地鐵工程咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工及質(zhì)量監(jiān)理控制

郭迎波

鉆孔咬合樁是一種較新型的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式，咬合樁單排布置，相鄰樁相互咬合(樁圓周相交)，從而形成能起到擋土、承重、止水等作用的鋼筋混凝土“樁墻”，目前已在多地的建筑深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中得到應(yīng)用。天津地鐵3號線華苑站圍護(hù)結(jié)構(gòu)即采用鉆孔咬合樁，其剛度、防水等性能是否合格直接關(guān)系到車站基坑開挖及主體結(jié)構(gòu)施工能否安全、順利，這就要求在咬合樁施工過程中對樁體的混凝土強(qiáng)度、成樁垂直度、樁體之間的咬合厚度等進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保達(dá)到有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，才能實現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的預(yù)期效果。對此，以下結(jié)合本工程實例淺述咬合樁施工及監(jiān)理質(zhì)量控制要點、方法及體會。

1 工程概況

天津地鐵3號線華苑站車站主體全長204.7 m，為兩柱三跨雙層框架結(jié)構(gòu)，地下島式站臺。車站基坑開挖深度16.5 m～18.5 m，主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔咬合樁直徑為1 000 mm、間距750 mm，相鄰兩樁咬合250 mm，樁長為26 m～29.2 m，數(shù)量693根。咬合樁分為A樁和B樁，A樁為C30(鋼筋)混凝土，B樁為C15素混凝土。根據(jù)施工工作量，華苑站擬投入四臺樁機(jī)同時進(jìn)行施工，另外現(xiàn)場備用一臺樁機(jī)以保證施工的連續(xù)性。

圖1 咬合樁施工工藝流程圖

2 工藝介紹

鉆孔咬合樁采用全套管鉆機(jī)鉆孔施工，樁的排列方式為一根鋼筋混凝土樁(A樁)和一根素混凝土樁(B樁)依次排列，相鄰單樁之間相互咬合而形成樁墻。為便于切割及達(dá)到咬合，B樁混凝土應(yīng)采用超緩凝混凝土，而且必須在B樁混凝土初凝之前完成A樁的施工。A樁成孔施工時采用全套管鉆機(jī)取土并同時切割相鄰B樁相交部分的混凝土，再澆筑A樁混凝土與B樁實現(xiàn)咬合。總的施工原則是先施工B樁，后施工A樁，其施工工藝流程是:B1→B2→A1→B3→A2→B4→A3…，如圖1 所示。

3 施工質(zhì)量監(jiān)理控制要點

3.1 施工準(zhǔn)備工作監(jiān)理

1)檢查場地平整、道路、施工用水、用電準(zhǔn)備情況，障礙物的拆遷、改移工作;2)審查承包商的施工組織設(shè)計;3)組織設(shè)計單位向承包商進(jìn)行設(shè)計交底;4)檢查施工機(jī)械、設(shè)備、工器具是否齊全，狀態(tài)是否良好，所用機(jī)械是否與施工組織設(shè)計一致;5)要求承包商對進(jìn)場的鋼筋、水泥、砂、石等材料及時報驗，進(jìn)場材料必須有出廠合格證及有關(guān)質(zhì)保資料，并按有關(guān)規(guī)定見證送檢。商品混凝土應(yīng)提供配合比試驗單;6)檢查施工人員資質(zhì)，審查是否持證上崗。檢查各種衡器、量具、計量裝置是否經(jīng)過校驗，是否合格。

3.2 咬合樁施工過程監(jiān)理

3.2.1 咬合樁混凝土導(dǎo)墻施工監(jiān)理

為了提高鉆孔咬合樁孔口的定位精度并提高就位效率，需在樁頂?shù)孛媸┳骰炷翆?dǎo)墻，這是鉆孔咬合樁施工的第一步。

1)檢查導(dǎo)墻溝槽開挖是否符合設(shè)計要求，應(yīng)有承包商測量專業(yè)人員設(shè)定軸線及角點，并檢查其布設(shè)導(dǎo)墻中線及樁位是否正確;2)檢查導(dǎo)墻的地基是否夯實，導(dǎo)墻背后是否用粘性土回填夯實;3)測量核對模板的位置，模板應(yīng)具有足夠的承載能力、剛性和穩(wěn)定性能，能可靠的承受新澆筑混凝土的自重和側(cè)壓力，保證導(dǎo)墻混凝土的施工質(zhì)量;4)導(dǎo)墻混凝土的施工質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格按照混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范的要求施工，導(dǎo)墻拆模后，做好養(yǎng)護(hù)。導(dǎo)墻內(nèi)壁面垂直度允許偏差為3‰。

3.2.2 咬合樁成孔施工監(jiān)理

1)因咬合樁B樁為超緩凝混凝土，咬合樁正式施工前應(yīng)作試驗，把握好施作B樁和A樁的最佳間隔時間，并在B樁初凝前及時切割成孔施作A樁。經(jīng)現(xiàn)場試驗確定B樁超緩凝混凝土緩凝時間不小于72 h。2)咬合樁樁孔鉆進(jìn)使用的雙壁鋼套管的厚度應(yīng)不小于40 mm，連接套管的螺栓和螺母要滿足強(qiáng)度和剛度的要求，使其即使在堅硬地層仍可保持整體垂直。3)套管安裝時，其垂直度必須校驗，套管安放的垂直度不得超過3‰，特別是第一節(jié)套管垂直度將影響整個樁的垂直度。鉆孔咬合樁施工前應(yīng)在平整地面上進(jìn)行套管順直度的檢查和校正。首先檢查和校正單節(jié)套管的順直度，然后將按照樁長配置的套管全部連接起來進(jìn)行整根套管的順直度檢查和校正。單節(jié)套管(8 m)的順直度偏差應(yīng)不大于4 mm，整根套管(26 m～30 m)的順直度偏差應(yīng)不大于20 mm。另外，要加強(qiáng)成孔過程中地面以上及孔深范圍內(nèi)垂直度的檢查與控制，發(fā)現(xiàn)問題，及時采取糾偏措施。4)檢查承包商制定的防止和克服A樁成孔時來自B樁混凝土“管涌”的措施方案，主要控制在施工過程中應(yīng)使鉆進(jìn)中套管超前于沖抓面一定距離(1.5 m～2.0 m)，使孔內(nèi)留足一定厚度的反壓土層，防止“管涌”。5)當(dāng)遇到堅硬地層套管很難進(jìn)入時，應(yīng)使用帶有圓錐鉆鑿并配有撈取裝置的短螺旋鉆、旋轉(zhuǎn)斗或巖心鉆，將套管內(nèi)的土壤破碎取出，直至預(yù)挖深度低于套管下端0.5 m以上。預(yù)挖深度取決于地層的穩(wěn)定性。6)套管入土深度符合設(shè)計要求后，測量孔深，檢查孔底地質(zhì)情況是否與設(shè)計一致，確定終孔標(biāo)高、樁長和入巖情況，檢查孔內(nèi)虛土和沉渣的清除，要求虛土沉渣厚度不得大于100 mm。若出現(xiàn)地質(zhì)情況與勘查不符時，應(yīng)請設(shè)計單位定出處理方案。

3.2.3 咬合樁鋼筋籠施工監(jiān)理

1)檢查鋼筋籠是否按設(shè)計要求制作。2)鋼筋焊接前，必須對焊工進(jìn)行焊接試驗考核，考核合格后方可施焊。3)檢查主筋的搭焊接是否相互錯開規(guī)定位置及同一接頭區(qū)域接頭數(shù)量不得超過鋼筋總數(shù)的一半。4)主筋接頭宜采用對焊，鋼筋籠主筋也可采用搭接焊，焊縫長度單面焊為10d，雙面焊時不得小于5d。5)鋼筋籠吊運時檢查承包商是否采取適當(dāng)措施防止扭轉(zhuǎn)、彎曲。6)檢查鋼筋籠的保護(hù)層厚度是否滿足設(shè)計要求(80 mm)。7)鋼筋籠制作允許偏差應(yīng)符合設(shè)計和規(guī)范規(guī)定。8)成孔檢測合格后即可安放鋼筋籠，鋼筋籠安放標(biāo)高，由套管頂端處的標(biāo)高來計算，安放時必須保證樁頂?shù)脑O(shè)計標(biāo)高，允許誤差為±100 mm。鋼筋籠放至設(shè)計標(biāo)高后立即固定。

3.2.4 咬合樁混凝土施工監(jiān)理

1)在混凝土澆筑之前，其配合比應(yīng)通過試驗確定并經(jīng)監(jiān)理工程師審批通過，混凝土內(nèi)氯離子、堿含量均應(yīng)滿足設(shè)計要求數(shù)值。混凝土坍落度宜采用160 mm～220 mm。2)混凝土配合比須滿足設(shè)計要求的抗壓強(qiáng)度等級、抗?jié)B性能指標(biāo)，配合比試配設(shè)計強(qiáng)度應(yīng)按水下混凝土考慮，比設(shè)計圖紙要求的強(qiáng)度高一等級。3)孔內(nèi)無水澆筑混凝土?xí)r，一般應(yīng)用導(dǎo)管法澆筑。檢查并保證導(dǎo)管口距樁底高度保持在2 m以內(nèi)，連續(xù)澆筑，振搗密實，如需中斷澆筑時，其中斷時間A樁不得超過混凝土初凝時間(約1.5 h～2.5 h)，B樁因為超緩凝混凝土，可適當(dāng)放寬時限。4)當(dāng)孔內(nèi)滲水多，漏水較大時，應(yīng)采用水下灌注施工法，灌注水下混凝土的導(dǎo)管和隔水栓的構(gòu)造及使用應(yīng)符合施工規(guī)范中有關(guān)規(guī)定。開灌前儲料斗內(nèi)必須有足以將導(dǎo)管的底端一次性埋入地下混凝土中1 m以上深度的混凝土儲存量。為保證水下混凝土的灌注能順利進(jìn)行，灌注前應(yīng)擬定灌注方案，主要機(jī)具應(yīng)有備用，灌注前應(yīng)進(jìn)行試運轉(zhuǎn)。5)套管應(yīng)隨樁體混凝土灌注逐段拔出，并始終保持套管底端低于混凝土面2.5 m以上，嚴(yán)禁強(qiáng)行上拔。同時，樁鋼筋籠上應(yīng)設(shè)置防止鋼筋籠隨套管“上浮”的裝置。6)對B樁混凝土應(yīng)使用緩凝劑或小骨料混凝土，預(yù)拌混凝土的初凝時間應(yīng)視地質(zhì)情況及鉆孔速度而定，宜從最不利的情況考慮控制終凝時間。應(yīng)督促承包商提前做好混凝土供應(yīng)商提供的混凝土緩凝時間的試驗，檢查是否達(dá)到承包商的要求，做好記錄以備查對。7)灌注混凝土?xí)r，監(jiān)理人員按規(guī)定進(jìn)行旁站并做好記錄。8)每根樁留置混凝土強(qiáng)度試塊不得少于一組;抗?jié)B試塊組數(shù)按規(guī)范留取(1組/500 m3)。

3.3 咬合樁的檢驗和驗收

1)咬合樁的允許偏差應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1 套管灌注咬合樁允許偏差

2)咬合樁抽芯檢測數(shù)量按規(guī)程規(guī)范和設(shè)計圖紙要求執(zhí)行，按一般經(jīng)驗:每車站(區(qū)間)咬合樁抽檢數(shù)為1%，且不少于5根。

3)檢查合格后，承包商填寫混凝土和鋼筋混凝土咬合樁分項工程質(zhì)量檢驗評定表報監(jiān)理進(jìn)行驗收，驗收工作請業(yè)主、設(shè)計、勘察、質(zhì)監(jiān)等單位參加。

3.4 特殊情況施工監(jiān)理

對于施工中遇到的樁孔偏斜較大、地下障礙物、管涌以及分段施工接頭的處理等特殊情況和部位，在咬合樁正式施工前要求施工單位編制應(yīng)急處理措施及預(yù)案報監(jiān)理審批，施工時遇到具體問題情況，要求承包商嚴(yán)格按照已審批的方案執(zhí)行，保證施工正常進(jìn)行。

4 結(jié)語

通過華苑站施工及監(jiān)理，總體上達(dá)到了咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)預(yù)期的效果，基本上保證了深基坑土方開挖和主體結(jié)構(gòu)施工的需要，存在的問題是，隨著咬合樁及基坑深度的增加，樁間咬合止水的效果隨之有所下降，尤其是在基坑轉(zhuǎn)角部位滲漏較多，施工中也采取了高壓旋噴注漿等措施進(jìn)行處理，收到了一定效果。以上問題還有待于在今后工程實踐中認(rèn)真加以解決。

［1］ 徐勇強(qiáng).多種支護(hù)形式在基坑圍護(hù)中的結(jié)合應(yīng)用［J］.山西建筑，2010，36(4):135-136.