反插鋼筋籠灌注樁深基坑支護(hù)技術(shù)

李玉濤　吳飛鴻

摘要：文章通過對首鋼京唐焦化一期一步焦臺深基坑支護(hù)工程施工經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的總結(jié)，提出了對同類工程施工控制的建議。

關(guān)鍵詞：京唐焦化工程；深基坑支護(hù)；基坑監(jiān)測；施工質(zhì)量控制

中圖分類號：TU471文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009－2374(2009)12－0044－02

一、工程概況

首鋼京唐焦化一期一步焦臺工程位于焦化現(xiàn)場A焦?fàn)t北側(cè)，焦臺基坑長105m，寬15m，基坑最深-13.900。因該基坑南側(cè)緊臨熄焦車軌道基礎(chǔ)，基坑?xùn)|側(cè)緊鄰A焦?fàn)t煙道，基坑西側(cè)靠近熄焦塔和粉焦沉淀池，為保證該焦臺基坑和周圍建(構(gòu))筑物的安全，必須進(jìn)行有效的基坑支護(hù)。

二、基坑支護(hù)計(jì)算的主要參數(shù)指標(biāo)

由于場地是吹填粉細(xì)砂土，土質(zhì)松散，為此首鋼京唐公司統(tǒng)一對場地進(jìn)行強(qiáng)夯處理。在勘察報(bào)告中未提供基坑支護(hù)計(jì)算參數(shù)的③、④層細(xì)砂，經(jīng)過我單位技術(shù)人員認(rèn)真分析后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)提出了較合理的參數(shù)選取值。

表1為各層七抗剪強(qiáng)度指標(biāo)及天然密度指標(biāo)參數(shù)：

(二)施工工藝

1樁位測量。在施工場地三通一平的基礎(chǔ)上，依據(jù)施工現(xiàn)場測量網(wǎng)的資料和焦臺基礎(chǔ)平面布置圖，測定樁位，并撒白灰做好標(biāo)識。

2鉆機(jī)就位、調(diào)直。將長螺旋鉆機(jī)就位，調(diào)整鉆機(jī)水平并固定，專人檢查將鉆頭錐尖對準(zhǔn)樁位中心點(diǎn)，使鉆桿慢慢向下移動，當(dāng)鉆頭接觸土面時(shí)，再開動電動機(jī)，且開始鉆速要慢，以減小鉆桿晃動，且易于校正樁位及垂直度。

3鉆井。全部調(diào)整到位后，開始鉆孔時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門，將鉆桿旋轉(zhuǎn)下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，關(guān)閉電機(jī)，清理鉆孔周圍土。成孔時(shí)

三、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算

基坑支護(hù)經(jīng)北京理正深基坑支護(hù)計(jì)算軟件計(jì)算，采用排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，采取長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注樁工藝，樁直徑為800mm，樁身混凝土等級為C25，樁間距為1000mm。采用樁長為28m，樁身主筋為12根HRB335級直徑20mm鋼筋，冠梁高寬均為800mm，混凝土等級為C25。經(jīng)算滿足安全規(guī)范要求。

四、長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料反插鋼筋籠灌注樁施工工藝

(一)長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料反插鋼筋籠灌注樁施工工藝流程圖

應(yīng)先慢后快，這樣能避免鉆桿搖晃，也能及時(shí)檢查并糾正鉆桿偏位的差值。如發(fā)現(xiàn)鉆桿不正常地?cái)[晃或難于鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)立即提鉆檢查，排除地下塊石或障礙物，避免設(shè)備損壞或樁位偏斜。

4拔管、泵送混凝土。停鉆后，采用拖式泵直接泵送壓灌混凝土，鉆桿中孔灌滿混凝土邊灌注混凝土邊提鉆桿，提鉆桿要慢速均勻，壓灌混凝土，始終保持孔內(nèi)混凝土具有一定壓力，以保證孔徑及混凝土密實(shí)度。灌注過程中，鉆桿不得回轉(zhuǎn)。設(shè)專人指揮協(xié)調(diào)鉆機(jī)操作手和混凝土泵操作手保證泵送混凝土和提升鉆桿的默契配合，以確保成樁質(zhì)量。在正常情況下，鉆機(jī)的提升速度≤2.5m/min，在含水砂層段內(nèi)，適當(dāng)放慢提鉆速度，以防流砂造成塌孔、斷樁現(xiàn)象，成樁過程宜連續(xù)進(jìn)行，應(yīng)避免供料出現(xiàn)問題導(dǎo)致停機(jī)待料。

5壓放鋼筋籠。形成素砼樁后，先將螺旋鉆具迅速移離孔口，然后迅速將孔口工作面清理干凈。再利用專門的吊車起吊偏心振動錘，連同大剛度芯管，將其連同鋼筋籠一起置于素砼樁孔內(nèi)，利用自重下沉穩(wěn)定后，啟動偏心振動錘，利用芯管下端管口對鋼筋籠下部鋼筋籠的振動下拉力，將鋼筋籠下入素砼樁內(nèi)設(shè)計(jì)深度，摘掉鋼筋籠的鋼絲繩，起吊提升振動錘和大剛度芯管，在起吊超過樁深度約1／3后，關(guān)閉振動錘，緩慢起吊，直到裝置與鋼筋籠脫離并完全從素砼樁中抽出，并確保鋼筋籠的保護(hù)層厚度50mm。

6試塊制作及坍落度試驗(yàn)。為檢測混凝土質(zhì)量，技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)指定技術(shù)人員每天做坍落度試驗(yàn)一組，每班必須做一組試塊，隨機(jī)取樣，人工振搗，標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，并做記錄。

7清理樁間土和樁頭。采用鋼釬及風(fēng)鎬等工具鑿除預(yù)留樁頭至設(shè)計(jì)標(biāo)高。鑿樁頭時(shí)，鋼釬水平放置，禁止豎向劈鑿樁頭，以防破壞樁身質(zhì)量。鑿除樁頭后，及時(shí)清運(yùn)平整到位，保證場地平整度偏差≤±1.5mm。確保設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高內(nèi)無浮漿。

8冠梁施工。冠梁用來連接各個(gè)支護(hù)樁，采用800mm×800mm鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級為C25。將樁頂浮漿鑿凈，使樁頭保持一個(gè)水平線。樁頂鋼筋伸入冠梁中的長度應(yīng)符合要求。梁鋼筋必須綁扎牢固。模板安裝應(yīng)平整、牢固、嚴(yán)防灌注中變形或混凝土外泄。

五、施工過程中的問題

(一)反插鋼筋籠難以到位

該工程難點(diǎn)在于鋼筋籠能否順利反插到位，在施工過程中發(fā)生了鋼筋籠難以插到位的現(xiàn)象。我單位通過調(diào)整振動錘噸位、混凝土的配比及塌落度，鋼筋籠端部加強(qiáng)措施使該問題得到解決。

加強(qiáng)鋼筋籠頭部的強(qiáng)度，將鋼筋籠頭部焊接在一起，并加一尖狀鋼帽，一是減少下沉阻力，二是使鋼筋籠在振動力作用下能夠承受多次振動，不至于振動十幾次后松散開，無法繼續(xù)振動下沉。

振動錘的噸位為4噸，發(fā)現(xiàn)振動下沉速率太慢，于是調(diào)整為6噸振動偏心錘，下沉速度得到較大提高，但仍存在鋼筋籠下沉深度差距較大的問題。于是我技術(shù)人員把問題歸結(jié)為混凝土原因。

初始混凝土配合比水泥：水：砂：石：外加劑：粉煤灰：礦粉為210：175：875：986：6.7：59：88。我方將混凝土坍落度調(diào)為240mm及和易性調(diào)大，經(jīng)初次調(diào)整配合比為：水泥：220，水：180，砂：875，石：986，外加劑：7.7，粉煤灰：65，礦粉：90，取得了一定效果。

繼續(xù)調(diào)整配合比為水泥：225，水：185，砂：875，石：986，外加劑：8.5，粉煤灰：68，礦粉：92。并在混凝土的攪拌過程中調(diào)整所用的石料粒徑必須在10～20mm之間。實(shí)際證明添加外加劑(北京鑫源旺CON－10崩送劑)，摻合料(陡河Ⅱ級粉煤灰，灤南S95級礦粉)后，增加了混凝土的滑潤性，采用小粒徑骨料后減小混凝土對鋼筋籠的阻力，施工才得以正常進(jìn)行。

(二)基坑監(jiān)測結(jié)果

1基坑維護(hù)測斜：最大位移一般取80mm，每天發(fā)展不超過10mm。

2基坑外水位：坑內(nèi)降水或基坑開挖引起坑外水位下降不得超過1000mm，每天發(fā)展不得超過500mm。

現(xiàn)抽取現(xiàn)場2個(gè)實(shí)際觀測點(diǎn)位坐標(biāo)值變化圖形如下：

本圖是在CAD比例圖中根據(jù)點(diǎn)位坐標(biāo)實(shí)際繪制的，線段長短代表位移大小。從以上兩點(diǎn)的觀測點(diǎn)位坐標(biāo)值變化可看出，基坑開挖后前3天內(nèi)變化較大，隨后變小，比較穩(wěn)定，且偏移方向一般均為偏向基坑內(nèi)側(cè)，偶爾會反復(fù)。穩(wěn)定后的基坑觀測坐標(biāo)位移值在40～60mm左右，滿足警戒值的要求，證明基坑工程是安全的。

六、結(jié)論

深基坑支護(hù)國內(nèi)的常規(guī)做法通常采用鉆孔灌注樁泥漿護(hù)壁工藝，一是泥漿量比較大，容易污染，現(xiàn)場比較臟亂，不符合文明工地的要求；二是增加拔鉆頭和下導(dǎo)管的時(shí)間，不如長螺旋壓灌樁成樁迅速，可節(jié)省工期。

本工程通過合理地調(diào)整土層參數(shù)優(yōu)化了支護(hù)設(shè)計(jì)，減少了支撐設(shè)計(jì)內(nèi)容，加上必要的基坑位移觀測手段進(jìn)行基坑安全控制和應(yīng)急措施，防患于未然，確保工程順利施工。

通過施工參數(shù)調(diào)整解決了長螺旋成孔管內(nèi)泵送混合料反插鋼筋籠不到位的問題，為同類工程積累了反插鋼筋籠施工經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(JGJ120-99)[s]

[2]建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范(JGJ／T111-98)[s]

[3]江正榮，簡明工程師計(jì)算手冊

[4]基礎(chǔ)工程施工手冊(第二版)

[5]建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范(JGJ106-2003)[s]

[6]建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79-2002)[S]

[7]健筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-94)[s]

[8]建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2002)[S]

作者簡介：李玉濤(1976-)，男，中冶京唐建設(shè)有限公司中級工程師，研究方向：巖土工程；吳飛鴻(1978-)，男，中冶京唐建設(shè)有限公司中級工程師，研究方向：建筑技術(shù)。