王延明

中核華辰建筑工程有限公司 甘肅嘉峪關(guān) 735100

1 工程概述

1.1 工程概況和特點(diǎn)

某核工程建設(shè)地點(diǎn)于甘肅礦區(qū)，基坑支護(hù)由鋼筋混凝土樁和素混凝土樁相互搭接形成的排樁支護(hù)及止水帷幕體系，排樁共計(jì)181根。局部布置預(yù)應(yīng)力錨索，根數(shù)據(jù)基巖面深度動態(tài)調(diào)整。

1.2 工程地質(zhì)條件

由于該基坑位于既有基坑內(nèi)部，其支護(hù)頂面標(biāo)高-15.35～-17.50m，上部土層已經(jīng)開挖，因此，場地地層主要由第三系上新統(tǒng)和前震旦系敦煌群變質(zhì)巖組成，該子項(xiàng)場區(qū)普遍分布細(xì)砂、強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖、中等風(fēng)化花崗片麻巖，在部分鉆孔中揭露黏土夾薄層粉砂。

（1）水文地質(zhì)條件。本項(xiàng)目已有基坑采用了管井降水方案，場地內(nèi)地下水位降至-18.0m左右標(biāo)高。地下水類型為孔隙潛水。

（2）基坑周圍環(huán)境情況。本項(xiàng)目為坑中坑，位于已有基坑內(nèi)的南部，其東南和西南側(cè)與已有基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)（支護(hù)形式為：地下水位以上為土釘墻，地下水位以下為樁錨，樁長17.5m，5道錨索長度16.0m-25.5m）相鄰，水平距離為2.1m，最大開挖深度為3.4m，采用懸臂樁支護(hù)?？又锌?xùn)|北側(cè)有在建筏板基礎(chǔ)施工，西北側(cè)場地開闊，最大開挖深度為9.0m，采用樁錨支護(hù)或懸臂樁支護(hù)[1]。

2 施工工藝技術(shù)

2.1 技術(shù)參數(shù)

（1）圍護(hù)樁由支護(hù)樁和帷幕樁相互搭接組成。支護(hù)樁：樁徑800mm，間距1400mm，樁端進(jìn)入中風(fēng)化基巖不少于2.0m，混凝土強(qiáng)度等級C30，塌落度200±20mm。

（2）帷幕樁：樁徑800mm，間距1400mm，樁端進(jìn)入中風(fēng)化基巖不少于0.5m，混凝土強(qiáng)度等級C15，塌落度200±20mm。

（3）冠梁：平面尺寸1000×600mm，混凝土強(qiáng)度等級C30。（4）其他主要材料：

鋼筋：支護(hù)樁及冠梁主筋為HRB400，箍筋為HPB300。

鋼絞線：公稱直徑15.2mm，強(qiáng)度等級1860MPa。

水泥：P.O42.5水泥。

所有主材進(jìn)場經(jīng)見證取樣復(fù)檢合格后方可使用。

2.2 總體工藝流程

2.3 圍護(hù)樁施工方案

根據(jù)本工程的地勘資料，該工程機(jī)械鉆孔灌注樁成孔采用旋挖鉆機(jī)，鉆機(jī)設(shè)備選用1臺徐工集團(tuán)280型旋挖鉆機(jī)及1臺460打拔機(jī)。

圍護(hù)樁整體施工順序?yàn)橄仁┕め∧粯叮龠M(jìn)行支護(hù)樁的施工，相鄰樁施工的時(shí)間間隔應(yīng)不小于12h，跳打方式見圖1（圖中數(shù)字表示施工順序）。

圖1 跳打順序示意圖

2.3.1 旋挖鉆機(jī)工藝流程

旋挖圍護(hù)樁的工藝流程見圖2，其中帷幕樁略去鋼筋籠安裝環(huán)節(jié)，其余相同。

圖2 灌注樁施工工藝流程圖

2.3.2 圍護(hù)樁施工工藝

（1）場地平整。施工場地應(yīng)三通一平，合理安排施工場地，確保施工道路暢通，以便施工材料到位，施工場地不能因積水影響施工，并使施工過程中產(chǎn)生的污水經(jīng)沉淀、澄清后再利用。合理架設(shè)施工用電線路，確保施工安全。

（2）放樣定位。工程開工前，根據(jù)軸線及樁位布置情況，在場地內(nèi)建立測量控制網(wǎng)，然后依據(jù)控制網(wǎng)測放各樁位點(diǎn)。放線完成報(bào)監(jiān)理工程師復(fù)驗(yàn)符合要求后進(jìn)行下道工序施工。

（3）機(jī)械就位。針對本工程的地質(zhì)情況，選用旋挖鉆機(jī)。鉆機(jī)定位，由鉆機(jī)自身配置電腦控制系統(tǒng)進(jìn)行鉆機(jī)桅桿與機(jī)身水平和垂直調(diào)整定位，鉆機(jī)就位時(shí)必須穩(wěn)固、豎直、水平，定位準(zhǔn)確，鉆頭中心與樁位中心誤差不大于10mm。

（4）埋設(shè)外護(hù)筒（導(dǎo)向作用）。鉆機(jī)就位后，在測量和施工人員的指導(dǎo)下，鉆尖對準(zhǔn)樁位中心，鉆機(jī)旋挖至一定深度取出土后下放護(hù)筒。一般護(hù)筒埋深1-2m，護(hù)筒內(nèi)直徑應(yīng)比設(shè)計(jì)樁徑直徑大100mm-200mm，護(hù)筒頂端高出地面0.3m，護(hù)筒埋設(shè)的傾斜度控制在1%以內(nèi)，護(hù)筒埋設(shè)偏差不超過50mm，護(hù)筒四周用黏土回填，分層夯實(shí)。

護(hù)筒埋設(shè)應(yīng)復(fù)測、校正樁位與護(hù)筒中心偏差：護(hù)筒埋設(shè)好后，由測量人員進(jìn)行樁位復(fù)核校正。報(bào)和監(jiān)理工程師確認(rèn)后，進(jìn)行鉆進(jìn)成孔[2]。

（5）鉆機(jī)成孔。在鉆進(jìn)過程中，采用連續(xù)性筒式取土鉆進(jìn)成孔，結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，采用旋挖機(jī)成孔，在護(hù)筒埋設(shè)并定位后，使用XR-280D型旋挖機(jī)鉆進(jìn)，該鉆機(jī)扭矩大，轉(zhuǎn)速高，成孔效率高，適合土層中鉆進(jìn)。成孔前及提出鉆斗時(shí)均應(yīng)檢查鉆頭保護(hù)裝置、鉆頭直徑及鉆頭磨損情況，并應(yīng)清除鉆斗上的渣土。成孔鉆進(jìn)過程中應(yīng)檢查鉆桿的垂直度。成孔時(shí)樁距應(yīng)控制在4倍樁距內(nèi)，排出的渣土距樁孔口距離應(yīng)大于6m，并應(yīng)及時(shí)清除。旋挖成孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，應(yīng)清除孔內(nèi)虛土。

（6）鋼筋籠制作。鋼筋籠制作采用場內(nèi)分段制作，在施工場地外進(jìn)行鋼筋主筋切斷、套絲、加強(qiáng)筋彎折，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝及焊接。在鋼筋圈制作臺上制作箍筋并按要求焊接；將支撐架按2m的間距擺放在同一水平面上對準(zhǔn)中心線，然后將配好定長的主筋平直擺放在焊接支撐架上；箍筋按設(shè)計(jì)要求套入主筋并保持與主筋垂直，進(jìn)行點(diǎn)焊；箍筋與主筋焊好后，將繞筋按規(guī)定間距繞于其上，用細(xì)鐵絲綁扎；焊接或綁扎鋼筋籠保護(hù)層鋼筋環(huán)或混凝土墊塊；將制作好的鋼筋籠穩(wěn)固放置在平整的地面上，防止變形。

鋼筋籠主筋采用絲套筒連接，主筋與箍筋間采用綁扎搭接。綁扎搭接搭接長度大于鋼筋30倍直徑。

主筋焊接接頭，在鋼筋籠橫斷面上不得集中，焊接頭數(shù)量不大于鋼筋數(shù)的50%，接頭集中的兩個(gè)斷面在高度上應(yīng)不小于主筋直徑的35倍。

加強(qiáng)筋及箍筋末端需作180彎鉤，其圓弧彎曲直徑D不應(yīng)小于鋼筋直徑d的2.5倍，平直部分長度不應(yīng)小于鋼筋直徑的10倍。

鋼筋籠制作應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范尺寸要求。其制作允許偏差如表1。

表1 鋼筋籠制作允許偏差表

鋼筋砼保護(hù)層厚度應(yīng)滿足樁身設(shè)計(jì)要求，本工程以限位鋼筋來保證，每層三個(gè)，層間距不大于3.5m。

鋼筋籠運(yùn)輸，采用平板拖車運(yùn)至孔位。裝卸及吊裝入孔，均采用吊車。為防止鋼筋籠變形，制作時(shí)在起吊點(diǎn)增加加強(qiáng)箍筋一道。

（7）鋼筋籠安裝。鋼筋籠吊放按規(guī)范執(zhí)行，鋼筋籠須制作吊放鋼筋。摔、碰過的鋼筋籠須經(jīng)重新檢驗(yàn)，合格后才能入孔，損壞嚴(yán)重的鋼筋籠須立即拆毀。

下鋼筋籠前，應(yīng)在鋼筋籠主筋外側(cè)焊接保護(hù)層支架，以確保保護(hù)層厚度達(dá)到要求。

鋼筋籠的吊裝采用汽車吊吊裝，確保鋼筋籠的整體性與完整性及垂直度，安全到達(dá)樁底位置。

起吊鋼筋籠采用扁擔(dān)起吊法，起吊點(diǎn)在鋼筋籠上部箍筋與主筋連接處，且吊點(diǎn)對稱。鋼筋籠設(shè)置4-6個(gè)起吊點(diǎn)，以保證鋼筋籠在起吊時(shí)不變形。

在下放過程中，吊放鋼筋籠入孔時(shí)應(yīng)對準(zhǔn)孔位，保證垂直、輕放、慢放入孔。入孔后應(yīng)徐徐下放，不得左右旋轉(zhuǎn)，若遇障礙停止下放，查明原因進(jìn)行處理，嚴(yán)禁高提猛落和強(qiáng)制下放。就位后用兩道插杠固定。

放鋼筋籠時(shí)，要求有技術(shù)人員在場，使用吊筋以控制鋼筋籠的樁頂標(biāo)高及鋼筋籠上浮等問題。

（8）安裝導(dǎo)管。采用絲扣連接的導(dǎo)管，其內(nèi)徑Φ250～Φ280，底管長度為4m，中間每節(jié)長度一般為2.5m。在導(dǎo)管使用前，必須對導(dǎo)管進(jìn)行外觀檢查、對接檢查。

檢查導(dǎo)管有無變形、坑凹、彎曲，以及有無破損或裂縫等，并應(yīng)檢查其內(nèi)壁是否有混凝土粘附固結(jié)。導(dǎo)管接頭絲扣應(yīng)保持良好。連接后應(yīng)平直，同心度要好。

經(jīng)以上檢驗(yàn)合格后方可投入使用，對于不合格導(dǎo)管嚴(yán)禁使用。導(dǎo)管長度應(yīng)根據(jù)孔深進(jìn)行配備，滿足清孔及水下混凝土澆筑的需要，即清孔時(shí)能下至孔底：水下澆筑時(shí)，導(dǎo)管底端距孔底0.5m左右，混凝土應(yīng)能順利從導(dǎo)管內(nèi)灌至孔底。

導(dǎo)管在孔口連接處應(yīng)牢固，設(shè)置密封圈，吊放時(shí)，應(yīng)使位置居中，軸線順直，穩(wěn)定沉放，避免卡掛鋼筋籠和刮撞孔壁。

（9）混凝土澆筑。灌注樁排樁應(yīng)采用間隔成樁的施工順序，已完成澆筑混凝土的樁與鄰樁間距應(yīng)大于4倍樁徑，或間隔施工時(shí)間應(yīng)大于12h。

本項(xiàng)目支護(hù)樁的混凝土強(qiáng)度等級為C30，帷幕樁的混凝土強(qiáng)度等級為C15，混凝土采用混凝土罐車直接澆筑，混凝土坍落度控制在18cm-22cm。圍護(hù)樁全部為水下澆筑混凝土，在混凝土澆筑前，對不同深度的樁孔分別計(jì)算出混凝土澆筑初灌量。施工中要保證混凝土澆筑初灌量。澆筑時(shí)導(dǎo)管埋深控制在2m～6m（根據(jù)樁孔內(nèi)水的深淺確定），混凝土澆筑完成拆管前安排專人測量孔內(nèi)混凝土高度，并做好施工記錄，澆筑混凝土接近樁頂標(biāo)高時(shí)，應(yīng)控制最后一次澆筑量，確保樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求[3]。

（10）起拔護(hù)筒?；炷翝仓Y(jié)束后，即起拔護(hù)筒，并將澆筑設(shè)備機(jī)具清洗干凈，堆放整齊。

（11）回填樁孔。樁孔混凝土澆筑完成后，應(yīng)將上部未灌混凝土部分利用場地內(nèi)護(hù)筒、溝、池、槽開挖出來的泥土、礦渣等進(jìn)行回填。

2.4 冠梁及腰梁施工方案

樁頂冠梁設(shè)在圍護(hù)樁頂部，使排樁相互連接形成整體，冠梁梁砼標(biāo)號C30，腰梁設(shè)在圍護(hù)樁體腰間，斜拉錨索穿過冠梁或腰梁固定，腰梁的型號為工字鋼25a。

2.4.1 冠梁施工工藝流程

圖3 冠梁施工工藝流程

2.4.2 冠梁施工工藝

（1）鑿樁頭、整平樁頂：運(yùn)用80型小型挖機(jī)將樁頭兩側(cè)各挖出工作面，工作面寬1.5m。鑿除采用風(fēng)鎬和人工剔鑿相結(jié)合的辦法進(jìn)行，鑿除之前在外側(cè)鉆孔樁上施放一條高程線，對鉆孔樁頂標(biāo)高進(jìn)行控制，鑿除的鉆孔樁頂面必須平整，局部高差不大于20mm。鑿除的樁頭須運(yùn)輸至指定建筑垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)場[4]。

（2）清洗、調(diào)直樁頂鋼筋：清除樁頂浮渣，并清洗、調(diào)直鉆孔樁預(yù)留鋼筋并除銹。

（3）定位放線：根據(jù)施工圖紙的位置，用全站儀和鋼卷尺進(jìn)行梁板位置的確定，并作出標(biāo)記。

（4）鋼筋綁扎、鋼絞線穿管：冠梁縱向受力筋采用綁扎連接，綁扎連接時(shí)搭接長度取冠梁厚度或30d的較小值。鋼筋綁扎前要清理干凈梁板與下部樁體的接觸面，并將該面鑿平；梁板鋼筋綁扎時(shí)，要熟悉掌握頂梁配筋圖。鋼絞線穿管75mm直徑PVC，PVC管長1.5m，預(yù)留進(jìn)冠梁中，保持鋼絞線順直[5]。

（5）支模板：使用木模板連接而成，支模時(shí)要留出鋼筋保護(hù)層厚度。

（6）澆砼與振搗：澆砼采用C30的商品混凝土，澆注時(shí)同一個(gè)梁板要求一次澆注完成，在澆砼后用震動棒振搗密實(shí)，保證連梁表面的平整光滑與順直。梁板上表面達(dá)到鋼筋保護(hù)層厚度，且能夠滿足設(shè)計(jì)要求的高度。

（7）養(yǎng)護(hù)：澆砼完成后，需要對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，根據(jù)月份的氣溫調(diào)整，天冷時(shí)可采取覆蓋養(yǎng)護(hù)。

（8）拆模：養(yǎng)護(hù)達(dá)到3天齡期就可以根據(jù)施工順序進(jìn)行拆模，拆模時(shí)不能損傷梁體，拆下的模板表面擦拭潤滑油，并歸類堆放。

（9）回填：拆模完成后，排樁外側(cè)1.5m寬范圍內(nèi)進(jìn)行土方的回填，同時(shí)保證-5.3m平臺的平整度。

2.4.3 腰梁施工

腰梁采用型號為25a的工字鋼，制作各構(gòu)件的鋼板型號嚴(yán)格按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求制作，鋼板與工字鋼的焊接必須滿焊且滿足規(guī)范要求。

2.4.4 冠梁技術(shù)要求

（1）錨索錨固部位的梁體為梯形，其余部位為長方形，砼強(qiáng)度C30，內(nèi)側(cè)斜面保證與錨索角度垂直。主筋保護(hù)層厚度50mm。施工技術(shù)要求按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2015）中有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

（2）冠梁鋼筋綁扎前先將支護(hù)樁樁頭鑿平至梁底高程并清理干凈。

（3）灌注樁主筋伸入冠梁長度不小于500mm。

（4）鋼筋單面焊接長度為10d，綁扎連接時(shí)搭接長度取冠梁厚度或30d的較小值，主筋保護(hù)層厚度50mm。

（5）冠梁施工縫應(yīng)留在冠梁轉(zhuǎn)角處。

2.4.5腰梁技術(shù)要求

腰梁施工前先將樁表面進(jìn)行人工剔鑿，至混凝土露出新鮮面后，用M30水泥砂漿找平，然后直接安裝型鋼腰梁。腰梁之間采用綴板連接（頂部綴板和底部綴板），綴板與型鋼之間采用焊接方法，焊縫寬度大于等于8mm。

2.5 預(yù)應(yīng)力錨索施工方案

錨索采用MGL-150普通型鉆機(jī)，采用帶護(hù)壁套管鉆進(jìn)工藝，根據(jù)情況調(diào)整增加。漿液采用現(xiàn)場攪拌，滿足施工需要。

2.5.1 錨索施工工藝流程

預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程圖4。

圖4 預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程

2.5.2 主要技術(shù)要求

（1）錨索桿體采用強(qiáng)度等級1860MPa的鋼絞線，錨具選用QM系列或同類定型產(chǎn)品，鋼絞線和錨具須經(jīng)現(xiàn)場取樣復(fù)試合格方可使用。

（2）水泥漿用P.O42.5水泥攪拌，水灰比0.5-0.55，漿液攪拌均勻，隨拌隨用。第一次注漿后孔口出現(xiàn)虧空，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)漿填滿。

（3）隔離架為塑料定型產(chǎn)品，應(yīng)與鋼絞線牢固綁扎，防止滑動。

（4）錨索強(qiáng)度達(dá)到15MPa后方可進(jìn)行張拉鎖定。鎖定時(shí)須考慮錨具配合間隙引起的應(yīng)力損失。

（5）錨索成孔直徑為150mm。

（6）預(yù)應(yīng)力錨索制作安裝及施工按有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

（7）預(yù)應(yīng)力錨索質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如表2。

表2 錨索質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)匯總表

3 基坑施工監(jiān)測

3.1 監(jiān)測內(nèi)容

圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁頂水平位移、豎向位移監(jiān)測，錨索內(nèi)力監(jiān)測，地下水位監(jiān)測，巡視檢測。

3.2 監(jiān)測點(diǎn)布置

周邊建構(gòu)筑物及管線的監(jiān)測點(diǎn)的位置、監(jiān)測項(xiàng)目、監(jiān)測預(yù)警值及控制值需滿足相關(guān)規(guī)范的要求，同時(shí)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)單位的要求。巡視檢查內(nèi)容包括地表、支護(hù)結(jié)構(gòu)有無裂縫及其出現(xiàn)的位置、發(fā)生時(shí)間，地面發(fā)生鼓脹、沉降的位置、形態(tài)、面積、幅度及發(fā)生時(shí)間，異常水體的滲漏位置及滲漏量等。

樁頂水平位移、豎向位移監(jiān)測：在樁頂設(shè)置水平位移和沉降監(jiān)測點(diǎn)。

錨索內(nèi)力監(jiān)測:錨索測力計(jì)用于預(yù)應(yīng)力錨索監(jiān)測，以了解預(yù)應(yīng)力動態(tài)變化和錨索的長期工作性能。監(jiān)測點(diǎn)布置在基坑各邊中部、陽角處、鄰近建筑物及地質(zhì)條件較差的部位，同一剖面的每層錨索均設(shè)置測點(diǎn)且上下對應(yīng)。

水位觀測：利用已有基坑的水位觀測井進(jìn)行。

3.3 監(jiān)測頻率

監(jiān)測頻率如表3所示，并應(yīng)依據(jù)第三方監(jiān)測方案，根據(jù)施工情況隨時(shí)作出調(diào)整，在監(jiān)測值的情況異常、達(dá)到報(bào)警值或遇到不良天氣等時(shí)，應(yīng)加密觀測做好監(jiān)測和相關(guān)特征狀態(tài)記錄，并會同有關(guān)人員對監(jiān)測數(shù)據(jù)整理、分析。

表3 監(jiān)測頻率表

本工程基坑監(jiān)測應(yīng)同時(shí)進(jìn)行施工監(jiān)測和第三方監(jiān)測。

3.4 監(jiān)測報(bào)警值及控制值

監(jiān)測變形限值見表4：

表4 監(jiān)測項(xiàng)目報(bào)警值和控制值

支護(hù)體系應(yīng)進(jìn)行巡視監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象立即進(jìn)行危險(xiǎn)報(bào)警，對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境中的保護(hù)對象采取應(yīng)急措施，必要時(shí)應(yīng)拍照或錄相，變形強(qiáng)烈地段要設(shè)立連續(xù)觀測點(diǎn)[6]。

4 結(jié)語

隨著高標(biāo)準(zhǔn)的施工項(xiàng)目不斷增多，旋挖灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。在進(jìn)行旋挖灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用是應(yīng)針對不同的場地情況、地質(zhì)情況，制定相應(yīng)的施工工藝，以確保鉆進(jìn)成孔的順利進(jìn)行，提高質(zhì)量的控制力度。