楊得富

廣州工程總承包集團(tuán)有限公司 廣東 廣州 510300

1 工程概況

1.1 基坑設(shè)計(jì)概況

該項(xiàng)目含3層地下室，基坑開挖深度約14m，基坑開挖邊線長度359.06m，基坑開挖面積7952.35m2。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用樁撐體系+樁錨體系。其中，基坑FG段采用灌注樁+四道錨索支護(hù)，CD段采用灌注樁+內(nèi)支撐+三道錨索支護(hù)，其他部位均采用灌注樁+內(nèi)支撐的支護(hù)形式。

本項(xiàng)目錨索設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力擴(kuò)大頭錨索，錨索總數(shù)為163根。

其中FG段為豎向分布的四道錨索，單根錨索的長度為28m，其中自由段10m，錨固段18m，錨固段中擴(kuò)大頭為8~10m，共計(jì)104根。

其中CD段為豎向分布的三道錨索，單根錨索的長度為33m，其中自由段10m，錨固段23m，錨固段中擴(kuò)大頭為13~15m，共計(jì)59根。

1.2 周邊環(huán)境

項(xiàng)目東側(cè)為光明變電站，距地下室邊線最近處4.31m；項(xiàng)目西側(cè)為已建道路及某居民小區(qū)，地下室邊線距道路4.8m、距小區(qū)支護(hù)結(jié)構(gòu)26m。項(xiàng)目基坑深度達(dá)14m，基坑?xùn)|側(cè)CD段采用樁撐+錨索支護(hù)，其中錨索主要用于支撐拆除時的換撐作用；基坑西側(cè)FG段采用樁錨支護(hù)。根據(jù)地勘報(bào)告，本項(xiàng)目地下水埋深較淺僅為0.22m~1.40m；地下水位較高。在周邊環(huán)境如此復(fù)雜的情況下進(jìn)行錨索施工，如若錨索日均成孔數(shù)量難以保證，一旦基坑在錨索施工期間長期出現(xiàn)漏水、漏沙現(xiàn)象，將會嚴(yán)重影響施工進(jìn)度、無法按期完工，甚至導(dǎo)致重大的安全事故及經(jīng)濟(jì)損失。項(xiàng)目航拍圖，如圖1所示[1]。

圖1 項(xiàng)目航拍圖

圖2 錨索鉆機(jī)普通擴(kuò)孔鉆頭

1.3 地質(zhì)情況

根據(jù)勘察單位提供的《勘察報(bào)告》，本工程所在地質(zhì)條件是：地基土主要由雜填土（Q4ml）、第四系沖積層、殘積層土（Q4al+el）及下伏基巖（γ）花崗巖組成。其中淤泥質(zhì)土層厚6.5m~11.8m，粉細(xì)砂層厚2.2m~10.1m。

場地地下水有兩類，一類是賦存于第四系沖積層土中的孔隙水，主要含水層為(②-2)粉細(xì)砂層，地下水水位的升降主要隨降雨量的大小而變化。另一類是賦存于下伏基巖花崗巖中的裂隙水,與大氣降雨關(guān)系不大，主要通過周邊河流、溝溪的補(bǔ)給。場地實(shí)測鉆孔穩(wěn)定水位埋深為0.22～1.40m之間。經(jīng)分層量測，各含水層的地下水位基本一致。場地地下水位埋藏較淺，地下水含量豐富?？梢姡叵滤桓邔﹀^索施工有較大的影響，進(jìn)而影響錨索的施工。

1.4 施工要求

本工程因錨索均為豎向多道分布（CD段豎向三道，F(xiàn)G段豎向四道），錨索施工前需先進(jìn)行土方開挖，錨索施工后需進(jìn)行腰梁施工，待腰梁完成，且錨索內(nèi)的注漿固結(jié)體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，方可張拉鎖定，而后土方開挖至下一層錨索位置，由此導(dǎo)致的施工技術(shù)間歇耗時較長。錨索施工流程示意如下。

施工準(zhǔn)備→測量放點(diǎn)→鉆機(jī)就位鉆孔→插入帶旋噴頭和錨索的鉆桿至孔底→自下而上對錨固段擴(kuò)頭旋噴擴(kuò)孔注漿→拔除旋噴鉆桿、旋噴頭→施工冠梁 或腰梁→錨索施加預(yù)應(yīng)力→封錨與錨頭防護(hù)處理→ 驗(yàn)收。

1.5 施工操作技術(shù)要點(diǎn)

錨索每2000mm設(shè)Φ100硬塑隔離架定位環(huán)，自由段外表涂一層黃油外套Φ110mm塑料波紋管；錨索注漿材料采用普通硅酸鹽水泥 P·O 42.5R，水灰比為 0.4～0.6。采用二次注漿工藝，第一次采用常壓 0.4～0.6 MPa，4～5 小時后進(jìn)行第二次注漿，壓力要求在2.0～5.0 MPa之間。采用鉆機(jī)成孔，水泥漿清孔或風(fēng)機(jī)清孔，由于存在容易塌孔地層，采用全程套管跟進(jìn)保護(hù)成孔。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

基于基坑開挖深、地下水埋深淺且含水量豐富、含水砂層的滲透性很大，錨索日均成孔數(shù)量、質(zhì)量大大受影響，工期越長其錨索施工過程中存在漏水、漏沙的風(fēng)險也急劇加大。本項(xiàng)目部依據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃要求，統(tǒng)計(jì)了8天時間錨索施工情況，共施工了19根，日均預(yù)應(yīng)力錨索成孔數(shù)量為2.38根，對施工進(jìn)度嚴(yán)重不滿足。根據(jù)對現(xiàn)場施工情況的調(diào)查分析，通過現(xiàn)場觀察錨索施工的工序及耗時情況，編制了“錨索成孔效率調(diào)查表”。如下表1。

由上表可知，影響錨索施工工效的主要工序?yàn)椤般@孔成孔”。

3 原因分析

3.1 原因關(guān)聯(lián)

針對“鉆孔成孔”、“錨索安裝”兩個主要影響因素，運(yùn)用“頭腦風(fēng)暴法”，從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測六個方面進(jìn)行原因分析，并繪制出了關(guān)聯(lián)圖。如下表2末端因素統(tǒng)計(jì)表。

表2 末端因素統(tǒng)計(jì)表

3.2 要因分析

1）施工人員對圖紙要求不了解

現(xiàn)場錨索施工班組人員共10人，對全體錨索班組人員進(jìn)行錨索技術(shù)參數(shù)考核，經(jīng)統(tǒng)計(jì)成績合格5人，不合格5人。通過分別讓合格與不合格兩組人員分別進(jìn)行錨索施工，并將兩組人員施工范圍內(nèi)的錨索日均成孔數(shù)量情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果為合格組日均成孔3.3個，不合格組日均成孔2.0個，差異為1.3。因此，對圖紙要求不了解對錨索日均成孔數(shù)量的影響程度較大，為主要原因。

2）鉆頭不合適

錨索現(xiàn)場鉆孔施工發(fā)現(xiàn)，由于項(xiàng)目現(xiàn)場地質(zhì)情況復(fù)雜，且砂層和黏土層間可能夾雜部分巖層，普通鉆頭在鉆進(jìn)至復(fù)雜地層進(jìn)行擴(kuò)孔時，速度明顯變慢，鉆渣明顯含有破碎巖石，擴(kuò)孔不均勻?qū)е洛^索入孔困難，鉆頭也易出現(xiàn)損壞的情況。

為了調(diào)查鉆頭擴(kuò)孔情況對錨索日均成孔數(shù)量的影響程度，通過對不同地質(zhì)鉆進(jìn)時成孔數(shù)量情況進(jìn)行調(diào)查，對其日均成孔數(shù)量情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下所示，復(fù)雜地質(zhì)下擴(kuò)孔日均成孔數(shù)量1.33個，均勻地質(zhì)下擴(kuò)孔日均成孔數(shù)量3.5個，鉆進(jìn)時擴(kuò)孔順利與否的錨索日均成孔數(shù)量差異為2.17，差異較大。因此，鉆頭不滿足施工需求對錨索日均成孔數(shù)量的影響程度較大，為主要原因[2]。

3）未引孔

由于項(xiàng)目支護(hù)結(jié)構(gòu)采用了樁錨結(jié)構(gòu)，支護(hù)樁采用φ1200@1400的旋挖灌注樁，后設(shè)置有φ850@600三軸攪拌樁止水帷幕，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙可以發(fā)現(xiàn)，相鄰灌注樁之間的間隔僅為200mm，加上三軸攪拌樁止水帷幕固結(jié)土體增加強(qiáng)度以及灌注樁施工過程中可能發(fā)生輕微擴(kuò)孔，導(dǎo)致實(shí)際的樁間間隙更小、強(qiáng)度更大。因此，部分樁間間隙較小的錨索在未引孔時可能出現(xiàn)鉆進(jìn)速度慢、鉆進(jìn)困難的問題。

現(xiàn)場采購了定制引孔鉆頭后，為了確認(rèn)是否引孔對錨索日均成孔數(shù)的影響程度，分別對鉆前有引孔和未引孔的日均成孔數(shù)量情況進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下。鉆進(jìn)前引孔日均成孔數(shù)量3.75個，鉆進(jìn)前未引孔日均成孔數(shù)量2.38個。鉆進(jìn)前引孔與否的錨索日均成孔數(shù)量差異值為1.37，差異較大。因此，錨索鉆進(jìn)前未引孔對錨索日均成孔數(shù)量影響較大，為主要原因。

4 對策實(shí)施

4.1 加強(qiáng)技術(shù)交底

項(xiàng)目部請?jiān)O(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人針對性的對本項(xiàng)目錨索的工藝、技術(shù)參數(shù)及重難點(diǎn)對施工作業(yè)人員進(jìn)行詳細(xì)交底，同時依現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整優(yōu)化了錨索施工方案。要求現(xiàn)場施工管理人員管控時，嚴(yán)格按照圖紙及方案要求，分節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收后才可進(jìn)入下一道工序施工。

對策目標(biāo)驗(yàn)證：

對策實(shí)施后，施工作業(yè)人員對錨索施工工藝的質(zhì)量控制點(diǎn)都已比較清晰，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及方案的要求施工，上道工序經(jīng)施工人員及各方驗(yàn)收合格后才能進(jìn)入下道工序的施工。

同時施工作業(yè)人員進(jìn)行交底內(nèi)容考核，考核內(nèi)容包括施工工藝流程及施工要點(diǎn)等，考核結(jié)果如下：90-100分3人，占比30%；80-90分7人，占比70%。

通過分析，能夠滿足現(xiàn)場施工要求。通過對施工作業(yè)人員的重新技術(shù)交底能夠讓施工人員熟練掌握相關(guān)施工要點(diǎn)，交底考核合格率100%，對策目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

4.2 更換機(jī)械擴(kuò)孔鉆頭

根據(jù)現(xiàn)場需要配備機(jī)械擴(kuò)孔鉆頭代替原有的高壓旋噴擴(kuò)孔鉆頭，數(shù)量滿足現(xiàn)場施工需要。在遇到地質(zhì)情況變化，或擴(kuò)孔施工效率較慢時，及時更換機(jī)械擴(kuò)孔鉆頭。如下圖3 所示。

圖3 新配備的機(jī)械擴(kuò)孔鉆頭

對策目標(biāo)驗(yàn)證：

對策實(shí)施后，現(xiàn)場錨索施工時遇巖層100%采用機(jī)械擴(kuò)孔鉆頭，錨索施工速度在遇巖層時未見有明顯變慢。機(jī)械擴(kuò)孔鉆頭在復(fù)雜地質(zhì)條件下較為順利，錨索入孔時未遇阻礙，錨索完工后進(jìn)行拉拔試驗(yàn)的試驗(yàn)值也滿足設(shè)計(jì)要求的錨索拉力值。對策目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

4.3 在支護(hù)樁間隙小位置施工錨索時采用引孔

施工前，對于灌注樁間隙較小的錨索在鉆進(jìn)前先采用引孔鉆頭進(jìn)行引孔。如下圖4 所示。

圖4 引孔

通過采用更換引孔鉆頭對灌注樁的樁間間隙較小的錨索位置進(jìn)行引孔的方式，確保鉆進(jìn)前100%引孔，使得在支護(hù)樁間隙較小位置施工錨索時也能夠保持正常的鉆進(jìn)速度，對策目標(biāo)實(shí)現(xiàn)[3]。

4.4 施工成效檢查

通過此次對基坑CD段、FG段錨索施工數(shù)量的統(tǒng)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)在采取措施后，預(yù)應(yīng)力錨索日均成孔數(shù)量明顯有所提高，為5.17根和5.33根。大大提升了項(xiàng)目施工進(jìn)度。

5 結(jié)語

綜上所述，本工程深基坑預(yù)應(yīng)力錨索日均成孔數(shù)量由2.38根，通過采用加強(qiáng)技術(shù)交底、不同地質(zhì)采用合適機(jī)械擴(kuò)孔鉆頭、開孔前先引孔，最終預(yù)應(yīng)力錨索日均成孔數(shù)量提高到5根以上，在實(shí)際應(yīng)用中取得超過預(yù)期的效果，提高了施工效率的同時，是對傳統(tǒng)工藝的重要補(bǔ)充，是一次技術(shù)質(zhì)量創(chuàng)新優(yōu)化，拓寬了常規(guī)錨索施工技術(shù)范圍，具有指導(dǎo)意義和推廣價值。