黃宗文

摘要:結(jié)合實(shí)際工程,介紹了灌注樁在建筑基坑中的應(yīng)用,闡述了方案篩選、方案設(shè)計(jì)以及施工技術(shù)措施。實(shí)踐證明,該工程施工安全可靠,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞:灌注樁基坑技術(shù)措施

1 工程概況

1.1 位置及環(huán)境 該工程地上十一層,地下一層,大部分基底相應(yīng)開挖深度為6.95m。場地南側(cè)為2層的陶藝館,基坑邊距離建筑物基礎(chǔ)最近處只有4.8m。場地的東側(cè)為道路,路下埋有自來水管,距離基坑邊最近為1.5m,埋深2m,該道路的另一側(cè)為6層住宅,距離基坑最近處約6.4m。場地北側(cè)、西側(cè)均埋有電纜、自來水、市政污水管,距離基坑邊最近約6m,埋深為2.1m。由于環(huán)境復(fù)雜,與鄰近建筑物的距離在開挖深度以內(nèi),且市政重要管線需要嚴(yán)加保護(hù),因此將此基坑列為一級基坑。

1.2 工程地質(zhì)情況 場地中西部有一條寬約10m的河道分布,大致星南北走向,地基土主要由第四紀(jì)沖海相松散沉積層組成,基坑開挖影響范圍以內(nèi)的土層分布依次為:①雜填土,層厚0.7~4.2m;②粉質(zhì)粘土,層厚0.0~3.4m;③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,層厚1.5~2.9m;④-1粘土,層厚3.8~ 4.2m;4)-2粉質(zhì)粘土,層厚2.5~3.6m:⑤淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,層厚11.6~13.2m;6)-1粘土,層厚2.0 ~2.7m;⑥-2粉質(zhì)粘土夾粘質(zhì)粉土,層厚1.0~2.0m;⑦粉質(zhì)粘土,層厚11.4~12.2m。地下水屬孔隙潛水型,主要賦存于淺部①、②、③、⑤、⑦層土中,給水來源主要為大氣降水及地表水,地下水受大氣降水及季節(jié)影響較明顯。

2圍護(hù)方案的設(shè)計(jì)

2.1 圍護(hù)支撐方案的比選 方案一:地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐,該方案可有效保證基坑的穩(wěn)定性及變形控制,采用圍護(hù)墻及地下室外墻合成一道地下連續(xù)墻,可以減少施工空間,但是地下連續(xù)墻造價(jià)較高,施工難度較大,對本工程來說綜合經(jīng)濟(jì)性較差。方案二:沉管灌注樁加內(nèi)支撐,沉管樁具有施工速度快,造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn),但是沉管灌注樁在施工過程中,存在振動及擠土效應(yīng),對鄰近建筑和地下管線設(shè)施將有一定的影響,控制圍護(hù)變形不理想。方案三:鉆孔灌注樁加內(nèi)支撐,該方案在基坑的穩(wěn)定性及變形控制方面均有保證,且施工時(shí)對周邊環(huán)境的影響小,產(chǎn)生的噪音較小,對周圍居民生活干擾較小。與沉管灌注樁相比,工程造價(jià)的增加有限,因此,比較適合。

2.2 圍護(hù)方案的設(shè)計(jì) 經(jīng)過對上述方案進(jìn)行比較和分析,確定設(shè)計(jì)方案如下:采用一排鉆孔灌注樁和一道鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式,并設(shè)置一排水泥攪拌樁,作為防滲止水帷幕,基坑內(nèi)局部高差處采用水泥攪拌樁重力式擋墻圍護(hù):東北角局部由于場地的限制,采用Φ800鉆孔灌注樁,作為擋土結(jié)構(gòu),以Φ800無筋鉆孔灌注樁作為止水帷幕。具體的設(shè)計(jì)為:①鉆孔灌注樁Φ700、Φ800,混凝土的強(qiáng)度等級為C25,樁身配筋分別為16Φ22、16Φ25,Φ14@2000加強(qiáng)鋼筋及Φ8@200螺旋箍筋,鋼筋籠采用焊接成型,螺旋箍筋與主筋采用全點(diǎn)焊,樁位Φ700@900,Φ800@1000,樁位偏差不得大于50,垂直度偏差不得大于0.5%,沉渣厚度應(yīng)小于150mm。水泥攪拌樁Φ600@400,采用32.5級普通硅酸鹽水泥,水泥摻量為15%,相鄰施工間歇時(shí)間不大于24小時(shí)。②基坑內(nèi)的豎向立柱支撐樁為新增Φ800支承樁,施工沉渣厚度應(yīng)小于100mm,豎向立柱的上部采用井字形鋼構(gòu)架,角鋼為Q235鋼,焊條為E43,焊接為圍焊,焊縫高度大于8。井形鋼構(gòu)架頂伸入支撐0.4m,下部插入鉆孔灌注樁內(nèi)2.0m,豎向立拄施工時(shí),先鉆孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高放人工程樁鋼筋籠后,再放人預(yù)制的井形鋼構(gòu)架,并與樁主筋焊接,然后再灌注混凝土。③圍護(hù)樁頂增設(shè)一道壓頂梁,以增強(qiáng)圍護(hù)樁整體穩(wěn)定性,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),強(qiáng)度等級為C25?？觾?nèi)水平支撐為鋼結(jié)構(gòu),用工字形鋼梁,以便施工更快捷,以后可循環(huán)利用。更經(jīng)濟(jì)。這樣對基坑整體安全有利,也優(yōu)化了圍護(hù)樁的受力,節(jié)約了施工場地。結(jié)合基坑的平面形狀,支撐平面主要采用對撐,局部布置角撐,這樣既使支撐的受力合理,又使基坑中部留出了較大的挖土空間。該方案經(jīng)過多方專家進(jìn)行可行性論證,一致認(rèn)為此基坑圍護(hù)支撐方案的可行性、安全可靠性均能達(dá)到施工要求,同意按此方案進(jìn)行施工。

3 圍護(hù)樁的主要施工技術(shù)措施

3.1 樁位定位施工時(shí)應(yīng)對樁位分三次定位復(fù)核。在挖埋護(hù)筒前測量一次,在埋設(shè)護(hù)簡后復(fù)測一次,使護(hù)筒中心與樁位偏差不大于50mm,并做好樁位標(biāo)志,然后用水準(zhǔn)儀測量護(hù)筒的標(biāo)高,做好測量記錄。第三次在鉆機(jī)就位后檢測鉆機(jī)是否對準(zhǔn)樁中心標(biāo)記,經(jīng)過三次的定位復(fù)核,確保了樁位定位準(zhǔn)確性。

3.2 護(hù)筒埋設(shè)施工前應(yīng)挖除地下障礙物,埋設(shè)好護(hù)筒,鉆孔樁的護(hù)筒是保護(hù)孔口、隔離上部雜填松散物,防止孔口塌陷的必要措施,也是控制鉆孔灌注樁的定位、標(biāo)高的基準(zhǔn)點(diǎn)。因此每根工程樁施工前必須埋設(shè)護(hù)筒,護(hù)筒選用大于樁徑10cm的鋼制護(hù)筒,埋入深度以滿足隔離雜填土、防止孔口塌陷為準(zhǔn),護(hù)筒外周邊間隙用粘土回填并搗實(shí),以確保護(hù)筒穩(wěn)定牢靠。

3.3 成孔控制本工程采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔,成孔施工中,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)土層的性質(zhì)、分布狀況、深度分析,選擇合理的鉆進(jìn)參數(shù),并采用人造泥漿輕壓慢鉆,以保證成孔的垂直度,臨近終孔時(shí)放慢鉆速,及時(shí)排出鉆屑,減少孔內(nèi)的沉渣,并適度加大泥漿的相對密度。在施工過程中,經(jīng)過多次試驗(yàn),最后將泥漿性能指標(biāo)控制在如下范圍內(nèi)(表1),確保鉆孔灌注樁泥漿護(hù)壁的質(zhì)量。

3.4 鋼筋籠的制作與安裝如果鋼筋籠安放時(shí)間過長,不但導(dǎo)致孔底沉渣過厚,鋼筋籠難以下放,還會影響周圍土體的變形,為了加快鋼筋籠的施工速度,縮短鋼筋籠的焊接時(shí)間,減少孔底沉渣的厚度,在孔口焊接鋼筋籠時(shí)。采用3臺電焊機(jī)同時(shí)進(jìn)行焊接,鋼筋籠吊放時(shí)一定要對準(zhǔn)鉆孔的中心。緩慢下放,一定要防止碰壁、防止鋼筋籠變形,這樣就能夠保證泥漿護(hù)壁不被破壞,鋼筋籠能順利安放。

3.5 水下混凝土的灌注首先要保證導(dǎo)管的質(zhì)量,特別是導(dǎo)管的連接處,應(yīng)具有良好的密封性,以及較強(qiáng)的剛度。導(dǎo)管下入孔內(nèi),通過對混凝土達(dá)到埋管高度時(shí),導(dǎo)管內(nèi)的混凝土壓力與導(dǎo)管外泥漿壓力平衡所需高度計(jì)算,第一斗采用大斗裝1.5m。左右混凝土一次性灌入,能保證混凝土的初灌量,以后保證灌注的連續(xù)性,導(dǎo)管埋深控制在2m~4m之間,混凝土灌注速度不小于20m3/h,灌注時(shí)間不超過4h,在灌注過程中,要定時(shí)測量混凝土高度,并做好記錄。在設(shè)置隔水栓時(shí),隔水栓選用環(huán)膽或鐵板,禁止使用砂包或其他代用品。

4 應(yīng)用效果

4.1 基坑開挖及施工情況土方開挖至鉆孔灌注樁的樁頂標(biāo)高時(shí),進(jìn)行壓頂梁的施工,混凝土強(qiáng)度達(dá)到80% 時(shí),進(jìn)行水平支撐施工,然后進(jìn)行土方開挖。開挖后,發(fā)現(xiàn)鉆孔灌注樁的圍護(hù)效果比較理想,周邊環(huán)境沒有發(fā)生明顯的改變,基坑底部比較干燥,無地表水滲入現(xiàn)象。

4.2 監(jiān)測結(jié)果按照規(guī)范要求,對圍護(hù)剖面進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果均滿足規(guī)范要求。對地域深層土體的水平位移(測斜管監(jiān)測)、鋼結(jié)構(gòu)支撐的軸力和周圍建筑的沉降進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測預(yù)警值為:水平位移預(yù)警值累計(jì)最大水平位移25mm,或連續(xù)3天位移速率大于3mm/d。鋼結(jié)構(gòu)支撐的軸力預(yù)警值為1200kN,周圍建筑最大沉降量為20mm。在基坑開挖及地下室施工過程中每天觀測2次,并有專人每天24小時(shí)注意觀察圍護(hù)樁之間是否有水滲漏。監(jiān)測的結(jié)果為:最大深層土體的水平位移為19.6mm,基坑開挖鋼結(jié)構(gòu)支撐軸力最大為371kN,周圍建筑最大沉降量為13mm。觀測結(jié)果均符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。定期觀察沒有發(fā)現(xiàn)任何異常。在施工過程中,基坑位移控制較好,基坑開挖對周圍建筑物、周邊道路市政管線設(shè)施基本沒有影響,基坑施工對周圍居民正常生活的影響較小,證明了此方案安全、可靠有效、經(jīng)濟(jì)合理。

參考文獻(xiàn):

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