賀 飛 趙長江 侯春明 譚楊建 彭 歡

中建三局集團(tuán)有限公司成都分公司 四川 成都 610041

重慶魯能泰山七號(hào)二期項(xiàng)目位于重慶市渝北區(qū)中央公園公園西路與騰芳大道交叉口處，總建筑面積約425 000 m2，項(xiàng)目物業(yè)類型包括15棟高層住宅、14棟洋房、1棟幼兒園及附屬車庫。項(xiàng)目首開區(qū)高層節(jié)點(diǎn)工期要求為640日歷天，工期緊張，施工任務(wù)重。項(xiàng)目地下室底板各區(qū)標(biāo)高不同，高低跨高差約15m，是典型的高低跨基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，項(xiàng)目基礎(chǔ)共包含樁基2 210根，其中高跨區(qū)樁基占比約12%，樁基施工采用機(jī)械旋挖成孔灌注樁。

對(duì)于高低跨結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工，常規(guī)施工方法是“先回填，后樁基”，即先進(jìn)行基坑開挖及回填，將各區(qū)回填至對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)高，待土石方沉降穩(wěn)定后[1]，再進(jìn)行各區(qū)域的樁基施工。

此種情況下，高跨區(qū)域回填土體沉降時(shí)間長，高跨樁基施工時(shí)間滯后于低跨樁基與地下室結(jié)構(gòu)，容易導(dǎo)致高低跨出現(xiàn)沉降不均勻現(xiàn)象[2]，且高跨區(qū)域樁長較長，樁基成孔、澆筑難度較大。

為有效解決上述問題，結(jié)合工程實(shí)際情況，對(duì)高低跨基礎(chǔ)施工工序進(jìn)行優(yōu)化，低跨部分按照常規(guī)工藝進(jìn)行施工，高跨區(qū)域（深回填區(qū)域）創(chuàng)造性地提出“先樁基、后回填”施工工藝。即在高跨區(qū)域土方開挖后，與低跨區(qū)域同時(shí)進(jìn)行樁基施工，樁基首次施工開挖面后，進(jìn)行接樁[3]，接樁完成后回填土方至高跨設(shè)計(jì)標(biāo)高。最后高低跨結(jié)構(gòu)標(biāo)高一致的位置即可同步進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工。本文結(jié)合重慶魯能泰山七號(hào)二期項(xiàng)目，對(duì)高低跨結(jié)構(gòu)中的高跨部分（深回填區(qū)）基礎(chǔ)施工技術(shù)進(jìn)行介紹。

1 深回填區(qū)域施工流程

根據(jù)高低跨優(yōu)化后的施工工藝，將高低跨結(jié)構(gòu)分為低跨區(qū)域（無需回填區(qū)）與高跨區(qū)域（深回填區(qū)），分段如圖1所示。低跨區(qū)域按照常規(guī)的施工流程依次進(jìn)行基礎(chǔ)施工，高跨區(qū)域施工流程主要分為5個(gè)階段：土方開挖→機(jī)械旋挖樁施工→接樁→土方回填→上部結(jié)構(gòu)施工。

2 深回填區(qū)基礎(chǔ)施工工藝

2.1 土方開挖

基坑施工階段，高低跨同時(shí)進(jìn)行土方開挖，全部開挖至低跨區(qū)域設(shè)計(jì)標(biāo)高，如圖2所示。若高跨區(qū)域地質(zhì)條件良好，可根據(jù)地質(zhì)情況，開挖至不需要回填的標(biāo)高即可。

圖1 高低跨設(shè)計(jì)示意

圖2 高低跨土方開挖示意

開挖時(shí)結(jié)合場(chǎng)地情況進(jìn)行放線定位，開挖至最外側(cè)樁再向外側(cè)2 m范圍，分階段進(jìn)行1∶2放坡開挖，同時(shí)對(duì)邊坡進(jìn)行噴錨支護(hù)。

土方開挖分為機(jī)械大面開挖和人工精細(xì)開挖兩步進(jìn)行，機(jī)械開挖至實(shí)際標(biāo)高面以上500 mm后采用人工開挖。土方開挖時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：嚴(yán)格控制每層開挖標(biāo)高，嚴(yán)禁超挖；下雨期間，應(yīng)做好防滑措施；夜間施工時(shí)，必須保證有充足的照明；機(jī)械開挖必須配備專業(yè)的指揮人員，指導(dǎo)開挖；嚴(yán)禁在開挖的邊坡上堆土及堆放材料，并在基坑周邊設(shè)置防護(hù)欄桿。

高跨部分土方開挖時(shí)，低跨不需要開挖的部分即可進(jìn)行樁基施工準(zhǔn)備工作。

2.2 機(jī)械旋挖樁施工

本工程的樁基成孔采用機(jī)械旋挖成孔的方式。旋挖成孔施工順序?yàn)椋簻y(cè)量定位→旋挖機(jī)鉆桿旋入、開挖→清孔→下放鋼筋籠→二次清孔→澆筑混凝土。

樁基施工時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

1）鉆桿應(yīng)保持垂直穩(wěn)固，位置準(zhǔn)確，防止因鉆桿晃動(dòng)引起孔徑擴(kuò)大或偏移，鉆斗倒出的土與樁孔口的最小距離應(yīng)大于6 m，并及時(shí)組織外運(yùn)。

2）根據(jù)規(guī)范要求，樁距小于2倍樁徑時(shí)，樁基旋挖需采取跳挖方式。

3）當(dāng)樁徑≥1 200 mm時(shí)，應(yīng)在鋼筋籠內(nèi)部加強(qiáng)箍上設(shè)置十字撐。

4）混凝土澆筑時(shí)，須保證供應(yīng)及時(shí)，保持連續(xù)澆筑。

樁基施工時(shí)，高低跨同時(shí)進(jìn)行，低跨樁基一次成形，高跨樁基先施工至開挖表面，預(yù)留出接樁鋼筋，并剔鑿、清理樁頂混凝土。高低跨樁基成孔及首次澆筑如圖3所示。

2.3 高跨接樁施工

樁基首次施工完成后，低跨樁基完成至設(shè)計(jì)頂標(biāo)高，高跨樁基則尚未達(dá)到設(shè)計(jì)頂標(biāo)高。低跨區(qū)域開始地下室結(jié)構(gòu)施工，同時(shí)高跨區(qū)域開始樁基的接長工作。高跨區(qū)域接樁施工工藝如下。

2.3.1 樁頂處理

人工采用電鎬等工具將樁頂剔鑿并清洗，浮漿需要全部清理，以利于新舊混凝土的結(jié)合?；炷翝仓?，再次清理樁頂，以保證樁頂干凈。

2.3.2 操作架體搭設(shè)

施工操作架采用普通扣件式鋼管腳手架搭設(shè)。本工程操作架體的搭設(shè)高度較高，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，樁間距較遠(yuǎn)時(shí)，需在樁外側(cè)四周設(shè)置兩跨架體，呈井字形布置；樁間距較近時(shí)，在該片區(qū)域范圍內(nèi)滿堂搭設(shè)。架體搭設(shè)時(shí)應(yīng)平整場(chǎng)地，立桿底部放置木方支撐，并按規(guī)范設(shè)置斜撐與剪刀撐。

2.3.3 鋼筋籠吊裝及對(duì)接

將已施工部分樁身主筋按規(guī)范要求進(jìn)行調(diào)直處理，并按設(shè)計(jì)要求補(bǔ)強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行上部樁身鋼筋籠安裝定位、綁扎和焊接。樁對(duì)接主筋采用單面焊接，焊接長度大于10d。

露樁箍筋采用拉鉤的形式，接樁鋼筋籠吊裝到位后再進(jìn)行拉鉤綁扎。吊裝完成鋼筋籠采用直徑25 mm的鋼筋固定在接樁架體立桿上，防止傾覆，模板安裝時(shí)再拆除。

2.3.4 接樁位置模板加固

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，按樁截面尺寸定制不同直徑的圓筒狀鋼模作為接長部分的模板。圓筒鋼模板設(shè)計(jì)為長2 m的分段，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)需要長度將鋼模通過法蘭與螺栓進(jìn)行豎向連接。在鋼模豎向一側(cè)開口并預(yù)留連接板與螺栓孔，便于安裝時(shí)調(diào)整鋼模位置。預(yù)制圓形鋼模如圖4所示。

圖4 預(yù)制圓形鋼模板示意

樁身鋼模板采用分節(jié)吊裝、逐節(jié)拼裝的方式安裝。吊裝前先檢查預(yù)組拼的柱模板拼縫、模板清理情況、連接件、螺絲的數(shù)量及緊固程度。檢查鋼筋籠是否妨礙樁模套裝，用鋼絲將樁頂筋預(yù)先向內(nèi)綁攏，以利模板從頂部套入；當(dāng)模板拼接、安裝完成后，用4根纜風(fēng)繩在四周將模板進(jìn)行拉結(jié)，纜風(fēng)繩一端錨于地面，校正鋼模板對(duì)中及垂直度后，固定纜風(fēng)繩。

鋼模板固定后，再次檢查模板拼縫位置、底部與已澆筑位置的縫隙封堵情況，保證封堵嚴(yán)密。接樁區(qū)域支模情況如圖5所示。

圖5 接樁支模示意

2.3.5 混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

鋼模安裝封閉完成后進(jìn)行樁上半部分混凝土澆筑，樁身混凝土采用汽車泵進(jìn)行澆筑，同一根樁的混凝土澆筑必須一次性完成，并應(yīng)嚴(yán)格控制樁頂標(biāo)高。養(yǎng)護(hù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度拆模后，用塑料薄膜進(jìn)行包裹，防止水分散失，保持樁身立柱的溫度和濕度。

2.3.6 增設(shè)連系梁

當(dāng)接樁高度超過6 m時(shí)，在接樁高度中部位置增設(shè)300 mm×600 mm矩形連系梁，保證樁基垂直度偏差在可控范圍內(nèi)，提高施工質(zhì)量。連系梁配筋按照構(gòu)造要求進(jìn)行，鋼筋兩端按要求錨入樁內(nèi)，若連系梁間距超過6 m，則在中間增加300 mm×300 mm立柱支撐。

接樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)有：接樁部位節(jié)點(diǎn)位置鋼筋按設(shè)計(jì)加強(qiáng)；接樁位置新舊混凝土接頭位置需鑿毛、清理徹底；澆筑過程中的鋼筋籠固定牢固，防止偏心；澆筑完成的混凝土需覆膜養(yǎng)護(hù)不少于7 d。

高跨部分接樁施工時(shí)，低跨區(qū)域進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)施工。地下室結(jié)構(gòu)施工順序?yàn)椋旱装鍧仓鷫?、柱、梁彈線→墻、柱綁筋→驗(yàn)收→合?！喊逯！喊邃摻罱壴炷翝仓炷琉B(yǎng)護(hù)→拆墻模。低跨結(jié)構(gòu)及高跨接樁施工如圖6所示。

圖6 低跨結(jié)構(gòu)及高跨接樁施工示意

2.4 高跨區(qū)土方回填

地基對(duì)樁的水平動(dòng)力特性影響范圍主要為10～20倍樁徑，樁周摩擦阻力分布如圖7所示。

圖7 樁周摩擦阻力分布示意

通過采用ANSYS軟件進(jìn)行建模，取樁周邊土體邊界的半徑和高均為30 m的圓柱體進(jìn)行受力特性分析，驗(yàn)算不同粒徑的回填物對(duì)樁身的摩擦阻力，從而選出最合適的回填土石材料及粒徑。驗(yàn)算結(jié)果表明：在樁周大于1.5倍樁徑范圍內(nèi)填充碎石且碎石高度取為3/4樁長時(shí)，可以有效地控制樁頂水平位移和樁周負(fù)摩阻力，滿足工程質(zhì)量要求及經(jīng)濟(jì)性要求。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選用碎石及回填土對(duì)高跨區(qū)域回填施工?；靥钋靶柘缺ＷC低跨地下室外墻（高低跨分隔擋墻）及防水施工完成。高跨區(qū)回填如圖8所示。

圖8 高跨區(qū)回填施工示意

回填施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)如下：回填前基槽清底必須干凈徹底；回填土必須采取分層回填，每層厚度宜為250～300 mm；回填施工必須控制好回填土石的粒徑集配，不得隨意填筑；分層回填時(shí)采用小型機(jī)械輔以人工進(jìn)行分層夯實(shí)，夯實(shí)時(shí)不得影響樁身立柱。

高跨區(qū)域土方回填夯實(shí)后，即可進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的施工，上部結(jié)構(gòu)施工可與低跨區(qū)域同時(shí)進(jìn)行，以減少施工縫。

3 兩種工藝的對(duì)比分析

傳統(tǒng)高低跨施工工藝中高跨部分的施工順序?yàn)椤跋然靥睿髽痘?。?yōu)化后的“先樁基，后回填”施工順序?yàn)橄乳_挖至低跨標(biāo)高，然后施工樁基，再將高跨樁基接長，最后進(jìn)行高跨回填。將2種施工工藝下的高跨區(qū)域（深回填區(qū)）基礎(chǔ)施工進(jìn)行對(duì)比分析，具體如下：

1）施工順序。傳統(tǒng)工藝：高低跨分隔擋墻施工→分層回填→土體沉降穩(wěn)定→樁基施工→高跨結(jié)構(gòu)施工。優(yōu)化工藝：開挖至低跨標(biāo)高→樁基施工→接樁→高低跨分隔擋墻施工→分層回填→高跨結(jié)構(gòu)施工。

2）施工難點(diǎn)。傳統(tǒng)工藝：高跨區(qū)域樁長較長，樁基施工困難。優(yōu)化工藝：高跨區(qū)域接樁施工質(zhì)量要求較高，回填時(shí)需避免擾動(dòng)樁基。

3）施工措施。傳統(tǒng)工藝：土方回填后需采取措施加速土體的沉降穩(wěn)定；樁孔較深時(shí)內(nèi)部增設(shè)孔壁支撐。優(yōu)化工藝：土方開挖量增加，樁基成孔深度減少；接樁采用定制鋼模，增設(shè)樁間連系梁。

4）施工工期。傳統(tǒng)工藝：工期較長，需待回填土方沉降穩(wěn)定后方可進(jìn)行樁基施工，土體沉降時(shí)間長，高跨位置樁基較長，施工時(shí)間較長。優(yōu)化工藝：工期較短，無需等待回填土方沉降穩(wěn)定，提前進(jìn)行樁基施工，樁基完成后即可繼續(xù)跟進(jìn)上部主體結(jié)構(gòu)。

5）施工安全。傳統(tǒng)工藝：安全隱患較大，回填土內(nèi)樁基成孔容易發(fā)生塌陷，且樁孔較深，孔內(nèi)施工存在較大隱患。優(yōu)化工藝：安全性較好，樁基施工成孔較淺，且原自然土體穩(wěn)定性好。接樁施工代替上半截鉆孔施工，場(chǎng)地寬敞、可視，施工安全便于控制。

4 結(jié)語

通過對(duì)高低跨結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工過程中的高跨部分（深回填區(qū)）施工順序及工藝進(jìn)行優(yōu)化，改變傳統(tǒng)施工作業(yè)流程，提出“先樁基、后回填”的施工工序，并在重慶魯能泰山七號(hào)二期項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐應(yīng)用。通過大面開挖、樁基施工及接樁、優(yōu)化回填等施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高跨樁基分段和低跨樁基同步施工、高跨樁基接樁和低跨地下室主體結(jié)構(gòu)同步施工、高低跨上部結(jié)構(gòu)同步施工。

該工藝將長樁旋挖施工轉(zhuǎn)化為地面支模澆筑，減少了深回填區(qū)樁基施工前的回填土沉降等待時(shí)間和樁基成孔深度，增大了樁基施工作業(yè)面，降低基礎(chǔ)施工難度，提高了施工安全性，保證了施工質(zhì)量，縮短了施工工期，取得了良好的綜合效益，可為類似高低跨結(jié)構(gòu)、深回填基坑等基礎(chǔ)施工提供有效參考。