谷彥霖GU Yan-lin；王國梁WANG Guo-liang

（①中建七局總承包公司，鄭州 450000；②鄭州市工程質(zhì)量監(jiān)督站鄭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)分站，鄭州 450000）

0 引言

常規(guī)的深基坑施工主要是采取敞開式方式進(jìn)行，先要通過支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行圍護(hù)之后垂直開挖，或者采取大放坡開挖到設(shè)計標(biāo)高之后進(jìn)行鋼筋混凝土澆筑，然后按照從下到上的順序進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工，最后才能夠進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)施工，此種施工方式需要消耗大量時間。而逆作法則先順著建筑物基坑軸線進(jìn)行連續(xù)墻、支護(hù)樁等施工，同時按照設(shè)計支撐圖在建筑物內(nèi)位置澆筑或者進(jìn)行中間支撐樁施工?？梢詫⑹讓拥牧喊遄鳛榈叵逻B續(xù)墻的首道支撐，之后逐層向下開挖土方和施工地下各層結(jié)構(gòu)，直至底板封底，能夠節(jié)省大量施工時間。對于逆作法深基坑工程來說，最主要的內(nèi)容之一就是立柱樁的施工和控制。一般情況下立柱樁往往采用單鋼管立柱或者格構(gòu)柱的方式，這些方式的安裝定位方式已較為成熟。但是在深基坑工程中對于鋼立柱進(jìn)行精準(zhǔn)定位始終是施工控制難點，具體應(yīng)用中很難對其進(jìn)行控制[1]。針對此，本文提出逆作法深基坑工程中雙鋼管立柱的施工方式。此種技術(shù)主要是通過雙鋼管立柱當(dāng)作內(nèi)支撐立柱和永久結(jié)構(gòu)柱來應(yīng)用，在灌注樁作業(yè)期間應(yīng)當(dāng)確保雙鋼管立柱同步下移，為此應(yīng)當(dāng)嚴(yán)控雙鋼管立柱作業(yè)。為保證雙鋼管立柱裝設(shè)的精準(zhǔn)度，可依托“專業(yè)的激光傾斜儀、定位架”加以管控。此外，運(yùn)用先插法、調(diào)控泥漿配制比的方法進(jìn)行雙鋼管立柱裝設(shè)以確保雙鋼管作業(yè)效果。

1 案例工程概況

廣東省珠海市橫琴新區(qū)的IDG 中心項目是深基坑項目，整體而言，基坑周長大概在506m 左右，基坑的規(guī)模達(dá)到1.7328m2，挖掘深度處于17mm-20m 區(qū)間。此基坑項目使用逆作法作業(yè)，基坑主體架構(gòu)采用的是“三道混凝土內(nèi)撐板支護(hù)和鋼筋混凝土地下持續(xù)強(qiáng)融合”的方式，把基坑當(dāng)做重要的1 級安全級別。此基坑工程位于塔樓內(nèi)，把雙鋼管內(nèi)支撐柱當(dāng)做重要的永恒性架構(gòu)柱。按照該工程的具體規(guī)模設(shè)定11 根雙鋼管立柱樁，雙鋼管的直徑分別為700mm、800mm，總體長度在22.75m。樁的長度在38-45m，樁徑在2400-2600mm 范圍內(nèi)，雙鋼管立柱嵌入到樁內(nèi)部約1.5m，成孔深度在70m 左右。施工區(qū)域存在著非常厚的塑狀淤泥，平均厚度即16m[2]。

2 雙鋼管立柱技術(shù)的創(chuàng)新點

2.1 制作雙鋼管立柱

為了確?，F(xiàn)場的有效施工，在加工廠完成鋼管立柱的預(yù)制加工，要確保鋼管制作滿足設(shè)計以及施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。特別注意的是，在雙鋼管對接加工過程中一定要確保加工焊接平臺的水平度，避免引發(fā)對接之后鋼管發(fā)生偏斜。為了確保雙鋼管的穩(wěn)定性，鋼管之間要通過Q345B 的鋼板將雙面進(jìn)行連接，上下管口要通過同樣管徑的鋼板將其密封，可以通過內(nèi)襯管對接鋼管接長。為了確保良好的垂直度，要確保鋼管立柱延長到立柱頂標(biāo)高到地面之上3.5m的位置，可以在預(yù)制場將對接鋼管加工成整體，具體情況如圖1 所示。

圖1 雙鋼管立柱加工制作調(diào)節(jié)

2.2 雙鋼管立柱定位調(diào)節(jié)支架安裝與定位

為了提升雙鋼管立柱的精準(zhǔn)性，還要求在混凝土平臺上對定位調(diào)控支架點位實施測量放樣，同時通過合適材料完成好標(biāo)記工作。一旦標(biāo)記完成后，就要把雙鋼管定位調(diào)節(jié)支架吊裝至混凝土平臺之上，確保其和測量放樣標(biāo)志重合，之后對定位調(diào)節(jié)支架進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過水平尺對雙鋼管定位調(diào)節(jié)支架的平整性進(jìn)行測量，要保證其偏差＜5mm，如果偏差過大就要應(yīng)用鋼墊板對其予以調(diào)控，保證他們能夠達(dá)到平整度的既定標(biāo)準(zhǔn)。在調(diào)控完支架之后，相關(guān)人員還需要利用M20 膨脹螺栓對定位調(diào)控支架進(jìn)行固定，確保其牢固安裝到混凝土平臺上，如圖2 所示。

圖2 定位平臺硬化處理情況

2.3 雙鋼管立柱的吊裝

如圖3 是雙鋼管立柱的吊裝施工現(xiàn)場圖，為方便精準(zhǔn)吊裝，在工廠加工雙鋼管立柱的時候能夠在前端與后端配置接收板與激光調(diào)直儀，在進(jìn)行吊裝施工以前先對立柱進(jìn)行調(diào)整。在實操時，在1 根鋼管上安裝接收板和固定激光傾斜儀，應(yīng)當(dāng)確保兩者的中心位置重合，也就是讓雙鋼管中心線、激光對中線呈現(xiàn)平行狀態(tài)，借助激光對中線的傾斜水平能夠了解雙鋼管立柱是否豎直。在鋼管立柱進(jìn)到孔中時，應(yīng)當(dāng)使用經(jīng)緯儀、水平靠尺等儀器調(diào)節(jié)鋼管樁豎直度，避免其超差。完成鋼管立柱的安裝之后，要按照儀器所顯示的傾斜度來調(diào)整立柱的垂直度（確保偏差取值范圍＜3‰）。鋼管立柱樁吊裝過程中一定要確保定位的準(zhǔn)確性，要控制樁位中線和鋼管立柱樁中線誤差＜5mm。

圖3 雙鋼管立柱吊裝施工現(xiàn)場

2.4 雙鋼管立柱的調(diào)節(jié)和固定

第一，完成雙鋼管下放之后要利用傾斜設(shè)備的顯示儀來展現(xiàn)雙鋼管各個方向的垂直性，同時也要在定位調(diào)節(jié)支架測放點位利用十字線來對樁位的情況進(jìn)行復(fù)檢。要對鋼管立柱的狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，一旦立柱產(chǎn)生偏斜，便會出現(xiàn)角度方面的問題。

第二，如果雙鋼管出現(xiàn)較大的偏斜，此時就需要予以調(diào)控。在調(diào)節(jié)期間，一般要使用定位調(diào)節(jié)支架上的千斤頂進(jìn)行多個角度的調(diào)節(jié)，保證千斤頂頂實。實際上，還應(yīng)當(dāng)依據(jù)工況的現(xiàn)實狀況、反饋數(shù)據(jù)判斷偏差位置，將此作為前提，以此為基礎(chǔ)來調(diào)節(jié)支架千斤頂，一定要確保激光傾斜儀，實時控制位移讀數(shù)x、y 軸偏差，保證其契合工程規(guī)范。

第三，雙鋼管充分調(diào)整以后有關(guān)人員可利用四塊規(guī)格為200cm×200cm×20cm 的三角板，將雙鋼管牢固固定在定位調(diào)節(jié)架上。

3 施工工藝流程與操作要點

3.1 工藝流程分析

不同工程中逆作法深基坑工程雙鋼管立柱的施工工藝有所差異，但是總體工藝按照如下流程實施：

測量放樣—埋設(shè)鋼護(hù)筒—硬化定位平臺混凝土—鉆機(jī)成孔—清孔—進(jìn)行鋼筋籠的制作—鋼筋籠的吊裝—裝配定位架—制作和吊裝雙鋼管的—雙鋼管的定位調(diào)節(jié)和穩(wěn)固—二次清孔—澆筑水下混凝土—定位復(fù)測。

3.2 施工具體操作

第一，測量定位。現(xiàn)場施工過程中一定要根據(jù)施工圖的要求進(jìn)行控制點導(dǎo)線的測放，先要通過全站儀對立柱樁位點進(jìn)行精準(zhǔn)測量，之后通過木樁或者短鋼筋對其進(jìn)行定位，并且通過復(fù)測來避免超差。最后要利用十字交叉法將其引到護(hù)筒周邊并做好樁點保護(hù)，控制樁位誤差＜100mm。

第二，護(hù)筒安裝施工。應(yīng)當(dāng)依照樁位點位要求實施護(hù)筒作業(yè)，所使用護(hù)筒的直徑長于20cm，并且要確保護(hù)筒高度超過3m。護(hù)筒放入之后要對坑內(nèi)樁位點實施再次測量，特別是對于護(hù)筒的位置度、垂直度要重點檢測，合格后對其進(jìn)行固定，最后通過黏性土將護(hù)筒和孔壁的縫隙填充密實，從而保證護(hù)筒位置的準(zhǔn)確性[3]。

第三，平臺硬化。鋼護(hù)筒的精準(zhǔn)設(shè)置完畢以后，應(yīng)當(dāng)利用磚渣替換護(hù)筒周圍地面以上50cm 的土層，之后利用標(biāo)號為C30 混凝土對周圍場所加以硬化處置。為了保證平臺具有足夠的硬度，要在混凝土內(nèi)部設(shè)置雙層φ12@250×250 的鋼筋網(wǎng)，同時控制混凝土的厚度在400mm，要控制施工完成后硬化場地平整度偏差＜10mm。

第四，超厚淤泥地質(zhì)成孔作業(yè)。這一項目所在地中出現(xiàn)了較為明顯的超厚流塑狀淤泥，為了確保樁施工的質(zhì)量要控制成孔深度在65m 以上，施工過程中要重點關(guān)注如下幾方面：

①針對泥漿指標(biāo)予以調(diào)配。對于較厚的淤泥地質(zhì)，此時就要設(shè)置一定的泥漿，從而確?？妆诘姆€(wěn)定性。按照本工程的具體情況，經(jīng)過試驗之后確定泥漿指標(biāo)即密度1.15-1.30g/m3，黏度25-35s，含砂率5%，pH 值8-9。

②充分利用沖挖結(jié)合技術(shù)。這一項目所采取的雙鋼管立柱相對比較大，并且樁的分布密度較高，同時需要深入到巖層當(dāng)中，若僅僅是利用沖樁機(jī)，那么成孔的效率很低。而倘若采用旋挖鉆機(jī)成孔，那么就要繼續(xù)加長鉆桿，同時也要增加其他的機(jī)械設(shè)備。按照工程的具體情況綜合兩種成孔機(jī)械進(jìn)行施工，對于上部土層采用旋挖鉆機(jī)施工，下部巖層采用沖樁機(jī)施工，通過此種方式不但能夠減小成孔時間、減少設(shè)備投入，同時也能夠減小淤泥區(qū)域孔壁縮頸以及坍塌的可能性，提升成孔的質(zhì)量。

鉆進(jìn)時要特別關(guān)注土層和巖層的變化情況，一旦發(fā)生變化則要在土層變化位置取樣進(jìn)行檢驗，參照前期的勘察報告確定土層情況，將其完整地登記進(jìn)現(xiàn)場記錄表內(nèi)，然后再對比地質(zhì)剖面圖。在實際鉆孔過程中，相關(guān)人員還需要及時監(jiān)控各個流程，尤其是要在實施過程中開始進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，特別是要對泥漿比例、黏度、砂率等數(shù)據(jù)進(jìn)行判定，一旦出現(xiàn)異樣，就要求在第一時間內(nèi)予以調(diào)控。

第五，清孔。立柱樁施工要完成兩次清孔，其一就是在成孔之后完成清孔，接著就是在安裝雙鋼管樁之后完成清孔工作。實際操作時要利用泥漿置換的方式完成清孔，把導(dǎo)管下滲至間隔孔底80-100mm 的方位，接著再繼續(xù)往孔內(nèi)部輸入循環(huán)泥漿，利用泥漿獎樁孔內(nèi)部懸浮的泥渣替換出來，直到孔底沉渣全部清理完成[4]。

第六，加工和安裝鋼筋籠。為加快項目建設(shè)進(jìn)度，另外在作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行鋼筋籠的加工。加工鋼筋籠過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)則、章程，同時對鋼筋尺寸、焊接程度、數(shù)目等進(jìn)行嚴(yán)控，保證加工偏差控制在可接收范圍。在制作完鋼筋籠以后，應(yīng)當(dāng)對其分節(jié)安裝，并且在孔口位置進(jìn)行焊接，最后的一節(jié)鋼筋籠中軸位置的2 根對稱主筋的上半部分和吊筋相連，應(yīng)當(dāng)依據(jù)樁頂高度、孔口高度對吊筋直徑進(jìn)行估計，安裝工作完畢后，應(yīng)當(dāng)對吊筋進(jìn)行固定[5]。

第七，鋼管立柱吊裝、定位、調(diào)控及穩(wěn)固。

①雙鋼管立柱吊裝轉(zhuǎn)場。要將雙鋼管立柱吊點設(shè)定在鋼管立柱上部和兩邊，在雙鋼管吊點處套好鋼絲繩進(jìn)行吊裝轉(zhuǎn)場，為了保證吊裝的穩(wěn)定性，相關(guān)人員還需要通過兩點起吊的方法，依托吊車將雙鋼管立柱移動到樁孔臨近位置。

②吊裝入孔。把位于雙鋼管尾部的激光接收板移走，有效運(yùn)用吊車，將雙鋼管下放到孔口位置，有關(guān)人員應(yīng)當(dāng)在將其和定位調(diào)節(jié)架口對準(zhǔn)以后逐漸下放，在下放期間，還需要充分調(diào)動水平靠尺、全站儀等設(shè)備監(jiān)測點位、垂直度等指標(biāo)，確保其始終控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，一直到雙鋼管下降到指定高度后為止。應(yīng)參考裸露長度大概在1m 的雙鋼管進(jìn)行位置、豎直度的判斷，下放到既定位置之后，有效使用三角板，以焊接的方式將雙鋼管固定于支架恰當(dāng)位置。

第八，先插法管外澆筑水下混凝土。上述工序已經(jīng)對雙鋼管的兩端進(jìn)行了密封，所以管體內(nèi)部屬于空洞情況。為此，有關(guān)人員應(yīng)當(dāng)在雙鋼管立柱下降施工過程中，增強(qiáng)關(guān)注度。下降期間樁孔內(nèi)的泥漿便對鋼管形成一定的承載力，這種承載力不可小覷，嚴(yán)重情況下容易引發(fā)鋼管上浮。根據(jù)既定測驗表明，在泥漿含量保持在每立方厘米1.15-1.20g 的情況下，一般不會出現(xiàn)雙鋼管上浮的問題，如果每立方厘米的泥漿含量高于1.20g，會增大雙鋼管向上浮起的概率[6]。所以在二次清孔的過程中，相關(guān)人員還需要將泥漿含量控制在每立方厘米1.15-1.20g 之間，這種情況下便可以確保水下混凝土澆灌活動順暢進(jìn)行。

對于雙鋼管樁，施工人員應(yīng)該運(yùn)用先插法進(jìn)行混凝土澆灌作業(yè)，重點使用規(guī)格為φ300mm 的混凝土導(dǎo)管實施導(dǎo)入操作，混凝土型號為C40，具體而言，坍落度管控在18到22cm 之間。動工之前應(yīng)當(dāng)認(rèn)真核查孔的深度、沉渣厚度、導(dǎo)管封閉性，應(yīng)當(dāng)把導(dǎo)管設(shè)立在和孔底存在30 到50cm 范圍內(nèi)。在前期灌注的過程中，相關(guān)人員要及時把控灌注量，防止出現(xiàn)泥漿回流的問題。在混凝土澆筑期間，相關(guān)人員要把導(dǎo)管埋入至混凝土內(nèi)部2-8m 的深度，在混凝土澆筑到鋼筋籠底部時需要減緩混凝土入管速度，從而降低混凝土對于鋼筋籠的影響，避免鋼筋籠發(fā)生上浮的情況[7]。

4 結(jié)束語

綜上所述，逆作法施工技術(shù)作為保護(hù)基坑和周邊建筑物安全的重要方法之一，與傳統(tǒng)的正作法施工工藝存在很大差異。隨著城市化進(jìn)程不斷加快，城市內(nèi)可以利用的土地資源日漸稀少，基坑開挖時也逐漸呈現(xiàn)出深度大、規(guī)模大，對環(huán)境要求高的特點。在核心城區(qū)進(jìn)行深基坑開挖工程時，需要考慮到工程影響范圍內(nèi)的地下建筑及管線等，導(dǎo)致資金成本壓力大、工期緊張。而逆作法對周邊環(huán)境影響小，工藝先進(jìn)、原理簡單，同時經(jīng)濟(jì)和社會效益明顯，因其能夠相對輕松地解決對位移十分敏感的地下結(jié)構(gòu)帶來的問題，近年來得到了廣泛的應(yīng)用。

為了進(jìn)一步明確雙鋼管立柱，裝配垂直度，采用高精度裝配技術(shù)，將垂直度把控在2.5‰中。在完成基坑掘進(jìn)以后，應(yīng)當(dāng)再次測量所有的雙鋼管立柱，確定鋼管立柱豎直度差值位于1.5%-2.8%之間，滿足施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。通過此技術(shù)的應(yīng)用有效解決了逆作法深基坑工程施工難題，大大縮短了施工工期，節(jié)約了建筑結(jié)構(gòu)空間，能夠為此類工程提供相應(yīng)的參考，具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。