喀斯特地貌下的山頂工程基礎施工技術

中建四局第六建筑工程有限公司 合肥 230011

1 工程概況

背景工程結構分為山頂區域與山底區域2 部分，5～19軸山底結構施工至8層（標高：+57.95 m）架設轉換梁至山頂區域，1～5軸及19～23軸山底結構施工至9層（標高：+64.95 m）架設轉換梁至山頂區域，見圖1。

本工程山頂施工情況復雜，場地距離邊坡較近，孔樁間距密；承臺尺寸較大、鋼筋密集，綁扎存在難度；場地施工落差大，最高處達10 m，安全管理難度大；坡頂部分孔樁孔口標高及部分承臺底標高高出地面3～5 m，模板支設困難。

圖1 工程結構示意

2 山頂基礎工程施工技術

2.1 孔樁水磨鉆施工技術

本工程山頂地下多為風化巖層，使用傳統的人工挖孔樁方式存在一定難度，影響工期進度。若采用機械開挖（旋挖樁等），會對山體邊坡造成一定的影響。故山頂部分樁基擬采用水磨鉆成孔的方式施工，該成孔方式可高效、安全地進行孔樁施工，并有效地保證了工程的施工進度，且施工過程中無振動、無噪聲。

具體施工流程為：測量放樣及定樁位→孔樁護圈澆筑→搭設工作平臺→水磨鉆搭設及第1節樁孔開挖→綁扎護壁鋼筋、支護壁模板→樁基中心位置檢測→澆筑第1節護壁混凝土→開挖、吊運第2節樁孔土方→綁扎護壁鋼筋、支護壁模板→樁基中心位置檢測→澆筑第2節護壁混凝土→依次往下循環作業→檢查驗收樁孔。

2.2 出土孔樁變截面模板加固施工技術

本工程山頂1～23軸交P～U軸的場地為山坡，坡率較大，無法采用大筏板基礎形式，故采用孔樁基礎，但是根據設計圖紙，部分孔樁頂標高高出地面自然標高（最高超出約5 m），根據現場實際情況，高出地面自然標高部分的圓形上升樁需采用定型弧形鋼模，這將導致施工工藝復雜，操作周期長。

為了簡化施工工藝，加快施工進度，高出土面以上的孔樁由圓形截面變更為方形截面（圖2），并采用普通模板支撐體系進行模板加固，此法不僅施工周期短、操作簡單，而且降低了施工成本。孔樁變截面模板支撐設置要點：

1）架體立桿間距為1 000 mm，步距800 mm，孔樁處水平桿抱緊孔樁，并設置4 根斜桿進行加固（每處孔樁）；

2）架體四周設置拋撐，間距小于2 000 mm，同一剖面單邊設置2 道，插入地面800 mm；

3）對拉螺桿雙向間距500 mm布置，中間設置φ16 mmⅠ級鋼，兩頭與對拉螺桿焊接，焊接長度≥10d；

4）立桿底部若為軟土，需用鐵錘進行敲擊，直至無法再次插入為止，若為硬土，則在立桿下部墊設木塊。

2.3 孔樁承臺鋼筋綁扎技術

本工程山頂承臺存在2.2 m、2.8 m及3.2 m等3 種高度，承臺高度較高，承臺頂層鋼筋無支撐架體，導致無法進行鋼筋綁扎及搭設。

為保證山頂承臺施工質量及安全，采用型鋼鋼筋支架的方式解決鋼筋支撐問題，鋼筋支架采用10#工字鋼及8#槽鋼2 種槽鋼焊接的形式。鋼筋支架立桿采用10#工字鋼，立桿間距不得大于2 m，鋼筋支架橫桿采用8#槽鋼，橫桿間距為1.5 m。根據承臺選型，將鋼筋支架分為承臺選型一鋼筋支架、承臺選型二鋼筋支架及承臺選型三鋼筋支架3 種，再根據承臺高度分為2.2 m、2.8 m、3.2 m等3 種（圖3）。

圖2 出土孔樁截面圓形改方形

圖3 高3.2 m鋼筋支架正立面

2.4 懸挑承臺施工技術

本工程山頂某區域為一山澗，該部位承臺有4 個承臺底標高均高出現場地面標高，無法按照傳統的辦法進行承臺模板的安裝。對于承臺模板支設困難的問題，本工程采用鋼管架體支設承臺模板，參數如下（圖4、圖5）：

圖4 懸挑承臺模板支設立面

圖5 懸挑承臺模板支設平面

1）架體立桿間距為1 000 mm，步距800 mm，孔樁處水平桿抱緊孔樁，并設置4 根斜桿進行加固（每處孔樁）；

2）架體四周設置拋撐，間距500 mm，同一剖面單邊設置2 道，插入地面800 mm；

3）對拉螺桿雙向間距500 mm布置，中間設置φ16 mmⅠ級鋼，兩頭與對拉螺桿焊接，焊接長度≥10d。

2.5 高落差土方開挖

本工程山頂M軸區域自然地坪標高（+1162m）與所需開挖承臺最低頂標高（+1 151.85 m）的落差達10 m，若直接采用原槽開挖施工存在一定難度及危險性，故于M軸南側按70°放坡，并進行噴錨加固，北側土方開挖至承臺頂標高，然后再進行二次承臺土方開挖。采取以上方式造成M軸同相鄰土方存在較大高差，調用塔吊進行土方轉運。

2.6 大坡面階梯式地梁開挖施工技術

根據本工程坡頂P～U軸區域相關圖紙，多處地梁標高均在現場地坪孔口標高以下，導致后期地梁施工時，需對該區域土方進行開挖。由于P～U軸、23軸區域開挖高度將達到6 m左右，故此區域土方需分級開挖（圖6），每級開挖深度為2～3 m，部分區域山體較陡，為滿足挖機下到開挖面，需進行部分填方。開挖出的土方需由人工運送至道路上汽車所能到達的棄土區，然后通過汽車將棄土運出。

圖6 土方分級開挖示意

3 結語

本工程山頂基礎地質情況復雜，且因結構的異形性對山體開挖造成極大難度，故工程山頂基礎采用水磨鉆成孔、懸挑承臺、三孔承臺鋼筋綁扎、出土變截面孔樁、高落差土方開挖、大坡面階梯式地梁開挖等施工技術[1-4]。在保證土方開挖、孔樁施工、承臺施工等分部工程施工質量、施工安全的同時，縮短了施工周期，較傳統施工方式而言，降低了施工成本。