深厚雜填土地段地鐵圍護樁混凝土超耗量控制

摘要：以某工程為依托，對在深厚雜填土中施工圍護樁的總結及分析，通過從過程中控制單一因素的方法，確定成孔過程中坍孔的主要原因并提出最優解決方案，保證混凝土圍護樁成樁質量的同時，從原材成本上控制項目開支，并保證后續主體結構施工。

關鍵詞：圍護樁；深厚雜填土；孔壁穩定性；混凝土超耗

1" "工程概況

1.1" " 工程基本情況

堡子村車站位于浐灞一路與北辰東路十字路口，沿浐灞一路東西向布置的地下雙層島式車站，采用明挖順作法施工。車站基坑長為256m，底板埋深18.43～21.04m，地下水位位于底板標高下7～10m左右，基坑圍護結構為圍護樁加內支撐結構，共計414根圍護樁.

1.2" " 地質狀況

車站范圍內地層主要分布有大厚度的人工填土，經走訪調查，人工填土處原為磚廠的取土坑，平面分布范圍較大，約2010—2011年期間用建筑垃圾無序填埋，該區間處填土層最大深度約15.40m。填土坑土體處于欠密壓狀態。經現場勘探得知，實際雜填土層比設計雜填土層深約5m左右，且部分雜填土為黑色生活垃圾，并伴有強烈刺激性氣味。

1.3" " 超耗統計

前期施工中，隨機抽取施工臺賬中的混凝土澆筑數據，經統計已施工的圍護樁單根樁基最小超方量為8.35m3，最小超耗率為23.4%。

2" "施工方案

2.1" " 成孔順序

車站圍護樁采用“跳樁”施工，在相鄰樁位的樁混凝土強度達到其設計標號強度的70%的后，遂進行成孔施工。鉆孔樁施工時按四序成孔，成孔順序為 1→5→9、2→6→10，依次循環，如圖1所示。

2.2" " 施工工藝

車站圍護樁施工工藝主要為旋挖鉆機干作業回填黏土法及旋挖鉆泥漿護壁施工工藝，其工藝流程如圖2、圖3所示。

2.3" " 施工準備

施工前進行該地區的管線釬探調查，了解施工區域內地上、地下管線和周圍建筑物情況，并按相關方案采取保護或遷移措施。同時為保證施工時地下不明管線及構筑物安全，樁成孔及土方開挖前，應在相應位置進行探槽及探孔施工，探明管線情況。對已探明且影響施工的管線，鉆孔前開挖出來并設置醒目的警示標志。

2.4" " 測量放線

先使用全站儀確定出定位樁的位置，再確定圍護樁的分布軸線，最后確定單根樁的樁位。樁位明確后插上木樁，并使用噴漆噴涂圍護樁樁號，由現場技術人員對照設計圖紙進行復核確認。測量人員和復核人員必須分開，通過互相核對監督確保樁位準確。

2.5" " 護筒埋設

2.5.1" "護筒制作

護筒采用鋼質護筒，采用壁厚10mm的A3鋼板卷制。考慮到樁長和傾斜度影響，鋼護筒內徑比樁徑大150mm，并將護筒長度設置為6m，以保證地表土層穩定及孔口成孔質量。

2.5.2" "護筒埋設

埋設護筒采用挖坑法。鋼護筒埋設前先放出圍護樁中心點，通過樁位中心點向兩側拉十字線在護筒外90cm處設置控制樁，并以樁心為圓心挖出圓坑，保證鋼護筒中心點與圍護樁樁心點重合。鋼護筒安放穩定后，先于鋼護筒底填鋪50～80cm左右厚的黏土，并夯實至30～50cm，然后安設護筒，使用同樣方法在其周圍填筑黏土，保證其埋深大于等于1.5m。

在護樁處采用拉線繩的方法確定出樁位中心，再使用線錘將圍護樁樁心點引至孔底。使用起重機吊放護筒至先前淺挖的孔內，使用線繩在護筒頂部尋求任意交叉點并吊垂線，指揮起重機挪動護筒，使護筒中心與圍護樁樁位中心重合，其偏差不大于5cm。

將護筒位置控制好后進行吊垂線，使用鋼卷尺量測量護筒頂、中、底部距離垂線的距離，檢查護筒豎直度，護筒垂直度偏斜度不大于1％。護筒四周夯填完成后，再次復核護筒中心位置和垂直度。對護筒頂的高程進行測量，由樁頂設計高程計算圍護樁成孔深度。

2.6" " 鉆進成孔

2.6.1" "旋挖鉆機干作業回填黏土成孔

當設計樁長小于等于16m時，采用該方法進行鉆進。開鉆前，選取大小合適的鉆頭并全面檢查鉆頭、護筒、鉆機位置等。鉆進時，將鉆頭對準設計樁位中心，通過液壓裝置加壓下旋鉆進。成孔過程中，根據地勘單位提供的地勘報告預判土層即將產生的變化，并及時對鉆碴進行取樣，根據地質調整鉆機鉆速和進尺。

鉆碴取樣后發現大量生活垃圾及回填磚碴后暫停鉆進。使用裝載機將提前備好的粉質黏土回填入已成孔中，進行夯實后使用旋挖鉆機繼續鉆進，并隨時觀察鉆碴土樣。若再次發現鉆碴土樣中含有大量生活垃圾及回填磚碴，則重復以上步驟。在保證粉質黏土儲備充足的情況下緩慢鉆進，遇碴則填，將廢棄雜填土置換出來，保證成孔質量。孔內升降鉆頭時做到平穩，不碰撞護筒或孔壁。旋挖作業過程中要勻速平穩，直至設計標高。

每根圍護樁成孔前，由測量人員對旋挖鉆機的鉆桿垂直度進行校核。成孔過程中，由測量人員對鉆桿進行實時垂直度監測，每進尺10m檢驗一次。成孔后若發現孔徑小于設計要求，則對鉆錐補焊刀片進行增粗，放入孔中后反復提升鉆錐進行掃鉆，完成后再次進行檢測，直至合格為止。

成孔為隔孔施工，保證樁混凝土灌注后的24h內，其周圍3.5倍樁徑范圍不被擾動。成孔至設計高程后，對已成孔的孔深、孔徑、孔壁垂直度、沉碴厚度進行檢查。鉆孔結束后及時清孔，現場技術人員對已成鉆孔的孔深、孔徑、孔壁垂直度、沉碴厚度進行自檢，合格后報進行驗收并進行下一道工序。合格檢測標準：孔深、孔徑不小于設計規定；鉆孔垂直度誤差≤0.5％；沉碴厚度不大于100mm；樁位誤差不大于50mm。

成孔檢查后進行第一次清孔。成孔至設計深度后，必須在原深處進行空轉清碴。鋼筋籠放置后，樁砼灌注前，使用測錘對清孔情況進行測量復查，若不合格，則進行第二次清孔。

2.6.2" "旋挖鉆機泥漿護壁成孔

當設計樁長大于16m時，采用該方法進行鉆進。在開鉆前，選取大小合適的鉆頭并全面檢查鉆頭、護筒、鉆機位置等。泥漿質量性能控制指標參見表1。每根圍護樁成孔前，由測量人員對旋挖鉆機的鉆桿垂直度進行校核。成孔過程中，由測量人員對鉆桿進行實時垂直度監測。

鉆進施工前，再次全面檢查鉆頭、鉆桿、鋼絲繩等。鉆進時，采用低壓、慢進的方式進行旋轉鉆進，并確保鉆孔的垂直度。成孔過程中，根據地勘報告預判土層變化，及時撈取鉆碴取樣，記入鉆孔記錄表，根據地質情況調整鉆機的轉速和鉆孔進尺。

在鉆孔排碴、提鉆頭出土或故障停鉆時，應保持孔內具有規定的水位。鉆孔結束后及時清孔，現場技術人員對已成鉆孔的孔深、孔徑、孔壁垂直度、沉碴厚度進行自檢，合格后報進行驗收并進行下一道工序。合格檢測標準：孔深、孔徑不小于設計規定；鉆孔垂直度允許偏差0.5％；沉碴厚度≤100mm；樁位誤差不大于50mm。

成孔檢查后進行第一次清孔。成孔至設計深度后，必須在原深處進行空轉清碴。清孔后，用測繩測量孔深。圍護樁孔底沉碴厚度應≤100mm，孔底500mm以內的泥漿比重應＜1.25；含砂率≤8%，黏度≤28s。鋼筋籠放置后，樁混凝土灌注前，使用測錘對清孔情況進行測量復查，若不合格則進行第二次清孔。

3" "施工效果

采用上述施工方法后，能一定程度上緩解因雜填土層成孔困難而坍孔的問題。在砂層所采用的膨潤土泥漿，經多次測量和調整，確定當泥漿黏度為27s、比重為1.25時，可以取得相對較好的護壁效果。統計此后施工圍護樁，單根樁基最大超方量為2.56m3，最大超耗率為12.1%；最小超方量為1.37m3，最小超耗率為6.7%，詳情見表2。

4" "結語

本文以具體工程為依托，對在深厚雜填土中施工圍護樁的總結及分析。通過從過程中控制單一因素的方法，確定成孔過程中坍孔的主要原因并提出最優解決方案，保證混凝土圍護樁成樁質量的同時，從原材成本上控制項目開支，并保證后續主體結構施工。

在深厚雜填土層中施工圍護樁時，較好的孔壁完整性可以保證混凝土的超耗量可控，遂應采取針對性措施，保證圍護樁在成孔過程中的孔壁完整性。具體措施如下：一是鉆進過程中回填粉質黏土，逐漸填補因雜填土自穩定性差，鉆進過程中孔壁坍孔產生的較大缺口，同時對孔內土體進行緩慢置換改良，二是通過優化泥漿參數來提升護壁效果，保證成孔孔壁的完整性。

參考文獻

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[3] 中華人民共和國國家標準. GB50300-2013 建筑工程施工質量驗收統一標準[S].北京：中國建筑工業出版社， 2013.