超大面積上蓋地鐵停車場的群樁施工關(guān)鍵技術(shù)

張友杰 郭志鑫 秦天宇 楊軍偉 朱永強

中國建筑第八工程局有限公司總承包公司 上海 201204

在采用多臺樁機同時進行鉆孔灌注樁施工時，常規(guī)的沉渣厚度測量、鋼筋籠螺旋箍加工及泥漿外運等方法已不適應(yīng)超大面積群樁施工的需要，主要原因是施工過程中沉渣厚度測量速度慢、鋼筋籠加工速度慢等，同時群樁施工過程中產(chǎn)生的廢泥漿量大，且泥漿外運的受限因素較多，從而制約了鉆孔灌注樁群樁的施工進度[1-3]。

因此，必須對傳統(tǒng)的施工工藝進行創(chuàng)新，研究出新的施工工藝，在確保群樁施工質(zhì)量的前提下加快施工進度。

1 工程概況

上海軌道交通18號線航頭停車場地塊上蓋板地建設(shè)項目A標(biāo)占地面積約137 000 m2，總建筑面積235 000 m2。本工程場地面積大，采用鉆孔灌注樁樁基，共有鉆孔灌注樁10 025根。具體如下：

1）B1區(qū)共計1 008根灌注樁，其中φ800 mm鉆孔灌注樁573根，φ1 000 mm鉆孔灌注樁435根。B2區(qū)共計1 316根灌注樁，其中φ800 mm鉆孔灌注樁617根，φ1 000 mm鉆孔灌注樁699根。B3區(qū)共計778根灌注樁，其中φ800 mm鉆孔灌注樁373根，φ1 000 mm鉆孔灌注樁405根。B4區(qū)共計827根灌注樁，其中φ800 mm鉆孔灌注樁370根，φ1 000 mm鉆孔灌注樁457根。B5區(qū)共計576根灌注樁，其中φ800 mm鉆孔灌注樁421根，φ1 000 mm鉆孔灌注樁155根。B6區(qū)共計741根灌注樁，其中φ800 mm鉆孔灌注樁281根，φ1 000 mm鉆孔灌注樁460根。B7區(qū)共計1 051根灌注樁，其中φ800 mm鉆孔灌注樁362根，φ1 000 mm鉆孔灌注樁689根。B區(qū)鉆孔灌注樁樁長分別為43、46、47、50 m。

2）B區(qū)軌道樁共計978根，樁長28 m，樁徑均為600 mm。

3）C區(qū)灌注樁共計867根，其中φ800 mm的灌注樁711根，φ1 000 mm的灌注樁156根。C區(qū)鉆孔灌注樁樁長分別為37、42 m。

4）F區(qū)域灌注樁共計1 847根，樁徑均為600 mm，樁長均為40 m。

5）天橋01、天橋02共計36根，樁徑均為800 mm，樁長均為40 m。

6）樁身混凝土采用水下C35混凝土，灌注樁鋼筋為HRB400鋼筋，螺旋筋與主筋點焊。樁身主筋的混凝土保護層厚度為50 mm，樁頂嵌入承臺100 mm。

2 技術(shù)特點與難點

1）本工程灌注樁總數(shù)多，工程量較大，施工周期長，樁徑、樁長種類較多。

2）鉆孔灌注樁數(shù)量較大，相應(yīng)的沉渣厚度測量工作量也大。因此，如何控制沉渣厚度的測量精度，提高沉渣厚度的測量速度，成為了樁基施工過程中極為重要的一個問題。目前，成樁前的沉渣厚度測量一般采用重錘法、測針測餅法、沉渣儀法等?，F(xiàn)有的方法受人為因素影響大，操作煩瑣，測量誤差大，實用性不強。尤其對于大體量的基礎(chǔ)設(shè)施工程，樁基工程量是普通工程的幾倍，如果使用傳統(tǒng)的測量方法，累計將會消耗大量的時間和人工，無論從工程進度還是成本考慮，都十分有必要研究出一種新的沉渣厚度測量方法。

3）本項目樁基施工高峰時期一天成樁將近150根，每根樁6節(jié)鋼筋籠，即每天將近900節(jié)鋼筋籠。灌注樁鋼筋施工要點為縱向鋼筋的單面焊接質(zhì)量以及鋼筋籠箍筋的間距和焊接質(zhì)量。傳統(tǒng)的施工方法存在箍筋分布不均勻、間距誤差大、箍筋松垮、焊接前與縱筋間距過大等問題。

4）上海地區(qū)對施工環(huán)保要求較高，施工過程產(chǎn)生的泥漿嚴(yán)禁隨意排放，需運送到指定區(qū)域。同時，在重大政治、經(jīng)濟活動期間，泥漿外運會受到相關(guān)限制，如何持續(xù)有效地處理鉆孔灌注樁施工過程中產(chǎn)生的泥漿，也是本工程樁基施工過程中的一大難題。

3 采取的措施

3.1 全過程質(zhì)量控制

在施工過程中，安排專人進行“一樁一控”，即對測量放線、樁位放樣、開孔、鉆孔、鋼筋籠加工及下放、導(dǎo)管下放、清孔及混凝土澆筑等全過程進行質(zhì)量控制，確保灌注樁成形質(zhì)量。主要對測量復(fù)核、樁位放樣和開孔等進行控制，其他工序按常規(guī)控制。

1）測量復(fù)核：項目根據(jù)業(yè)主提供的測量成果報告書每個月對控制點進行復(fù)核，并上報監(jiān)理確認(rèn)。

2）樁位放樣：場地整平后，采用坐標(biāo)法用全站儀精確測定樁孔位置，對于通視條件較差的區(qū)域采用GPS定位儀進行樁位定位，避免轉(zhuǎn)點造成的誤差。技術(shù)員現(xiàn)場全過程跟蹤放樣，并對測設(shè)成果進行復(fù)核。

3）開孔控制：樁位經(jīng)監(jiān)理復(fù)核確認(rèn)后，由分包單位提交申請，由總包單位對樁機檢測、人員教育、操作交底、鉆機定位等進行檢查后，方可鉆孔。

3.2 新型孔底沉渣厚度測量工具的應(yīng)用

針對灌注樁沉渣厚度檢查困難的情況，通過對以往灌注樁沉渣厚度測量方法的分析和總結(jié)，研發(fā)出一種新型的灌注樁孔底沉渣厚度測量工具（專利號：ZL 201721797068.2），有效地減少了灌注樁沉渣厚度的測量時間，提高了測量結(jié)果的精確度。其設(shè)計構(gòu)造如圖1所示。

圖1 沉渣厚度測量儀設(shè)計構(gòu)造

現(xiàn)場施工中通過利用牽引繩，將沉渣厚度測量儀徐徐伸入樁孔內(nèi)，底部沉渣從過濾篩網(wǎng)涌入，隨著底部沉渣增多開始擠壓沉渣內(nèi)勁圈，把測量儀沉入孔底，通過沉渣的擠壓，內(nèi)勁圈逐步上升，并跳過卡環(huán)，從而獲得相應(yīng)的沉渣厚度數(shù)據(jù)。

本工程鉆孔灌注樁共有10 025根，每根需清孔2次，故共需進行20 050次沉渣厚度測量。根據(jù)項目部測算，傳統(tǒng)測量方法每次約需要15 min，而使用新型沉渣厚度測量工具則只需要約5 min。合計共可節(jié)省時間約3 342 h，合計418人工，創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟效益。本測量工具具有結(jié)構(gòu)簡單、測量便利、測量結(jié)果準(zhǔn)確性高等特點，能夠避免人為的影響，具有較大的實用性。

3.3 采用半自動滾籠機進行鋼筋籠加工焊接

半自動滾籠機施工順序如下：焊制內(nèi)環(huán)加強箍筋→加強箍筋與縱筋連接→綁扎箍筋→箍筋與縱筋焊接。

與傳統(tǒng)方法相比，采用半自動滾籠機制作鋼筋籠的最大優(yōu)點在于外環(huán)箍施工質(zhì)量較好。

采用半自動滾籠機綁扎箍筋的流程如下：設(shè)備使用時先檢查儀表和電機正反轉(zhuǎn)是否正常，將盤筋放置在盤筋托架上，把調(diào)直機升到頂端，調(diào)直機與盤筋上端總保持平行。為使鋼筋籠骨架在兩滾筒上平穩(wěn)轉(zhuǎn)動，在鋼筋籠骨架未滾至兩滾筒之間前，先在兩端各焊上一圈箍筋以防跳動。鋼筋籠骨架滾放至兩滾筒之間時，盤筋通過行走車上的鋼筋調(diào)直機后與鋼筋籠骨架端部焊接，設(shè)定好行走車速度參數(shù)，同時開動滾筒電機、鋼筋調(diào)直機電機和行走車電機，隨著鋼筋籠的旋轉(zhuǎn)和行走車的移動，盤筋被均勻地纏繞在鋼筋籠骨架上。采用該方法，只需要先調(diào)好箍筋間距，再開動機器進行鋼筋籠箍筋的綁扎，即可綁扎出箍筋間距控制效果極好的鋼筋籠。綁扎完成后，停止機器運行，焊接端頭箍筋并截斷，從而完成鋼筋籠的箍筋綁扎工作。整套工序完成后，箍筋會箍得特別緊，也保證了焊接質(zhì)量，不會出現(xiàn)脫焊的情況。

用傳統(tǒng)方法綁扎的鋼筋籠箍筋往往箍不緊，且間距把握不好，容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。半自動滾籠機很好地解決了這些問題。另外，采用傳統(tǒng)方法綁扎箍筋后，需要用夾具控制其間距，焊接時比較麻煩，既要把握間距，又要保證箍緊，質(zhì)量不易把控。而采用半自動滾籠機加工的鋼筋籠只需要在需焊接的地方進行焊接即可，不用考慮箍緊度及鋼筋間距。

3.4 廢泥漿的高效處理

本項目采用了最新的泥漿分離器。該機器可以有效地將產(chǎn)生的泥漿分離為施工用水及黏土。在場地東北角設(shè)置2臺泥漿分離器，同時設(shè)置堆土場地和集水池。在場地設(shè)置若干個泥漿池，通過泥漿泵將廢漿倒運抽至泥漿分離器內(nèi)進行泥水分離。泥漿分離器在運作過程中需設(shè)置后臺系統(tǒng)，所有的泥漿要添加石灰，以調(diào)節(jié)泥漿的黏稠度，滿足黏稠度要求后再通過分離器的過濾系統(tǒng)，分離出黏土和水。

分離出來的黏土通過裝載機運到附近設(shè)置的堆土場。黏土經(jīng)過翻曬后可作基坑和地基回填處理，不外運。分離出來的水通過集水池收集，可用于施工道路沖洗、場地沖洗和混凝土養(yǎng)護等。

4 結(jié)語

在超大面積上蓋地鐵停車場群樁施工過程中，研發(fā)了一種新型的灌注樁孔底沉渣厚度測量工具以快速測量沉渣厚度，并采用半自動滾籠機進行鋼筋籠加工以及采用泥漿分離器處理廢泥漿。這些技術(shù)的運用，確保了鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，加快了施工進度，同時實現(xiàn)了廢泥漿零排放，施工綠色環(huán)保，代表了當(dāng)今鉆孔灌注樁施工的主流方向，可為類似工程施工提供借鑒和參考。