灌溉排水學報淺析咬合樁基坑止水支護工程

　　【摘 要】隨著建筑市場的不斷擴大，技術(shù)力量等方面的競爭逐漸激烈，建筑公司的發(fā)展需要四新(新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備)充分運用，才能在施工中降低造價、縮短工期、提高施工質(zhì)量。在金龍皇家廣場施工中，我們積極運用咬合樁基坑止水支護新工藝、新技術(shù)，使用新設(shè)備旋挖鉆機進行樁基成孔，使得承德地區(qū)工程原本使用機械打樁進行樁基成孔的造價降低，縮短了工期，也是承德市首例進行咬合樁基坑止水支護成功的典范。

　　【關(guān)健詞】咬合樁　基坑　止水　支護　施工

　　一、工程概況

　　2009年10月由承德金龍集團金源房地產(chǎn)開發(fā)有限公司開發(fā)建設(shè)的承德金龍皇家廣場開工。此工程是承德有史以來開發(fā)建設(shè)的最大的集商貿(mào)于一體的商業(yè)中心，地理位置優(yōu)越，位于承德市東大街北側(cè)，避暑山莊麗正門南側(cè)，武烈路西側(cè)，老市政府院內(nèi)，東側(cè)緊鄰武烈河，透水系數(shù)高，地形相對平坦，最大高差為5.0m，地貌單一。建筑場地地貌單元屬武烈河沖洪積階地。地面相對標高為91.8-96.1m之間?；娱_挖最大深度均為10.5m。

　　1、工程范圍：基坑止水帷幕及基坑支護設(shè)計、基坑止水帷幕及基坑支護施工、基坑內(nèi)部降水施工、土方施工等。

　　2、工程量：素混凝土咬合止水樁567根，鋼筋混凝土支護樁568根，預(yù)應(yīng)力錨索約15456米，工程降水井38口，備用降水井8口，土釘墻約2270平米，鋼腰梁約58噸。

　　3、地質(zhì)條件：

　　(1)地層分布如下：一層雜填土(Qml)：雜色，稍密，稍濕。主要由爐渣、磚塊、碎石塊、建筑垃圾及粉土組成。二層圓礫(Q4al+pl):黃褐色，中密，粒徑大于2cm的顆粒約占55%-65%，最大可達80mm，局部可達150mm，呈亞圓狀，混亂排列，局部交錯排列，分選性差。三層安山巖強風化層：灰褐色，半晶質(zhì)斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，表面風化裂隙發(fā)育。

　　(2)地下水：屬潛水類型，實際測量穩(wěn)定水位為327.69—326.50m之間，場地水位年變化幅度為2.0-4.0m，近五年內(nèi)最大水位變化幅度為2.5m，場地地下水對混凝土、鋼筋混凝土中的鋼筋均無腐蝕性。圓礫層滲透系數(shù)為100m/d。

　　二、總體施工部署

　　本工程基坑開挖深度10.5m，土方開挖總數(shù)為3.72萬立方米。本工程土方開挖共分為三步：第一步，基坑頂部2.2m土方開挖，同時修坡進行頂部土釘墻施工，支護樁止水咬合樁施工，基坑內(nèi)部降水施工，帽梁及第一道預(yù)應(yīng)力錨索施工。第二步，2.2m-6.5m土方開挖，同時進行第二道預(yù)應(yīng)力錨索、腰梁施工。第三步，6.5m-10.5m土方開挖，土方開挖至設(shè)計深度。頂部2.2米厚度雜填土采用1∶0.25坡度放坡進行土方開挖，同時設(shè)置簡易土釘墻進行支護。

　　護坡樁采用旋挖鉆機成孔。成孔時先進行中間咬合止水樁施工，待施工完畢混凝土強度達到30%后進行相鄰的鋼筋混凝土支護樁施工。同時為保證頂部不塌孔，現(xiàn)場預(yù)備鋼管套8套，遇到特殊情況采用鋼管護壁后再進行鉆機成孔施工。

　　護坡樁及止水樁設(shè)計及施工，支護樁參數(shù)采用樁徑800mm，樁間距1.60m，頂部設(shè)置900×600帽梁，與地面以下2.5m及6.5m處分別設(shè)置一道預(yù)應(yīng)力錨索。第一道錨索鎖定值280KN(設(shè)計值530KN)，第二道錨索鎖定值480KN(設(shè)計值870KN)。

　　護坡樁帽梁截面為900(寬)×600(高)，混凝土C25，配筋為420(基坑側(cè))+420(主體側(cè))+414(帽梁上下架立筋)，主筋通長配置，箍筋8φ200(如下圖所示)。

　　入巖深度要求護坡樁入中風化巖石深度不小于1.0m，咬合止水樁入巖石不小于400mm。本工程采用咬合樁止水工藝，基坑外側(cè)不需進行降水施工，但場地內(nèi)地下水仍需進行降水施工。降水井施工同護坡樁施工同步進行。

　　樁型和平面布置：咬合樁采用排列方式，為一個素混凝土樁A1-n，和一個鋼筋混凝土樁咬合B1-n(如下圖)。

　　本工程咬合樁數(shù)量較多，為了滿足工期的要求，我們安排多臺咬合樁樁機同時施工，因咬合樁樁機較大，相鄰兩臺樁機施工時，必須考慮有足夠的安全距離，安排樁機1、樁機2相隔一定的距離同時施工。

　　三、質(zhì)量控制措施

　　1、旋挖鉆機操作中關(guān)于質(zhì)量控制的措施

　　(1)樁位放樣：在進行場地整平后，組織有資格的和具備測量員上崗資格的測量放樣人員將所有樁位放出，釘好十字保護樁，做好測量復(fù)核，并記錄放樣數(shù)據(jù)備案。(2)埋設(shè)護筒：用拉線法檢查樁位偏差，應(yīng)滿足現(xiàn)行施工規(guī)范要求和設(shè)計要求。(3)成孔：采用鉆頭鉆進，根據(jù)不同層次的土質(zhì)結(jié)構(gòu)選擇不同的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和進尺進行控制。設(shè)置專人看護，每根樁建立數(shù)據(jù)檔案，以便進行研究分析。在砂層鉆進和進入強風化層后，因土層太硬會引起鉆錐跳動及偏斜、加大鉆桿擺動，故應(yīng)選擇低檔慢速，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速參數(shù)取值13～40v/min，成孔深度按設(shè)計要求進行控制。(4)鋼筋籠制安：旋挖機挖土清渣達到設(shè)計要求后，開始下放鋼筋籠，其制安必須嚴格按照設(shè)計圖紙進行，主筋、箍筋應(yīng)焊接均勻，搭接長度及焊縫應(yīng)符合規(guī)范要求，安裝時應(yīng)安裝護塊，以確保周正及保護層厚度，鋼筋籠的制作偏差應(yīng)符合設(shè)計及規(guī)范要求。(5)混凝土澆注：在導(dǎo)管接駁完畢后，將混凝土隔水栓吊放在臨近泥漿面的位置，導(dǎo)管底端到孔底距離控制在0.4m左右，以便能順利排出混凝土隔水栓。開始灌注前儲料斗內(nèi)儲備的混凝土量應(yīng)不少于1.0m3，以便在混凝土隔水栓被擠出導(dǎo)管后能將導(dǎo)管底端一次性埋入水下混凝土中0.8m以上;適時提升或拆卸導(dǎo)管，確保導(dǎo)管底端埋入混凝土面以下1～4m，灌注應(yīng)連續(xù)進行。一旦發(fā)生機具故障或停電停水及導(dǎo)管堵塞或進水等事故時，應(yīng)采取有效措施進行處理，以便盡快恢復(fù)灌注混凝土，同時做好記錄。灌漿采用注漿泵，起始壓力控制在1.0Mpa，接著每增加0.1-0.3Mpa的壓力使?jié){體漸漸均勻上冒。

　　2、旋挖鉆機操作中關(guān)于孔內(nèi)事故預(yù)防措施：

　　(1)選擇有經(jīng)驗、責任心強的施工隊伍，保證操作人員的素質(zhì)。

　　(2)加強鉆具檢查，對加工不良的鉆具嚴禁使用。

　　(3)對孔內(nèi)水頭高度、泥漿的相對密度和粘度經(jīng)常觀察和檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，尤其在鉆孔排渣、提錐除土或因故停鉆時應(yīng)保持孔內(nèi)規(guī)定水位和規(guī)定的泥漿性能指標，以防坍孔。

　　(4)鉆孔作業(yè)應(yīng)分班連續(xù)進行，在土層變化處撈取渣樣判明土層，并與地質(zhì)資料核對，根據(jù)土層情況采取相應(yīng)措施，保證施工質(zhì)量。

　　(5)升降鉆錐須平穩(wěn)，鉆錐提出井口應(yīng)防止碰撞護筒或孔壁，防止鉤掛護筒底部，鉆桿的拆裝應(yīng)迅速。

　　3、旋挖鉆機操作中須注意的問題：

　　(1)土層中成孔與鋼護筒安設(shè)的垂直度對樁體垂直度影響巨大。

　　(2)定位用的混凝土護筒與鋼護筒合理配套使用，能有效縮短鉆機定位時間，提高施工效率。

　　(3)軟巖及土層中使用旋挖斗一次成孔;硬巖中先用螺旋鉆頭鉆成小孔，然后用旋挖斗進行擴挖成孔。

　　4、旋挖鉆機的一些細部處理：

　　(1)泥漿處理：由于本工程地下水位高且地層中大多存在淤泥層、粉砂、細砂層，施工時，需采用靜態(tài)泥漿護壁，保證孔壁的穩(wěn)定。在現(xiàn)場每個墩身位置根據(jù)泥漿用量設(shè)置了一個泥漿拌合池和泥漿存放池。廢棄的泥漿，存于場內(nèi)的泥漿池內(nèi)，用泥漿罐車倒運到指定的棄渣場。

　　(2)樁基檢測：樁基灌筑完畢后，對各墩臺鉆孔樁采用無破損法逐根進行完整性檢測。

　　四、錨索施工

　　錨索是通過從咬合樁中的鋼筋混凝土支護樁外端向基坑外側(cè)鉆孔固定于坡面，另一端錨固在滑動面以內(nèi)的穩(wěn)定巖體中穿過邊坡滑動面的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，直接在滑面上產(chǎn)生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使咬合樁中的鋼筋混凝土支護樁處于壓緊狀態(tài)，以提高邊坡巖體的整體性和剛性，從而有效地控制支護樁的位移，促使其穩(wěn)定，達到基坑支護的目的。

　　施工工藝及流程如下：鉆孔→錨索制作→錨索安裝→錨固法注漿→立錨敦→錨索的張拉→封孔注漿→外部保護。

　　1、鉆孔：鉆孔是錨索施工中控制工期的關(guān)鍵工序。為確保鉆孔效率和保證鉆孔質(zhì)量，采用潛孔沖擊式鉆機(型號為QZB-100B)潛孔沖擊成孔。鉆機鉆井時，鉆孔深度要超出錨索設(shè)計長度0.5m左右，鉆孔結(jié)束，將沖擊器清洗好備用。

　　2、錨索制作：錨索在鉆孔的同時于現(xiàn)場進行編制，內(nèi)錨固段采用波紋形狀，張拉段采用直線形狀。鋼絞線長度=錨索設(shè)計長度+工作錨的厚度+千斤頂長度+工具錨+錨頭高度+張拉操作余量的總和。在每段分別作出標記;在內(nèi)錨固段的范圍內(nèi)穿對中隔離支架，間距60—100cm，兩對中支架之間扎緊固環(huán)一道;張拉段每米也扎一道緊固環(huán)，并用塑料管穿套，內(nèi)涂黃油;最后，在錨索端頭套上導(dǎo)向帽。

　　3、錨索安裝：檢查定位止?jié){環(huán)和限漿環(huán)的位置，檢查排氣管的位置和暢通情況。

　　4、錨固法注漿：空氣壓向孔底，由孔底進入排氣管排出孔外，上傾和水平孔，砂漿由孔口注入;下傾的孔，注漿管插至孔底，砂漿由孔底注入，空氣由錨索孔排出。所以錨固法注漿采用排氣注漿法施工。錨索孔注漿采用注漿機，注漿壓力保持在0.3--0.6 MPa。

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