圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土咬合樁施工方法

胡超

（中煤江南建設(shè)發(fā)展集團(tuán)有限公司，廣州 510000）

1 引言

隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑在數(shù)量和高度上都有了大規(guī)模的突破，在建筑向更高層發(fā)展的同時(shí)，多層地下室建設(shè)也逐漸增多，各種類型的地下空間開(kāi)發(fā)越來(lái)越受到人們的關(guān)注，地下停車場(chǎng)、商場(chǎng)與地鐵的建設(shè)使基坑向更深度、大面積的方向不斷發(fā)展[1]。基坑的開(kāi)挖與支護(hù)涉及巖土工程的多個(gè)方面，若基坑支護(hù)在施工中出現(xiàn)失誤，會(huì)給整個(gè)工程帶來(lái)安全隱患，延誤工程進(jìn)度，為使圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工安全進(jìn)行，在施工中采取支護(hù)措施是非常必要的[2]。鉆孔咬合樁具有剛度大、變形小的特點(diǎn)，因此在近年來(lái)的地下施工中取得了較好的效果。通常情況下，深基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)只具有擋土和止水的作用，在一定程度上對(duì)土地的利用造成了浪費(fèi)，因此以維護(hù)結(jié)構(gòu)為主體結(jié)構(gòu)的復(fù)合結(jié)構(gòu)開(kāi)始應(yīng)用于深基坑工程中。圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土咬合樁的施工方法為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用提供了一定的參考依據(jù)，對(duì)地下建設(shè)的發(fā)展具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土咬合樁施工方法

2.1 設(shè)計(jì)咬合樁厚度

因圍護(hù)結(jié)構(gòu)的混凝土咬合樁需要具備擋土和止水的工程要求，因此需要保證咬合樁的厚度達(dá)到抗?jié)B性的要求。由于成孔是在地下及水下進(jìn)行施工的，為了保證咬合厚度需要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，避免因施工中存在失誤而引起嚴(yán)重的事故，耽誤施工進(jìn)度。樁的偏斜度過(guò)大會(huì)不利于后期鋼筋籠的吊裝，且難以保證鋼筋保護(hù)層的厚度，因此在壓灌混凝土樁施工中，應(yīng)保證樁徑偏斜的偏差不大于3 cm，樁體的垂直角度在89.5%~90.5%，并嚴(yán)格控制空口定位及其垂直度。根據(jù)施工區(qū)域的具體地質(zhì)條件及工程條件，將咬合長(zhǎng)度及相鄰的咬合厚度設(shè)計(jì)在20 cm，在該厚度能夠使排樁具有整體性，且能夠允許一定的施工誤差，使樁間的咬合厚度適中，發(fā)揮止水功能。

2.2 灌注咬合樁導(dǎo)向墻

本文咬合樁采用旋挖機(jī)鉆孔施工，將施工柱進(jìn)行咬合排列，使用先A 樁后B 樁的順序施工，A 樁采用水下混凝土，配鋼筋樁，B 樁為超緩凝混凝土，不配鋼筋樁。A 樁施工需要在B樁超緩凝混凝土初凝前結(jié)束，A 樁施工柱采用均勻性配筋，樁位允許偏差為10 mm，為使咬合樁位置的精度控制在設(shè)計(jì)施工要求規(guī)范內(nèi)，在柱頂建筑混凝土導(dǎo)墻[3]。當(dāng)導(dǎo)墻達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，拆除模板重新定位，將旋挖機(jī)移動(dòng)至樁位中心位置，保證旋挖機(jī)與樁位中心保持垂直角度后，吊裝套管進(jìn)行下壓，下壓深度約在2 m 內(nèi)，用抓斗取土。

2.3 鋼筋籠的制作與安裝

鋼筋籠按照技術(shù)規(guī)范在施工現(xiàn)場(chǎng)制作，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置2 個(gè)鋼筋加工場(chǎng)，灌注樁配筋有φ32 mm、φ25 mm、φ12 mm 3 種，按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行鋼筋的加工，主筋根據(jù)不同的鋼筋材質(zhì)與結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同方法的連接，主筋在搭接焊方式的基礎(chǔ)上與箍筋通過(guò)點(diǎn)焊連接。鋼筋籠的制作需要保證鋼筋的平整，且角度垂直，在鋼筋籠的安裝中，為防止鋼筋籠的變形，在鋼筋籠主筋外設(shè)置箍筋進(jìn)行加固，并將其分段沉放，其方向按照設(shè)計(jì)要求實(shí)施，鋼管用套絲連接，對(duì)準(zhǔn)孔位中心，在短時(shí)間內(nèi)完成垂直沉放，避免碰撞樁壁土[4]。鋼筋籠在混凝土澆筑過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)上浮情況，因此采用薄鋼板焊接于鋼筋籠底部，保證鋼筋籠的穩(wěn)定。

2.4 配制超緩凝混凝土

超緩凝混凝土是進(jìn)行咬合樁施工的特殊材料，超緩凝混凝土具有較長(zhǎng)的初凝時(shí)間，適于咬合樁的施工條件。混凝土在素樁中應(yīng)用以延長(zhǎng)素樁的初凝時(shí)間，使葷樁通過(guò)鉆機(jī)進(jìn)行切割實(shí)現(xiàn)與A 樁的咬合，超緩凝混凝土的合適配比與正確使用是保證咬合樁施工成功的重要因素。因此，在咬合樁的配制中應(yīng)注意保證其緩凝時(shí)間在3 d 左右，且混凝土的坍落度在14~18 cm。超緩凝混凝土根據(jù)項(xiàng)目工程區(qū)域氣質(zhì)及水文條件進(jìn)行配比，由于本工程地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有一定的腐蝕性，因此本文混凝土的腐蝕系數(shù)在0.8 以上，同時(shí)在混凝土中加入鋼筋阻銹劑。在灌斗內(nèi)灌入1∶1.5 的水泥砂漿，完成混凝土的制備，滿足施工標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.5 澆筑混凝土成樁

咬合樁的鉆孔孔底在達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，進(jìn)行及時(shí)驗(yàn)收，保證達(dá)到咬合樁厚度的要求。在驗(yàn)收合格后進(jìn)行樁身混凝土的灌注，通過(guò)試配確定混凝土的配合比，并檢查使用材料的質(zhì)量保證書(shū)，經(jīng)檢查合格后方可使用。按配合比對(duì)拌制混凝土進(jìn)行規(guī)范的計(jì)量，清理模板雜物并進(jìn)行混凝土的振搗，使混凝土具有一定的流動(dòng)性，圈梁與混凝土支撐節(jié)點(diǎn)同時(shí)施工，利用干孔灌注法分段分批澆筑，為保證施工柱樁壁表面的平整度，對(duì)不同時(shí)期澆筑的混凝土結(jié)合處進(jìn)行鑿毛處理[5]。混凝土灌注時(shí)注意保持導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱與管外泥漿壓力平衡，在灌注過(guò)程中拔樁，保證套管低于混凝土面2 m 以上，在混凝土澆筑完畢后的半天之內(nèi)，為了防止混凝土出現(xiàn)裂紋情況，需要對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋保濕，最終成樁。

3 應(yīng)用效果分析

為驗(yàn)證本文方法在廣州市某大廈項(xiàng)目基坑工程施工的有效性，對(duì)基坑開(kāi)挖過(guò)程進(jìn)行位移數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，主要包括咬合樁變位以及周邊地表豎向位移，并對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)周邊建筑物沉降、圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁頂水平位移、圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁頂沉降監(jiān)測(cè)的最大位移值進(jìn)行匯總。從而對(duì)咬合樁的適用性進(jìn)行客觀地評(píng)價(jià)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)按照施工測(cè)量的規(guī)范要求進(jìn)行，在每個(gè)基坑中布設(shè)2個(gè)基點(diǎn)墩，在每個(gè)基點(diǎn)墩中間加蓋蓋板以及鋼筋，以保證監(jiān)測(cè)點(diǎn)不被破壞，本文使用高精度水準(zhǔn)儀、測(cè)斜儀等設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，將儀器設(shè)在基點(diǎn)墩上，沿基坑邊緣3 cm 處布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。本文從基坑施工前測(cè)出初始數(shù)據(jù)，在基坑底板澆筑完畢的前3 d中，每天記錄位移數(shù)據(jù)，之后進(jìn)行每2~3 d 一次的記錄，整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程直到施工完成。在基坑開(kāi)挖施工期間，工程沒(méi)有出現(xiàn)意外事故。

以下對(duì)上述監(jiān)測(cè)內(nèi)容進(jìn)行具體分析說(shuō)明，樁體側(cè)向變形監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖1 所示。

由圖1 可知，本文選取了樁徑較大的36 號(hào)樁的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，在最接近基坑開(kāi)挖面坑底時(shí)，咬合樁樁體的側(cè)向變形值最大，圍護(hù)樁的樁徑增大會(huì)在一定程度上增強(qiáng)抗彎剛度，樁身的側(cè)向變形量應(yīng)變小，根據(jù)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)樁體的側(cè)移數(shù)據(jù)來(lái)看，最大變形值為6.1 mm，小于設(shè)計(jì)要求的最大限值10 mm，證明樁體施工效果良好。在對(duì)基坑周邊地表沉降的監(jiān)測(cè)結(jié)果中，選取36 號(hào)樁監(jiān)測(cè)過(guò)程中的7 次結(jié)果，其中包括第1 次監(jiān)測(cè)和第28 次監(jiān)測(cè)，具體如表1 所示。

表1 基坑外36 號(hào)樁處地表沉降

圖1 基坑中36 號(hào)樁側(cè)向變形曲線

由表1 可知，本文選擇了36 號(hào)樁的1 號(hào)測(cè)點(diǎn)和2 號(hào)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分析，在測(cè)量初始值時(shí)地面已經(jīng)出現(xiàn)較小的沉降，為防止基坑開(kāi)挖時(shí)內(nèi)外水位差加大而引起滲透事故，因此本文采取了坑外降水措施。隨著施工過(guò)程的不斷推進(jìn)，地表沉降的深度也逐漸增大，測(cè)點(diǎn)中的最大沉降發(fā)生在2 號(hào)測(cè)點(diǎn)，但1 號(hào)測(cè)點(diǎn)的沉降值極小，兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降值都在最大限度15 mm 之內(nèi)，說(shuō)明本文施工方法對(duì)基坑外地表沉降的影響較小。其他監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行匯總具體如表2 所示。

表2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目位移最大值匯總

由表2 可知，各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)均未超過(guò)預(yù)警值。綜合所有上述數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明本文施工方法滿足了基坑自身安全，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土咬合樁的施工具有適用性。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)灌注咬合樁導(dǎo)向墻、鋼筋籠的制作與安裝以及澆注混凝土成樁對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了施工，取得了一定的成果。本文研究還存在著諸多不足，有待于在今后的研究中更進(jìn)一步的探討。如對(duì)咬合樁咬合面的力學(xué)特性和防水性能還未涉及，咬合樁和主體結(jié)構(gòu)的共同作用機(jī)理還有待于深入研究，對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的復(fù)合設(shè)計(jì)中的應(yīng)力分布以及內(nèi)外墻荷載力還需要在日后的工程施工中不斷細(xì)化與完善，為圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工形成較為完備的體系。