陳 靜
(北京鐵路局石家莊建筑段 河北石家莊 050000)
南寧華潤中心項(xiàng)目位于東盟國際商務(wù)區(qū)的核心區(qū)域,北鄰民族大道、西鄰清秀路,是一個(gè)多功能的綜合性項(xiàng)目,集購物、辦公、酒店、居住、餐飲、娛樂為一體的大型都市綜合體。一期工程包括購物中心和西寫字樓,總占地面積約5 萬平方米,總建筑面積約40 萬平方米。其中:購物中心地上六層,地下三層(另含二個(gè)夾層);西寫字樓地上35 層,地下三層(另含二個(gè)夾層)。本工程采用人工挖孔樁承載及抗浮,購物中心土方開挖標(biāo)高為-14.7 m,西寫字樓土方開挖標(biāo)高為-10.7 m,本工程+0.000 相當(dāng)于絕對標(biāo)高95.500 m(黃海高程)。
場地及其附近原始地貌形態(tài)屬侵蝕、剝蝕丘陵區(qū)的壟狀高丘亞區(qū),相當(dāng)于邕江四級堆積-侵蝕階地,原地形整體東(東南和東北)高西(西北和西南)低,場地原始地面標(biāo)高為90.00 m~134.00 m,西側(cè)發(fā)育一條沖溝?,F(xiàn)場地大部分為素土回填區(qū),東南部為開挖區(qū),地面標(biāo)高為93.95 m~108.53 m,無植被覆蓋,場地中間有一弧型公路,路面寬28 m,公路路面高程為96.80 m~99.49 m,東南部丘頂高程大于106.00 m。
依據(jù)場地勘探及其相鄰地帶范圍內(nèi)進(jìn)行的工程地質(zhì)調(diào)查結(jié)果,勘察場地處于南寧向斜構(gòu)造盆地的南側(cè),構(gòu)成場地地層為下第三系晚始新統(tǒng)-早漸新統(tǒng)地層,巖層走向北東,傾向北西,傾角一般小于8°,總體上屬于平緩的單斜構(gòu)造。緩傾地層區(qū)構(gòu)造的特點(diǎn)是地塹式或地壘式構(gòu)造,除上述斷裂外場地內(nèi)還可能存在其它較小的斷裂構(gòu)造或局部隆起構(gòu)造,如反映在剖面圖上巖層傾角較陡,傾向相反的部位;巖層內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)突變,擊數(shù)小于20 的部位,都是由于斷裂構(gòu)造所引起的。這些斷裂構(gòu)造的存在對場地與地基的穩(wěn)定都無大影響,但對基坑邊坡的局部穩(wěn)定不利。
根據(jù)現(xiàn)場鉆探揭露,建筑場地地層由上而下分布有:第四系人工填土(Qml);第四系淤泥質(zhì)粘土(Qh)和殘積土(Qel);下部為第三系南湖組(E3n)和那讀組(E2n)的泥巖、砂質(zhì)泥巖等地層組成。
根據(jù)勘查結(jié)果,場地地下水主要為上層滯水、孔隙水和基巖裂隙水。上層滯水主要賦存于素填土層和基巖面附近,其補(bǔ)給來源主要為大氣降水,初見水位高程90.73 m~98.31 m,埋深0.5 m~5.2 m;穩(wěn)定水位高程89.61~96.13 m,埋深0.8~6.8 m,含水量不大??紫端饕x存于填土底部的園礫和砂礫層,受相鄰含水層的側(cè)向補(bǔ)給和上層滯水共同補(bǔ)給,在勘查期間無統(tǒng)一穩(wěn)定水位?;鶐r裂隙水主要賦存于全風(fēng)化泥巖、強(qiáng)風(fēng)化砂巖和泥沙質(zhì)泥巖層中,受大氣降雨下滲和相鄰水層的側(cè)向補(bǔ)給,水量小,無統(tǒng)一穩(wěn)定水位,沒有穩(wěn)定的補(bǔ)給源。下部中風(fēng)化基巖基本上為不含水的與不透水的地層,其裂隙透水性也較差,破碎帶含有裂隙水,未發(fā)現(xiàn)深層地下水補(bǔ)給源。
根據(jù)場地巖土層分布情況,樁端持力層宜選用地質(zhì)條件較好第三系南湖組(E3n)和那讀組(E2n)的泥巖、砂質(zhì)泥巖等地層上,基本上穿越本勘察所揭露的所有土層。地下水為上層滯水,水位埋深1.2 m~9.3 m,對人工挖孔樁有一定影響。素填土層結(jié)構(gòu)松散,在場地西部(原山塘部分)厚度大,易踏孔;粉砂巖層松散破碎,易塌孔;第三系南湖組(E3n)和那讀組(E2n)巖層較硬,開挖難度大,需要爆破,在城區(qū)爆破較困難;成孔過程中可能遇有煤層等,可能產(chǎn)生有害氣體,對人身安全造成影響,在施工過程中,應(yīng)注意通風(fēng)等。
圖1 樁基分布圖
由于樁基較多,共分四個(gè)施工區(qū)域進(jìn)行分區(qū)施工(如圖1 所示)。其中Ⅰ區(qū)為基坑南側(cè)、Ⅱ區(qū)為基坑中部毗鄰清秀路,Ⅲ區(qū)為基坑中部毗鄰民主大道,Ⅳ區(qū)為基坑?xùn)|側(cè)。本工程基礎(chǔ)采用人工挖孔樁基礎(chǔ)。樁徑φ 1200~2400,并做樁頭擴(kuò)大處理,設(shè)計(jì)樁長10~25m,總樁數(shù)694 根。分為A 類樁-嵌巖抗壓樁(AZH1~AZH4)、B 類樁-抗拔樁(BZH1~BZH7),具體見表1。樁端持力層設(shè)計(jì)要求為中風(fēng)化巖,入巖深度滿足圖紙要求。
先進(jìn)行Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)樁基施工,當(dāng)Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)樁基全面展開施工時(shí)進(jìn)行,進(jìn)行Ⅰ區(qū)、Ⅳ區(qū)。由于樁間距較大,故可不采用隔樁跳挖施工。但各別相鄰樁樁間距較小,當(dāng)相鄰樁中心距小于2.5 倍樁徑或擴(kuò)大頭凈距小于1.0 m 時(shí),采用跳挖施工。樁護(hù)壁的砼等級為C20,護(hù)壁橫、縱鋼筋均用φ8@150。每節(jié)挖深為1.0 m,樁芯砼等級為抗拔樁C30、抗壓樁C40。挖至孔底經(jīng)驗(yàn)收達(dá)到設(shè)計(jì)持力層要求時(shí),清理孔底,及時(shí)驗(yàn)收,隨后灌封底砼。挖孔樁施工時(shí)務(wù)必要采取安全措施,確??妆诩翱椎坠ぷ魅藛T安全。對每一根樁做好施工記錄,對施工完畢的樁應(yīng)按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)樁,并滿足有關(guān)規(guī)范要求。施工所測放的軸線經(jīng)復(fù)核后應(yīng)妥善保護(hù),樁位布置與設(shè)計(jì)圖誤差不得大于5 cm。
表1 樁基分類表
圖2 人工挖孔樁出土示意圖
(1)挖孔樁測量定位
施工前,樁測量定位首先根據(jù)甲方提供的施工控制點(diǎn)和主控軸線之間的坐標(biāo)關(guān)系,測放出主控軸線,最后根據(jù)樁心與軸線的關(guān)系,測放出樁心控制十字線,樁位放線是整個(gè)工程的基礎(chǔ),一定要加強(qiáng)復(fù)核。
(2)開孔
孔樁定位完成后,應(yīng)根據(jù)樁徑放出開挖圓周線,即可進(jìn)行第一節(jié)開挖,第一節(jié)開挖深度900 mm,第一節(jié)護(hù)壁高出地面200 mm,壁厚也增加100。第一節(jié)孔口護(hù)壁完成后,要對樁位進(jìn)行校核,將樁心定位十字引到護(hù)壁上,孔樁施工編號也要寫在護(hù)壁上。
(3)樁身挖土
當(dāng)?shù)谝还?jié)孔口護(hù)壁完成后,挖樁班各組按已分配任務(wù)進(jìn)行樁身挖土掘進(jìn)。根據(jù)樁徑大小安排單樁每組人數(shù),每組井上1~2 人,井下挖掘1~2 人。井面監(jiān)視開卷揚(yáng)機(jī)及運(yùn)土石渣及護(hù)壁材料1 人。樁身挖土由人工自上而下逐層用鎬鍬進(jìn)行,遇堅(jiān)硬土層用錘釬破碎,遇中風(fēng)化或微風(fēng)化巖層需采取放炮開挖。
掘進(jìn)時(shí),先挖中間后挖周邊,允許尺寸誤差30 mm。渣土使用0.5t 電動卷升到井口后,倒入手推車,由人工推運(yùn)到現(xiàn)場指定集土坑,定期轉(zhuǎn)運(yùn)到場外,如圖2 所示。
井內(nèi)少量積水隨泥土一起吊出。井內(nèi)滲水量較大時(shí),則井底一側(cè)先挖集水坑,將水抽出,水少停機(jī)斷電后繼續(xù)開挖。
(4)護(hù)壁施工:
①每節(jié)樁身土方挖好校正后,應(yīng)立即進(jìn)行護(hù)壁施工。護(hù)壁節(jié)長1000 mm,護(hù)壁上口壁厚225 mm(250 mm),下口壁厚150 mm,豎向筋Φ8@150,上下節(jié)搭接長300 mm,環(huán)筋Φ8@150,搭接長250。護(hù)壁內(nèi)模采用工具式鋼模用U 形卡連接,澆注護(hù)壁砼時(shí),可用敲擊模板或用木棒反復(fù)插搗來使砼密實(shí),護(hù)壁模板在24 小時(shí)后方可拆模,發(fā)現(xiàn)護(hù)壁有蜂窩、漏水現(xiàn)象時(shí),(除專門予留的滲水孔外)都應(yīng)及時(shí)采用1︰1 水泥砂漿補(bǔ)強(qiáng)。護(hù)壁模板每節(jié)校正一次,每次校正從孔口十字控制中心吊垂線進(jìn)行檢查。每次檢查必須有專人記錄。
正常土層按1 000 mm 一節(jié)進(jìn)行施工,若遇滲水量較大或有流泥、流砂時(shí),每節(jié)護(hù)壁改為300~500 mm。護(hù)壁厚度相應(yīng)增大,砼強(qiáng)度提高一個(gè)等級,每節(jié)護(hù)壁均應(yīng)在當(dāng)日連續(xù)施工完畢。
②在較松散的土層,可用具有足夠剛度的鋼筒護(hù)壁代替鋼筋混凝土護(hù)壁,且應(yīng)隨挖隨沉。
(5)樁身混凝土澆筑
澆混凝土前及時(shí)將混凝土護(hù)壁上的滲漏處堵塞,然后把井內(nèi)積水抽干,以保證樁身混凝土質(zhì)量。采用溜斗、溜槽和串筒等設(shè)備進(jìn)行澆筑,混凝土經(jīng)過串筒而達(dá)到澆筑面,其自由落下的高度不宜大于2 m,否則會造成混凝土的分層和不均勻,影響混凝土的質(zhì)量。
樁身砼振搗由井下操作人員用插入式振動器分層搗密實(shí)混凝土,前層厚度不超過50 cm,插入形式為垂直式。插點(diǎn)間距約40~50 cm,并且做到“快插慢拔”。每個(gè)樁的樁身混凝土必須一次連續(xù)澆搗完畢,不留設(shè)施工縫,交接班間隙不超過2 h。注意控制樁身混凝土的澆筑高度,以免造成樁身混凝土澆筑過高(但必須高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高3 cm 左右、在上部結(jié)構(gòu)筑施工前把樁頂浮漿鑿掉)。如樁頂浮漿過多時(shí),必須將漿淘掉,再用坍落度小的砼澆筑,以不存在浮漿為宜。
(1)地下水
地下水是深基礎(chǔ)施工中最常見的問題,它給人工挖孔樁施工帶來許多困難。含水層中的水在開挖時(shí)破壞了其平衡狀態(tài),使周圍的靜態(tài)水充入樁孔內(nèi),從而影響了人工挖孔樁的正常施工,如果遇到動態(tài)水壓土層施工,不僅開挖困難,連護(hù)壁混凝土也易被水壓沖刷穿透,發(fā)生樁身質(zhì)量問題。如遇到了細(xì)砂、粉砂土層,在壓力水的作用下,也極易發(fā)生流砂和井漏現(xiàn)象。
①地下水量不大時(shí)
可選用潛水泵抽水,邊抽水邊開挖,成孔后及時(shí)澆筑相應(yīng)段的混凝土護(hù)壁,然后繼續(xù)下一段的施工。
②水量較大時(shí)
當(dāng)用施工孔自身水泵抽水,也不易開挖時(shí),應(yīng)從施工順序考慮,采取對周圍樁孔同時(shí)抽水,以減少開挖孔內(nèi)的涌水量,并采取交替循環(huán)施工的方法,組織安排合理,能達(dá)到很好的效果。
(2)流砂
人工挖孔在開挖時(shí),如遇細(xì)砂,粉砂層地質(zhì)時(shí),再加上地下水的作用,極易形成流砂,嚴(yán)重時(shí)會發(fā)生井漏,造成質(zhì)量事故,因此要采取有效可靠的措施。
①流砂情況較輕時(shí)
有效的方法是縮短這一循環(huán)的開挖深度,將正常的1 m 左右一段,縮短為0.5 m,以減少挖層孔壁的暴露時(shí)間,及時(shí)進(jìn)行護(hù)壁混凝土灌注。當(dāng)孔壁塌落,有泥砂流入而不能形成樁孔時(shí),可用紡織袋土逐漸堆堵,形成樁孔的外壁,并控制保證內(nèi)壁滿足設(shè)計(jì)要求。
②流砂情況較嚴(yán)重時(shí)
常用的辦法是下鋼套筒,鋼套筒與護(hù)壁用的鋼膜板相似,以孔外徑為直徑,可分成4~6 段圓弧,再加上適當(dāng)?shù)睦邨l,相互用螺栓或鋼筋環(huán)扣連接,在開挖0.5 m 左右,即可分片將套筒裝入,深入孔底不少于0.2 m,插入上部混凝土護(hù)壁外側(cè)不小于0.5 m,裝后即支模澆注護(hù)壁混凝土,若放入套筒后流砂仍上涌,可采取突出挖出后即用混凝土封閉孔底的方法,待混凝土凝結(jié)后,將孔心部位的混凝土清鑿以形成樁孔。也可用此種方法,應(yīng)用到已完成的混凝土護(hù)壁的最下段鉆大,使孔位傾斜至下層護(hù)壁以外,打入漿管,壓力澆注水泥漿,使下部土壤硬些,提高周圍及底部土壤的不透水性,以解決流砂現(xiàn)象。
(3)淤泥質(zhì)土層
在遇到淤泥質(zhì)土層等軟弱土層時(shí),一般可用木方、木板模板等支擋,并要縮短這一段的開挖深度,并及時(shí)澆注混凝土護(hù)壁,這次支擋的木方可板要沿周邊打入底部不少于0.2 m 深,上部嵌入上段已澆好的混凝土護(hù)壁后面,可斜向放置,雙排布置互相反向交叉,能達(dá)到很好的支擋效果。 轉(zhuǎn)貼于中國論文下載中心。
(4)孔壁坍塌
因樁位土質(zhì)不好,或地下水滲出而使孔壁坍塌。開挖前應(yīng)掌握現(xiàn)場土質(zhì)情況,錯(cuò)開樁位開挖,縮短每節(jié)高度,隨時(shí)觀察土體松動情況,必要時(shí)可在坍孔處用砌磚,鋼板樁、木板樁封堵;操作進(jìn)程要緊湊,不留間隔空隙,避免坍孔。
(5)孔底積水
澆筑樁身混凝土主要應(yīng)保證其符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度,要保證混凝土的均勻性、密實(shí)性,因此防止孔內(nèi)積水影響混凝土的配合比和密實(shí)性。澆筑前要抽干孔內(nèi)積水,抽水的潛水泵要裝設(shè)逆流閥,保證提出水泵時(shí),不致使抽水管中殘留水又流入樁孔內(nèi)。如果孔內(nèi)的水抽不干,提出水泵后,可用部分干拌混凝土混合料或干水泥鋪入孔底,然后再澆注混凝土。如果孔底水量大,確實(shí)無法采取抽水的方法解決,樁身混凝土的施工就應(yīng)當(dāng)采取水下澆筑施工工藝了。
人工成孔灌注樁允許偏差如表2 所示。
表2 人工成孔灌注樁允許偏差
本文以南寧華潤中心項(xiàng)目施工為背景,闡述了挖孔樁施工方案的確定、施工工藝流程、常見的事故及處理方法和相關(guān)的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),從中得出一些基本規(guī)律,對今后相關(guān)工程提供一些借鑒。人工挖孔樁施工,要嚴(yán)格謹(jǐn)慎,施工過程中嚴(yán)格施工程序,加強(qiáng)質(zhì)量檢測,在確保施工質(zhì)量的前提下,人工挖孔樁必競能加快工程進(jìn)度和降低工程造價(jià),是可以推廣使用。
[1]杜云峰,賈建霞.人工挖孔樁施工中幾個(gè)特殊問題處理[J].三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2011 年第10 期
[2]吳斗云,朱全戰(zhàn).人工挖孔樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)簡析[J].土木建筑學(xué)術(shù)文庫,2009 年第12 卷
[3]李國平,孫三星.人工挖樁孔施工技術(shù)[J].科技傳播,2011 年16 期
[4]杜春豪,洪東坡.人工挖孔樁施工中遇到特殊問題的處理[J].科技致富向?qū)?2011 年23 期
[5]李彬.人工挖孔灌注樁的研究與實(shí)踐[D].昆明理工大學(xué),2008 年