉渣厚度的測(cè)量時(shí)間，提高了測(cè)量結(jié)果的精確度。其設(shè)計(jì)構(gòu)造如圖1所示。

圖1 沉渣厚度測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)構(gòu)造

現(xiàn)場(chǎng)施工中通過(guò)利用牽引繩，將沉渣厚度測(cè)量?jī)x徐徐伸入樁孔內(nèi)，底部沉渣從過(guò)濾篩網(wǎng)涌入，隨著底部沉渣增多開(kāi)始擠壓沉渣內(nèi)勁圈，把測(cè)量?jī)x沉入孔底，通過(guò)沉渣的擠壓，內(nèi)勁圈逐步上升，并跳過(guò)卡環(huán)，從而獲得相應(yīng)的沉渣厚度數(shù)據(jù)。

本工程鉆孔灌注樁共有10 025根，每根需清孔2次，故共需進(jìn)行20 050次沉渣厚度測(cè)量。根據(jù)項(xiàng)目部測(cè)算，傳統(tǒng)測(cè)量方法每次約需要15 min，而使用新型沉渣厚度測(cè)量工具則只需要約5 min。合計(jì)共可節(jié)省時(shí)間約3 342 h，合計(jì)418人工，創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。本測(cè)量工具具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量便利、測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性高等特點(diǎn)，能夠避免人為的影響，具有較大的實(shí)用性。

3.3 采用半自動(dòng)滾籠機(jī)進(jìn)行鋼筋籠加工焊接

半自動(dòng)滾籠機(jī)施工順序如下：焊制內(nèi)環(huán)加強(qiáng)箍筋→加強(qiáng)箍筋與縱筋連接→綁扎箍筋→箍筋與縱筋焊接。

與傳統(tǒng)方法相比，采用半自動(dòng)滾籠機(jī)制作鋼筋籠的最大優(yōu)點(diǎn)在于外環(huán)箍施工質(zhì)量較好。

采用半自動(dòng)滾籠機(jī)綁扎箍筋的流程如下：設(shè)備使用時(shí)先檢查儀表和電機(jī)正反轉(zhuǎn)是否正常，將盤(pán)筋放置在盤(pán)筋托架上，把調(diào)直機(jī)升到頂端，調(diào)直機(jī)與盤(pán)筋上端總保持平行。為使鋼筋籠骨架在兩滾筒上平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在鋼筋籠骨架未滾至兩滾筒之間前，先在兩端各焊上一圈箍筋以防跳動(dòng)。鋼筋籠骨架滾放至兩滾筒之間時(shí)，盤(pán)筋通過(guò)行走車(chē)上的鋼筋調(diào)直機(jī)后與鋼筋籠骨架端部焊接，設(shè)定好行走車(chē)速度參數(shù)，同時(shí)開(kāi)動(dòng)滾筒電機(jī)、鋼筋調(diào)直機(jī)電機(jī)和行走車(chē)電機(jī)，隨著鋼筋籠的旋轉(zhuǎn)和行走車(chē)的移動(dòng)，盤(pán)筋被均勻地纏繞在鋼筋籠骨架上。采用該方法，只需要先調(diào)好箍筋間距，再開(kāi)動(dòng)機(jī)器進(jìn)行鋼筋籠箍筋的綁扎，即可綁扎出箍筋間距控制效果極好的鋼筋籠。綁扎完成后，停止機(jī)器運(yùn)行，焊接端頭箍筋并截?cái)?，從而完成鋼筋籠的箍筋綁扎工作。整套工序完成后，箍筋會(huì)箍得特別緊，也保證了焊接質(zhì)量，不會(huì)出現(xiàn)脫焊的情況。

用傳統(tǒng)方法綁扎的鋼筋籠箍筋往往箍不緊，且間距把握不好，容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。半自動(dòng)滾籠機(jī)很好地解決了這些問(wèn)題。另外，采用傳統(tǒng)方法綁扎箍筋后，需要用夾具控制其間距，焊接時(shí)比較麻煩，既要把握間距，又要保證箍緊，質(zhì)量不易把控。而采用半自動(dòng)滾籠機(jī)加工的鋼筋籠只需要在需焊接的地方進(jìn)行焊接即可，不用考慮箍緊度及鋼筋間距。

3.4 廢泥漿的高效處理

本項(xiàng)目采用了最新的泥漿分離器。該機(jī)器可以有效地將產(chǎn)生的泥漿分離為施工用水及黏土。在場(chǎng)地東北角設(shè)置2臺(tái)泥漿分離器，同時(shí)設(shè)置堆土場(chǎng)地和集水池。在場(chǎng)地設(shè)置若干個(gè)泥漿池，通過(guò)泥漿泵將廢漿倒運(yùn)抽至泥漿分離器內(nèi)進(jìn)行泥水分離。泥漿分離器在運(yùn)作過(guò)程中需設(shè)置后臺(tái)系統(tǒng)，所有的泥漿要添加石灰，以調(diào)節(jié)泥漿的黏稠度，滿(mǎn)足黏稠度要求后再通過(guò)分離器的過(guò)濾系統(tǒng)，分離出黏土和水。

分離出來(lái)的黏土通過(guò)裝載機(jī)運(yùn)到附近設(shè)置的堆土場(chǎng)。黏土經(jīng)過(guò)翻曬后可作基坑和地基回填處理，不外運(yùn)。分離出來(lái)的水通過(guò)集水池收集，可用于施工道路沖洗、場(chǎng)地沖洗和混凝土養(yǎng)護(hù)等。

4 結(jié)語(yǔ)

在超大面積上蓋地鐵停車(chē)場(chǎng)群樁施工過(guò)程中，研發(fā)了一種新型的灌注樁孔底沉渣厚度測(cè)量工具以快速測(cè)量沉渣厚度，并采用半自動(dòng)滾籠機(jī)進(jìn)行鋼筋籠加工以及采用泥漿分離器處理廢泥漿。這些技術(shù)的運(yùn)用，確保了鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了廢泥漿零排放，施工綠色環(huán)保，代表了當(dāng)今鉆孔灌注樁施工的主流方向，可為類(lèi)似工程施工提供借鑒和參考。