寧波市軌道交通2號線城隍廟站東側(cè)附屬圍護結(jié)構(gòu)
——鉆孔咬合樁施工

陳建明 上海隧道工程有限公司

一、工程概況

寧波市軌道交通2號線一期工程柳汀街站設(shè)于解放南路柳汀街路口南端沿解放南路呈南北走向，騎跨縣學街，整個東側(cè)開發(fā)地塊為沿街拆遷地塊，距離城隍廟古建筑、肯德基建筑較近。

東側(cè)附屬結(jié)構(gòu)基坑總面積為5725m2,其中一區(qū)基坑為1252m2、二區(qū)基坑為1322m2、三區(qū)基坑為1352m2、四區(qū)基坑為1799m2，四個基坑開挖深度均為10.9m。東側(cè)附屬圍護結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻+鉆孔咬合樁的結(jié)構(gòu)形式，靠近老城隍廟位置采用Φ1000@750mm的鉆孔咬合樁，深為23m，總計160根。

咬合樁分為兩種：圓鋼筋籠樁和方鋼筋籠樁。其中圓鋼筋籠樁在設(shè)計圖中簡稱A樁，方鋼筋籠樁簡稱B樁，均采用C30混凝土。

二、工程地質(zhì)條件

根據(jù)勘察資料，本場地自地表至67.0m深度范圍內(nèi)所揭露的土層均為第四紀松散沉積物，按其成因可分為9層，并細分為16個工程地質(zhì)亞層。所見土層自上而下依次為①層雜填土、①3層淤泥質(zhì)粘土、淤泥、②2b層淤泥質(zhì)粘土、②2c層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、③層含粘性土粉砂、③2層粉質(zhì)粘土、④1層淤泥質(zhì)粘土、⑤1層粉質(zhì)粘土、⑤2層粉質(zhì)粘土、⑥2 層粉質(zhì)粘土、⑥2a層粘質(zhì)粉土、⑥3層粘土、⑦1層粉質(zhì)粘土、⑧1 層粉砂、⑧1a 層粉質(zhì)粘土、⑨1層粉質(zhì)粘土。

本場地地下水可分為三類：

a.松散巖類孔隙潛水：該類型水主要賦存于場區(qū)表部雜填土和淺部淤泥質(zhì)土層中，水位標高為0.98～2.21m8。

b.淺部孔隙承壓水：該類型水主要賦存于 ③1 層粉砂或粉土中，含水層較薄，厚0.8～3.3m，粘性土含量高，透水性一般，水量較小，水位標高在1.0～1.7m左右。

c.第I 層孔隙承壓水：該類型水主要賦存于⑧1 層粉砂中，透水性好，水量豐富，含水層頂板埋深約45.9m～50.8m左右，含水層厚約15.2m～18.4m，根據(jù)勘察報告的成果，水位標高-2.11m。

三、鉆孔咬合樁的選定

本樁基工程主要難點是圍護結(jié)構(gòu)咬合樁東側(cè)離城隍廟古建筑較近，最近距離約5m，城隍廟古建筑為自然基礎(chǔ)，基礎(chǔ)較淺，結(jié)構(gòu)形式差，敏感度較高，在前期障礙物拔樁過程中發(fā)現(xiàn)輕微的擾動對其就會產(chǎn)生影響，且樁基施工位置原為城隍廟商城，存在一層地下室，基礎(chǔ)形式為Φ426沉管灌注樁需進行拔出，目前上部結(jié)構(gòu)已經(jīng)拆除，但是地下室的底板和側(cè)墻未進行鑿出。

主要施工重點是在成孔過程中嚴格控制好成孔的質(zhì)量、垂直度及施工速度，將施工給周邊環(huán)境的影響降到最低及對地下室底板、側(cè)墻及老樁的清障干凈。

針對難點及施工重點，設(shè)計經(jīng)過比較分析采用鉆孔咬合樁進行施工，原因如下：

（1）如果采用地下連續(xù)墻的形式進行施工，由于需要高大的吊裝機械以及成槽機，在成槽以及吊鋼筋籠的過程中會嚴重影響城隍廟古建筑地基的變形，不能滿足城隍廟古建筑保護的施工要求。

（2）如果采用SMW工法，在進行H型鋼打拔過程中，和地下連續(xù)墻一樣需要大型機械，施工時對土體有嚴重的擾動影響，亦不能滿足城隍廟古建筑保護的施工要求。

（3）鉆孔灌注樁在施工外加止水帷幕的時候，會對城隍廟古建筑的地基有擾動，不能滿足城隍廟古建筑保護的施工要求。

（4）鉆孔咬合樁用全回轉(zhuǎn)機械進行施工，并且采用鋼套管護壁，不需要采用更高大的機械，能很好地避免施工時對周邊地基土體的擾動，采用鋼套管能有效地防止孔內(nèi)流砂、涌砂現(xiàn)象的產(chǎn)生，并且互相咬合的排樁可以有效達到防水設(shè)計效果，并且A、B樁均設(shè)計放鋼筋籠，增加了咬合樁的剛度，在開挖時能更好地控制墻體側(cè)移。

四、工程難點及應對措施

1.鉆進效率低，由于B樁不是素混凝土，有方形鋼筋籠，并且設(shè)計圖紙上B樁鋼筋籠與A樁外邊緣之間距離只有75mm，距離過小，套筒如果在鉆進過程中有稍微的傾斜就會咬到B樁的鋼筋籠使其破壞，導致B樁重新施工，延緩施工進度。

咬合樁施工本身對于垂直度就有一定的要求，本工程中的設(shè)計B樁有方形鋼筋籠使得垂直精度要求更高，針對上述情況，在咬合樁鉆孔施工過程中一定要做好對鋼套管的垂直度監(jiān)測和工序檢查：

a.垂直度監(jiān)測：在地面以上定時不間斷地監(jiān)測鋼套管的垂直度，可采用線錘的方式，發(fā)現(xiàn)有偏差就及時地進行糾偏，施工過程中亦可采用測量儀器輔助監(jiān)測，要自始至終堅持，不能中斷。

b.工序檢查：每有一節(jié)鋼套管鉆進完成，就要按照上述垂直度監(jiān)測方法進行監(jiān)測，包括孔內(nèi)及孔外，合格后才能進行下一節(jié)的連接施工，而下一節(jié)套管連接好后施工前亦需進行垂直度監(jiān)測，不合格時需及時進行糾偏。一般采用鉆機油缸糾偏方法，而偏差較大時，如果是B樁，則向管內(nèi)填砂，提升到上次合格的地方檢查垂直度后繼續(xù)重新鉆進；如果是A樁，則是向管內(nèi)填與B樁同種編號混凝土，其他同B樁糾偏方法一樣。

2.在A樁咬合樁鉆孔過程中，因時間不好掌控，B樁混凝土可能會處于未初凝狀態(tài)，這樣容易發(fā)生砼管涌現(xiàn)象，通常會用以下3種方法來克服：

（1）通過控制B樁混凝土的配合比，減少B樁混凝土的坍落度，降低混凝土的流動性；

（2）套管應超前鉆進，最好將開挖面與套管底口的距離控制在2.5m以上，形成“瓶頸”阻止混凝土的流動；

（3）在施工過程中，需時刻注意兩邊B樁的變化，如遇樁頂面混凝土下陷，就是發(fā)生管涌現(xiàn)象的征兆，這時應馬上停止施工，盡量繼續(xù)將套管往下鉆進，并且向套管內(nèi)注入水，通過水壓力來平衡混凝土的壓力，直到阻止管涌現(xiàn)象繼續(xù)發(fā)生。

3.混凝土澆灌過程中，是邊澆灌混凝土，邊往上拔套管，但是由于套管與鋼筋籠的空隙比較小，鋼筋籠會或多或少的被帶著一起上浮，施工過程中會采用一些措施來避免此種情況發(fā)生：（1）混凝土骨粒粒徑應小于20mm，以減少在鋼套管上拔過程中混凝土對鋼筋向上的摩擦力；（2）在鋼筋籠的底部焊接一塊鋼板，當混凝土澆灌時利用混凝土的自重來增加鋼筋籠的抗浮能力。

鋼板上的混凝土自重＞泥漿浮力+混凝土對鋼筋向上的摩擦力，從而有效地控制鋼筋籠的上浮。

4.東側(cè)附屬位置原為城隍廟商城，地底下有老樁或是圍護樁，當成孔施工碰到的時候，機器難以鉆進，在經(jīng)長時間將舊樁進行拔除之后，前面一根樁砼超過初凝時間過長，導致更難進行切割作業(yè)，并且兩根B樁硬化程度不同，使得套筒在成孔過程中容易向未初凝的樁傾斜而導致咬到鋼筋籠使其破壞。

針對這個情況，先跳開該樁繼續(xù)施工能施工的樁，最后再回到此樁，此時兩根B樁都過了初凝時間，試著進行重新鉆孔施工，若難以鉆進，則選擇在樁外側(cè)補樁，并在補樁兩外側(cè)樁縫處采取旋噴堵漏處理。

五、施工監(jiān)測對比分析

1.為了能得知對老城隍廟建筑物的沉降側(cè)移情況，專門在老城隍廟建筑四周安裝了自動化監(jiān)測儀器，數(shù)據(jù)直接通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)诫娔X上，時刻對老城隍廟古建筑結(jié)構(gòu)的位移進行監(jiān)控。

在咬合樁施工過程中，密切關(guān)注監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)來觀察施工時對古建筑造成的影響，并通過變化幅度來控制鉆孔進度。按結(jié)構(gòu)封頂以后的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，老城隍廟古建筑結(jié)構(gòu)的最大累計變形量為15mm，在可控制范圍內(nèi)。

2.為了能得知開挖時的變形情況，在鉆孔咬合樁中設(shè)置了測斜孔，有常規(guī)監(jiān)測點和自動監(jiān)測點，在基坑開挖階段對圍護墻體傾斜、沉降、位移進行了密切監(jiān)測。

通過實際過程中的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，開挖深度較淺時，樁位變形相對較小；隨著開挖深度的增加，樁位變形慢慢增大，但當支撐加上時，有效地抑制進一步的變形增加。而相較于其他非鉆孔咬合樁部分，鉆孔咬合樁施工部分基坑開挖時的累計變形量要小得多，主要是由于鉆孔咬合樁的剛度較大。

通過監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果分析表明鉆孔咬合樁的設(shè)計和施工方案是合理可行的，很好地解決了此工程的一大難點。

六、結(jié)語

本工程鉆孔咬合樁施工工藝的確定以及實施很好地解決了如何保護老城隍廟古建筑這一工程重點，雖然在施工過程中碰到很多實際問題及難點，但通過施工過程控制，很好地解決和規(guī)避，希望可作為今后同類型圍護樁施工的借鑒：

（1）通過時刻監(jiān)測套筒的垂直度，進行逐步糾偏，降低了咬到鋼筋籠的幾率；

（2）在澆筑前對混凝土坍落度進行檢測，合格了才允許澆灌，避免了管涌現(xiàn)象的發(fā)生；

（3）在鋼筋籠底部焊了比鋼筋籠直徑略小的薄鋼板，以此減少了鋼筋籠上浮的現(xiàn)象；

（4）在咬合樁施工過程中遇到老樁，致使樁砼過了初凝時間，鉆進速度緩慢而增加施工成本，但馬上著手換了一臺回轉(zhuǎn)半徑更大的新全回轉(zhuǎn)機器，由于硬化程度還不是很大，可以鉆進施工，初步解決了碰到老抗拔樁及老圍護樁的一系列問題，加快了施工進度，相應降低了成本。