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(山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030027)

引言

灌注樁具有較高的承載力，在工業(yè)廠房的基礎(chǔ)類型中成為優(yōu)選樁型，而人工成孔工藝不僅能夠確保灌注樁插入基巖，而且可以有效地提高樁基承載力。在施工實(shí)踐中，由于施工地點(diǎn)的地質(zhì)條件存在局部不確定性，個(gè)別樁孔即使加大孔深也難以入巖，致使承載力無法得到保證。在某自備電廠樁基礎(chǔ)施工中，通過采用支盤工藝有效地利用樁周土層的承載力，快速且經(jīng)濟(jì)地解決了這一問題。

1 場(chǎng)地地形地貌與地層結(jié)構(gòu)

某自備電廠的施工場(chǎng)地原地形為沖溝，經(jīng)過挖填方式整平，現(xiàn)主廠房、冷卻塔、主控樓場(chǎng)地較平坦，標(biāo)高在708.3～711.37 m。場(chǎng)地及其周圍不存在對(duì)工程有影響的活動(dòng)斷裂構(gòu)造。地層特征自上而下依次為：①填土：雜填土、素填土和碎石填土組成，平均標(biāo)高為699.00 m；②粉質(zhì)黏土：稍濕～濕，可塑～硬塑，土體土質(zhì)均勻，含少量的粉細(xì)粒顆粒，厚度3.7 m，層底面標(biāo)高為702.51 m；③黃土類粉土：稍密，稍濕，土質(zhì)較均勻，厚度2.0 m，層底面標(biāo)高為700.51 m；④粉土：稍密，稍濕，土質(zhì)較均勻，平均厚度2.7 m，平均標(biāo)高為697.00 m；⑤粉質(zhì)黏土：稍濕～濕，可塑～硬塑，土質(zhì)均勻，含少量的粉細(xì)粒顆粒，局部夾粗礫砂透鏡體、卵石，平均標(biāo)高為697.70 m；⑥粗砂：級(jí)配較好，局部含少量的卵石、礫石，稍密～中密狀態(tài)，厚度3.8 m，層底標(biāo)高為691.69 m；⑦碎石：濕，中密，顆粒級(jí)配較差，粒徑2～10 cm，平均標(biāo)高為692.8 m；⑧頁(yè)巖：泥質(zhì)，中等風(fēng)化，此次勘察未鉆透，最大揭露厚度1.6 m，層頂面標(biāo)高為691.69～698.33 m；⑨砂巖：此次勘察未鉆透該層，最大揭露厚度為1.7 m，層頂面標(biāo)高為692.221～700.03 m。

2 施工工藝

人工挖孔灌注樁的施工過程包括測(cè)量、機(jī)械操作、鋼筋加工、支盤擠擴(kuò)、清孔和灌注等多個(gè)環(huán)節(jié)，施工種類較多，技術(shù)含量較高，影響因素較廣。在施工過程中，容易出現(xiàn)樁位偏差大、孔底沉渣多、鋼筋籠上浮、樁體混凝土離析、斷樁、夾泥等質(zhì)量問題，這些問題可能導(dǎo)致成樁難以滿足原始設(shè)計(jì)要求，補(bǔ)救難度極大。因此，施工管理人員必須加強(qiáng)對(duì)施工準(zhǔn)備、成孔、清孔、下鋼筋籠、灌注水下混凝土等施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)督，采取有效的預(yù)防措施，提高成樁質(zhì)量。主要施工工藝流程包括以下3個(gè)重要環(huán)節(jié)：

(1)開挖土方環(huán)節(jié)：平整場(chǎng)地→測(cè)定支盤位置→安裝操作平臺(tái)→開挖支盤土方→檢查支盤尺度→確認(rèn)質(zhì)量合格。

(2)人工挖孔環(huán)節(jié)：定位放線→開挖第1節(jié)樁孔土方→澆筑第1節(jié)護(hù)壁混凝土→架設(shè)垂直運(yùn)輸架→孔內(nèi)送風(fēng)檢測(cè)有害氣體→逐層開挖土方→成孔清底檢查驗(yàn)收。

(3)鋼筋籠加工環(huán)節(jié)：鋼筋進(jìn)場(chǎng)復(fù)檢報(bào)告→鋼筋籠加工→鋼筋籠報(bào)驗(yàn)。

上述3個(gè)重要環(huán)節(jié)驗(yàn)收后，將鋼筋籠吊裝就位、固定，進(jìn)行混凝土澆筑、試塊制作、樁頂覆蓋和成品保護(hù)，交付工程監(jiān)理人員進(jìn)行驗(yàn)收。

3 施工難點(diǎn)

3.1 支盤位置與形式的確定

根據(jù)地質(zhì)報(bào)告及實(shí)際地質(zhì)情況，科學(xué)選擇適當(dāng)土層確定支盤位置，充分利用樁身周圍土層的承載力，提高灌注樁自身承載力。項(xiàng)目設(shè)計(jì)選取粉土、粉質(zhì)黏土、粗砂、碎石層作為支盤持力層，增加3個(gè)間距6 m的支盤。如圖1所示，這類形式的支盤彌補(bǔ)了樁體不能插入巖石而消減的承載力，使單樁承載力達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求。

圖1 支盤形式

3.2 支盤支撐體系

3.2.1 提高支盤柔性

采用鋼管或者角鋼制作支撐架，一方面可減少施工過程中塌方的可能性，另一方面在澆筑混凝土后增加了其柔性。

3.2.2 增加護(hù)壁支撐

如圖2所示，在成孔施工過程中，確定好支盤施工位置后，先進(jìn)行土方開挖，待下一節(jié)護(hù)壁施工結(jié)束，且護(hù)壁的混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，在上下兩節(jié)護(hù)壁之間安裝支撐，支撐數(shù)量應(yīng)不少于4個(gè)，以確保護(hù)壁不會(huì)沿樁壁滑落。

圖2 支盤制作支撐體系

3.2.3 支撐位置設(shè)置

如圖3所示，支撐系統(tǒng)應(yīng)在支盤施工開始前支設(shè)完畢，并且確定上下護(hù)壁支撐牢固，支撐系統(tǒng)不會(huì)影響鋼筋籠的吊放及人員施工的安全。

圖3 支撐設(shè)置位置

3.2.4 支撐做法

支撐應(yīng)選用鋼材焊接加工制作而成。支撐應(yīng)連接牢靠、布置合理、方便施工，且不影響后面工序的正常施工。支盤成孔過程中所設(shè)置的鋼支撐結(jié)構(gòu)不予取出，以增加支盤的柔性。

3.3 支盤鋼筋的制作安裝

3.3.1 支盤的安裝

支盤處鋼筋的制作安裝，應(yīng)在樁體鋼筋籠吊放固定完畢進(jìn)行，支盤鋼筋應(yīng)分設(shè)水平鋼筋和斜向鋼筋，且應(yīng)各自按設(shè)計(jì)排放。支盤鋼筋與鋼筋籠主筋的連接采用綁扎連接，其搭接長(zhǎng)度根據(jù)建筑物抗震等級(jí)、混凝土強(qiáng)度等級(jí)及鋼筋的型號(hào)綜合確定，且應(yīng)符合規(guī)范要求。

3.3.2 支盤的固定

將支盤鋼筋與鋼筋籠主筋連接，并且應(yīng)符合GB 50204—2002《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的要求，如圖4所示。

圖4 支盤鋼筋與主筋連接細(xì)部構(gòu)造

3.4 澆筑樁身混凝土

清除孔底浮土，用溜槽向孔底澆筑混凝土，當(dāng)澆筑高度>3 m時(shí)應(yīng)采用串筒，串筒末端離孔底高度≯2 m；也可采用導(dǎo)管泵送，導(dǎo)管泵送混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，分層澆搗密實(shí)，混凝土澆筑12 h后進(jìn)行浸水養(yǎng)護(hù)?；炷翝仓綐俄敃r(shí)，應(yīng)適當(dāng)超過樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，以保證剔除浮漿后樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。

4 檢測(cè)結(jié)果分析

4.1 高應(yīng)變檢測(cè)

在灌注樁澆筑完混凝土28 d后進(jìn)行樁基檢測(cè)，其中對(duì)3根采用支盤工藝的單樁承載力做了全數(shù)檢測(cè)，其高應(yīng)變檢測(cè)數(shù)據(jù)見表1。

表1 灌注樁單樁承載力高應(yīng)變檢測(cè)數(shù)據(jù)

由表1計(jì)算可以得到單樁承載力極限平均值為10 635 kN，極差與平均值的比為6.4%(<30%)，故單樁承載力極限為10 635 kN，遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)單樁承載力極限值8 000 kN。

4.2 低應(yīng)變檢測(cè)

低應(yīng)變檢測(cè)共檢了118根樁，經(jīng)對(duì)低應(yīng)變檢測(cè)曲線進(jìn)行分析，樁身波速在2 502～3 933 m/s之間，其中Ⅰ類樁37根，占測(cè)樁總數(shù)的31.4%；Ⅱ類樁81根，占測(cè)樁總數(shù)的68.6%；未發(fā)現(xiàn)Ⅲ、Ⅳ類樁。

5 結(jié)語

在該項(xiàng)目中通過采用支盤施工工藝，有效地解決了3根單樁無法插入巖體，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的難題，避免了基礎(chǔ)重新設(shè)計(jì)、工期延長(zhǎng)等一系列問題，同時(shí)還體現(xiàn)出成樁工藝適用范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效益顯著的特點(diǎn)，在實(shí)際施工中有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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