汪永興

(上海市市政工程建設(shè)發(fā)展有限公司，上海 200025)

1 工程概況

1.1 工程介紹

新延安東排水系統(tǒng)泵站工程位于人民路隧道北側(cè)、中山東二路東側(cè)規(guī)劃綠地地塊，緊貼外灘防汛墻空箱結(jié)構(gòu)建造。

泵站占地2 300 m2，為地下泵站，除出入口、通風(fēng)井和雨水格柵間、值班室露出地面外其余構(gòu)筑物均埋于地下，泵站地面為景觀綠地。

泵站平面尺寸為64.7 m×21.6 m，開挖深度A區(qū)為8.4 m，B區(qū)為9.15 m，C區(qū)為10.65 m，A區(qū)設(shè)2道支撐，第一道鋼筋混凝土支撐，第二道φ609鋼管支撐。B區(qū)和C區(qū)設(shè)置3道支撐，第一道鋼筋混凝土支撐，第二、第三道為φ609鋼管支撐?；幼畲箝_挖深度大于10 m，且基坑緊靠外灘防汛墻，本工程基坑屬一級(jí)基坑。

1.2 地質(zhì)條件

擬建工程位于中山東二路與新開河路交叉口，靠近外灘防汛墻，人流密集，交通繁忙。地勢(shì)平坦，主要為水泥地面。地面標(biāo)高一般為3.00 m～3.50 m之間。經(jīng)本次勘探查明，擬建場(chǎng)地土層為古河道沉積，沉積有⑤11，⑤12，⑤31，⑤32，⑤33，⑤41和⑤42。在勘探深度范圍內(nèi)，土層自上而下可劃分為6大層及9個(gè)亞層，其中①11層為黃浦江江底淤泥、①12層為近代人工堆填，②層～⑤層為全新世Q4沉積層，⑦層為上更新世Q3沉積層。

1.3 根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)查明情況本工程的特點(diǎn)

1)擬建工程場(chǎng)地雜填土遍布，厚度較大，靠近防汛墻處局部厚度達(dá)11.4 m，該范圍內(nèi)有較大的拋石、木樁、預(yù)制方樁等地下障礙物。2)基坑緊靠外灘防汛墻，防汛墻受江水沖刷作用，高水位時(shí)局部有江水滲入路面，施工期間防滲防汛要求高。3)該工程為市重大工程，屬世博配套項(xiàng)目，在世博前必須竣工發(fā)揮作用，工期緊張。

2 基坑圍護(hù)選擇

泵站基坑平面尺寸64.7 m ×21.6 m，坑深8.45 m ～10.65 m，基坑西側(cè)緊貼中山東二路，東側(cè)緊靠已建外灘防汛墻空箱結(jié)構(gòu)，距外灘防汛墻最小凈距1.93 m，最大凈距3.4 m。施工場(chǎng)地狹小，且離防汛墻過近，本工程基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)對(duì)防汛墻可能造成局部震動(dòng)，影響防汛墻底部板樁的密封性，同時(shí)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)鉆探，在工程范圍內(nèi)有較多的拋石等各種障礙物。根據(jù)工程實(shí)際情況，從防汛墻的保護(hù)，地下障礙物的處理及基坑開挖安全性等多方面考慮，最終確定采用兼有清障及成孔功能的咬合式鉆孔灌注樁作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，圍護(hù)樁采用φ1 000@850咬合樁，A區(qū)圍護(hù)樁長(zhǎng)19.45 m，B區(qū)圍護(hù)樁長(zhǎng) 20.15 m，C 區(qū)圍護(hù)樁長(zhǎng) 23.65 m，由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)距黃浦江防汛墻距離過近，為增加其抗?jié)B性能，提高基坑安全性，在咬合樁全部完成后，在防汛墻與咬合樁之間施工一排φ800高壓旋噴樁進(jìn)行止水加固，樁長(zhǎng)11.65 m及13.15 m。

3 硬切割法咬合樁施工技術(shù)

3.1 導(dǎo)墻施工

因咬合樁緊貼結(jié)構(gòu)，且設(shè)備重量大，樁與樁之間的咬合難以控制，故在正式施工前必須按照設(shè)計(jì)提供的基坑控制邊界施作鋼筋混凝土導(dǎo)墻，導(dǎo)墻對(duì)鉆孔孔位起到控制作用。

為防止咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)在基坑開挖時(shí)由于外側(cè)土壓力作用及垂直度偏差向內(nèi)位移，咬合樁導(dǎo)墻放樣時(shí)須適當(dāng)外放，導(dǎo)墻模板直徑一般較套管直徑大20 mm，導(dǎo)墻寬為1 820 mm，厚400 mm，導(dǎo)墻孔位中心間距850 mm，搭接長(zhǎng)度為150 mm。導(dǎo)墻內(nèi)配φ16@250雙向鋼筋，導(dǎo)墻的混凝土等級(jí)采用C20。導(dǎo)墻平面見圖1，導(dǎo)墻剖面見圖2。

圖1 導(dǎo)墻平面圖

圖2 導(dǎo)墻A—A剖面圖

3.2 套管檢查

咬合樁的套管采用φ1 000的雙壁鋼套管，在使用前，應(yīng)對(duì)套管外觀質(zhì)量、順直度等進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正，先按單節(jié)套管進(jìn)行檢查，然后按全長(zhǎng)(樁長(zhǎng)+5 m)套管進(jìn)行檢查，對(duì)每節(jié)套管編號(hào)，做好標(biāo)記，拼裝套管時(shí)按編號(hào)進(jìn)行。鋼套管見圖3。

圖3 鋼套管

3.3 咬合樁施工

為便于咬合切割，咬合樁分矩形鋼筋籠的樁(轉(zhuǎn)角搭接處采用無鋼筋籠的樁)和圓形鋼筋籠的樁，先間隔施工矩形鋼筋籠樁，待矩形鋼筋籠樁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度30%以上時(shí)，再施工兩矩形鋼筋籠樁之間的圓形鋼筋籠的樁。施工順序見圖4。

圖4 咬合樁施工順序

3.4 咬合樁成孔

1)矩形鋼筋籠樁成孔施工。施工前調(diào)整鉆機(jī)的水平度，檢查導(dǎo)桿與套管的垂直度，本工程采用進(jìn)口CD全回轉(zhuǎn)套管機(jī)進(jìn)行施工，該機(jī)能集清障、成孔為一體，在切割土體時(shí)應(yīng)始終保持鋼套管埋深比鋼套管內(nèi)的土面深3 m～5 m，防止出現(xiàn)土體管涌現(xiàn)象，施工中邊旋轉(zhuǎn)鋼套管邊抓土至孔底標(biāo)高后澆筑混凝土。2)圓形鋼筋籠樁成孔施工。圓形鋼筋籠樁待矩形鋼筋籠樁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度30%以上時(shí)進(jìn)行硬切割咬合施工，在成孔施工時(shí)同理應(yīng)始終保持鋼套管埋深比鋼套管內(nèi)的土面深3 m～5 m，防止出現(xiàn)土體管涌現(xiàn)象，切割時(shí)速度放慢，嚴(yán)格控制垂直度，保證相鄰樁之間有足夠的搭接長(zhǎng)度。

在以上成孔過程中，必須隨時(shí)用兩臺(tái)經(jīng)緯儀在縱向和橫向進(jìn)行鋼套管的垂直度的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾偏，確保垂直度控制在設(shè)計(jì)要求之內(nèi)。

3.5 鋼筋籠安裝

鋼筋籠制作滿足設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求，鋼筋籠采用吊機(jī)進(jìn)行吊裝，吊裝時(shí)應(yīng)采取措施防止扭轉(zhuǎn)、彎曲變形、緩慢下放，鋼筋籠必須在鋼套管內(nèi)居中放置，滿足設(shè)計(jì)對(duì)混凝土保護(hù)層要求，避免切割施工時(shí)切割到矩形鋼筋籠鋼筋。

同時(shí)為防止起拔鋼套管時(shí)將鋼筋籠帶上，應(yīng)采取如下措施:

1)確保灌樁混凝土的和易性良好，根據(jù)設(shè)計(jì)要求控制粗骨料最大粒徑。2)鋼筋籠的加工應(yīng)確保精確，在運(yùn)輸、吊裝過程中采取可靠措施防止鋼筋籠扭曲變形。3)在鋼筋籠底部加焊一塊比鋼筋籠略小50 mm的薄鋼板，增加其抗浮能力。

3.6 混凝土澆筑

在混凝土澆搗前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，檢查混凝土導(dǎo)管外觀質(zhì)量，導(dǎo)管直徑采用20 cm～30 cm螺紋連接鋼導(dǎo)管，進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，安裝每節(jié)導(dǎo)管應(yīng)扣緊，開始灌注時(shí)，導(dǎo)管底部至孔底距離控制在30 cm～50 cm。

灌注混凝土?xí)r首次上料應(yīng)保證不得少于初灌量，首次灌注完成，混凝土導(dǎo)管應(yīng)處在埋深2 m以上的位置，首斗料下落完成后應(yīng)試拔外套管(起拔量不超過10 cm)，檢查鋼筋籠是否跟管上浮，如發(fā)現(xiàn)跟管，應(yīng)立即進(jìn)行反壓處理，如一切正常，才繼續(xù)上料作業(yè)。每完成一斗混凝土或一車后均應(yīng)進(jìn)行起拔檢查，起拔量不超過10 cm，該過程一直延續(xù)至拆卸第一節(jié)外套管。

按鋼套管編號(hào)計(jì)算每節(jié)鋼套管標(biāo)高，混凝土澆搗時(shí)及時(shí)測(cè)量孔內(nèi)混凝土面標(biāo)高，當(dāng)混凝土面標(biāo)高減鋼套管標(biāo)高大于3 m時(shí)，開始起拔第一節(jié)鋼套管，如此重復(fù)進(jìn)行第二次起拔鋼套管。混凝土導(dǎo)管也逐節(jié)起拔拆除，按混凝土面標(biāo)高控制起拔量，保持導(dǎo)管埋深在2 m～6 m。當(dāng)最后一節(jié)鋼套管拔出后，再次測(cè)量孔內(nèi)混凝土面標(biāo)高，確?；炷撩鏄?biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后拆除混凝土導(dǎo)管。

混凝土按水下混凝土要求，坍落度控制在200 mm左右，嚴(yán)格把好水泥等原材料質(zhì)量關(guān)，控制好施工現(xiàn)場(chǎng)配合比，掌握好攪拌時(shí)間和混凝土良好的和易性。

4 結(jié)語

1)硬切割法咬合樁成樁質(zhì)量可靠，對(duì)周邊環(huán)境影響小，本工程委托專業(yè)監(jiān)測(cè)單位對(duì)咬合樁與基坑施工期間進(jìn)行了全過程監(jiān)測(cè)，相關(guān)數(shù)據(jù)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。2)硬切割咬合樁在地下障礙物較多，明挖清障困難情況下較適用。同時(shí)，機(jī)械設(shè)備有多種型號(hào)選擇，可根據(jù)具體施工條件配備相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備。3)施工時(shí)嚴(yán)格控制樁身垂直度及樁身質(zhì)量，垂直度控制在3‰以內(nèi)。4)臨樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到30%后再進(jìn)行硬切割咬合施工。5)為防止咬合部位出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，咬合樁外側(cè)建議使用旋噴樁等措施進(jìn)行止水加固。

本工程施工周邊環(huán)境極其復(fù)雜，場(chǎng)地狹小，地下障礙物多，離黃浦江防汛墻近，防汛要求高，經(jīng)過建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位多方努力，最終順利完成了工程建設(shè)，取得了圓滿效果，為今后同類工程建設(shè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。