淺析沿海地區(qū)軟土地層超深樁組合式塔吊基礎(chǔ)施工技術(shù)

劉軍強(qiáng) 陶富錄

【摘 要】溫州蒼南某保障房項(xiàng)目塔吊基礎(chǔ)為組合式基礎(chǔ)，擬建場(chǎng)地地層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，各巖土層的埋深、厚度及性能變化較大。塔吊基礎(chǔ)采用超長(zhǎng)鉆孔灌注樁內(nèi)插格構(gòu)柱的形式，樁基施工的時(shí)候塔吊基礎(chǔ)即可同步施工，無需土方開挖完成后再進(jìn)行塔吊基礎(chǔ)施工，此方法安全適用，施工方便，解決了前期狹小工程場(chǎng)地內(nèi)材料的轉(zhuǎn)運(yùn)困難問題，縮短了項(xiàng)目的工期、節(jié)約了成本，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】組合式基礎(chǔ);超深樁;格構(gòu)柱;狹小場(chǎng)地;經(jīng)濟(jì)效益

【中圖分類號(hào)】TU473 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）12-0068-04

1 工程概況

某安置小區(qū)項(xiàng)目位于浙江省溫州市蒼南縣靈溪鎮(zhèn)建興東路與秀園路交叉口西南側(cè)，建設(shè)用地面積為13 642.04 m2，總建筑面積為44 323.61 m2，由26層1#樓、26層2#樓、17層3#樓、配電房及輔助配套用房組成，設(shè)置一層整體連通地下室。場(chǎng)地周邊環(huán)境較復(fù)雜：西側(cè)為瀆浦河，東側(cè)為秀園路，北側(cè)建興東路，南側(cè)為已建秀園小區(qū)。項(xiàng)目可用場(chǎng)地空間有限，這為項(xiàng)目前期材料的轉(zhuǎn)運(yùn)帶來了很大的困難。

根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，決定采用將塔吊基礎(chǔ)提前施工，塔吊提前安裝使用的方案。在地下室樁基施工時(shí)塔吊樁同步施工，不必等土方開挖到基底標(biāo)高后再進(jìn)行塔吊安裝工作。塔吊基礎(chǔ)由格構(gòu)式鋼柱和灌注樁組成，灌注樁直徑為φ800 mm，樁長(zhǎng)約65 m。此方案不但解決了項(xiàng)目場(chǎng)地狹小材料轉(zhuǎn)運(yùn)困難的問題，同時(shí)極大地節(jié)省施工成本，提高了施工質(zhì)量。

2 施工原理

根據(jù)項(xiàng)目地勘報(bào)告，項(xiàng)目地層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，各巖土層的埋深、厚度和性能變化很大，各巖土層的分布和其特征值如圖1所示。

塔吊基礎(chǔ)采用四樁基礎(chǔ)，樁身鋼筋為HRB335，直徑為22 mm，樁進(jìn)入持力層大于1.5 m，且持力層厚度不小于4D mm。樁承臺(tái)高1.35 m，長(zhǎng)寬均為5 m（如圖2所示）。

3 樁基礎(chǔ)施工要點(diǎn)

3.1 樁位測(cè)量放線

測(cè)量人員放線前應(yīng)熟悉項(xiàng)目圖紙和測(cè)量控制點(diǎn)信息，對(duì)基準(zhǔn)控制點(diǎn)埋設(shè)醒目標(biāo)識(shí)，并進(jìn)行有效保護(hù)，保證其準(zhǔn)確有效。對(duì)放樣出的樁位，撒上石灰并插鋼筋頭作為標(biāo)識(shí)，鋼筋頭插入土層厚度不小于30 cm，經(jīng)監(jiān)理單位確認(rèn)后方可進(jìn)行下一道工序。

3.2 鉆機(jī)施工順序

為保證樁位的準(zhǔn)確性，減小誤差，鉆機(jī)開孔前要重新復(fù)核樁坐標(biāo)。鉆機(jī)就位后要嚴(yán)格控制鉆桿垂直度，垂直度允許偏差小于0.2 h%，其水平位置允許偏差±20 mm，以避免施工過程鉆桿發(fā)生移動(dòng)和傾斜造成偏孔、斜孔現(xiàn)象[1]。

3.3 回旋鉆成孔

塔吊樁成孔時(shí)，上部采用正循環(huán)施工，當(dāng)鉆到持力層后采取反循環(huán)施工方法。

埋設(shè)護(hù)筒后，鉆機(jī)就位，要保證樁機(jī)施工過程中的平穩(wěn)度，鉆桿中心和準(zhǔn)護(hù)筒中心保持一致。樁機(jī)鉆進(jìn)2 m后，重新檢查鉆機(jī)的水平度和鉆桿垂直度，如果不滿足要求需重新調(diào)整，工程樁機(jī)對(duì)中如圖3所示。

塔吊樁通過泥漿護(hù)壁成孔，結(jié)合地質(zhì)情況，泥漿由清水、原土、42.5級(jí)水泥配置而成。鉆桿打到黏土層（上部）時(shí)要降低速度，減小鉆進(jìn)壓力，鉆至砂層、礫層時(shí)，應(yīng)加大泥漿比重，鉆桿轉(zhuǎn)速不大于24 r/min，在鉆到巖層時(shí)應(yīng)不斷稀釋泥漿，并將比重控制在1.2范圍內(nèi)[2]。

為確保樁端進(jìn)入持力層并符合設(shè)計(jì)要求，終孔前，需經(jīng)過監(jiān)理、甲方聯(lián)合驗(yàn)收通過后方可進(jìn)行下一道工序。

樁孔暴露時(shí)間過長(zhǎng)、側(cè)壓應(yīng)力的延伸減弱和孔壁泥皮的增厚，都會(huì)降低樁的摩阻力。因此，從開孔到砼灌注結(jié)束時(shí)間應(yīng)控制在48 h內(nèi)。單樁成樁灌注時(shí)間要求見表1。

本工序分兩次清孔。第一次清孔：樁機(jī)打到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高后，把鉆頭離孔底距離調(diào)整到0.8～1.0 m，然后把相對(duì)密度為1.25的泥漿灌入孔內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，置換出孔內(nèi)夾雜較多鉆渣的泥漿。第二次清孔：在灌注砼之前用直徑為φ250 mm的導(dǎo)管清孔，在安裝每節(jié)導(dǎo)管前，確保密封圈完好，將各節(jié)導(dǎo)管接頭擰緊，保證導(dǎo)管的封水性能，經(jīng)過二次清孔后，孔底泥漿比重不應(yīng)大于1.15～1.2，含砂率不大于8%，黏度≤20 S，孔底沉渣小于50 mm，二次清孔如圖4所示。

3.4 格構(gòu)柱、鋼筋籠的制作與安裝

鋼筋籠、格構(gòu)柱制作安裝之前，技術(shù)負(fù)責(zé)人根據(jù)設(shè)計(jì)圖對(duì)施工員進(jìn)行詳細(xì)交底，施工員依照設(shè)計(jì)圖對(duì)工人進(jìn)行詳細(xì)的文字交底。

在鋼筋籠、格構(gòu)柱加工之前，材料合格證報(bào)送監(jiān)理，經(jīng)驗(yàn)收合格后開始加工。

由于鋼筋籠總長(zhǎng)度達(dá)到65 m，因此分段焊接鋼筋籠，鋼筋籠每段長(zhǎng)達(dá)9 m，超長(zhǎng)鋼筋籠分段焊接如圖5所示。

同時(shí)，為了避免鋼筋籠在存放、搬運(yùn)時(shí)出現(xiàn)扭曲變形的情況，在加工制作過程中每隔2 m設(shè)置一道加勁箍。格構(gòu)式鋼柱分肢位于灌注樁的鋼筋籠內(nèi)且與灌注樁主筋焊接牢固，插入灌注樁長(zhǎng)度2.5 m，格構(gòu)柱制作如圖6所示。

吊裝組合式基礎(chǔ)的鋼筋籠和格構(gòu)式鋼柱時(shí)，確保垂直度和上端偏位值不得超過規(guī)范要求，再整體吊入孔內(nèi)。格構(gòu)式鋼柱插入鋼筋籠的部位和樁頂以下5D mm范圍內(nèi)的箍筋應(yīng)加密，且間距不應(yīng)大于100 mm。格構(gòu)式鋼柱安裝時(shí)需嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，其中安裝誤差允許值見表2。

施工人員需對(duì)鋼筋籠焊接工人進(jìn)行崗前交底，且檢查工人是否持證上崗，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)過程質(zhì)量的監(jiān)督、檢查。

為確保鋼筋籠的保護(hù)層厚度，鋼筋籠焊接完成后，用C35素混凝土制作成直徑為φ100 mm的圓餅墊塊，在箍筋外均勻設(shè)置。

為將鋼筋籠籠頂標(biāo)高控制在誤差允許范圍內(nèi)，在鋼筋籠頂端焊接兩根φ16 mm的吊筋，吊筋長(zhǎng)度由鋼筋籠頂?shù)脑O(shè)計(jì)標(biāo)高到吊筋頂環(huán)固定水平面的高差確定，并固定在護(hù)筒或枕木上[3]。

鋼筋籠下孔前應(yīng)再次檢查鋼筋籠、格構(gòu)檢查扶正器是否完好，必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊。鋼筋籠應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)就近制作，并妥善放置，利用吊車吊至樁孔，為避免鋼筋籠在吊放時(shí)扭曲變形，可臨時(shí)插鋼管或方木固定。鋼筋籠下孔時(shí)，應(yīng)保證其垂直度，對(duì)準(zhǔn)孔中心，避免觸碰到孔壁，鋼筋籠下孔如圖7所示。

3.5 樁混凝土的灌注

塔吊樁樁身混凝土強(qiáng)度為C30，采用商品混凝土。下導(dǎo)管前應(yīng)確保導(dǎo)管的封水性完好，第一節(jié)導(dǎo)管距離孔底30～50 cm。

項(xiàng)目計(jì)算好第一次澆筑的混凝土用量，開始灌注后，澆筑工作應(yīng)連續(xù)不間斷進(jìn)行。在混凝土澆筑到一定深度后，應(yīng)上下提升導(dǎo)管不斷抽插。這樣不但可以避免混凝土產(chǎn)生離析及防止混凝土夾泥的現(xiàn)象，還加強(qiáng)了混凝土的密實(shí)度及樁周土的摩阻力。

在樁混凝土灌注時(shí)，如遇到導(dǎo)管內(nèi)混凝土不滿或?qū)Ч苌隙斡锌諝鈺r(shí)，后續(xù)混凝土要慢慢不間斷灌入，嚴(yán)禁將整斗混凝土灌入漏斗和導(dǎo)管，以免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊，影響灌注[4]。

為保證樁頂部分混凝土的質(zhì)量，在灌注樁身混凝土?xí)r，應(yīng)加灌超過樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高1 200 mm的混凝土。

4 承臺(tái)施工要點(diǎn)

4.1 注意事項(xiàng)

（1）塔吊基礎(chǔ)承臺(tái)放線定位時(shí)，必須對(duì)軸線位置進(jìn)行復(fù)核，定位必須做到準(zhǔn)確無誤。

（2）預(yù)埋塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的時(shí)候必須由專業(yè)人員進(jìn)行。

（3）混凝土澆筑要振搗密實(shí)，振搗過程中應(yīng)避免碰撞鋼筋和塔吊預(yù)埋節(jié)。

（4）塔吊基礎(chǔ)必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，只有滿足規(guī)范要求后才能進(jìn)行下一道工序，嚴(yán)禁使用不合格產(chǎn)品。

（5）基礎(chǔ)承臺(tái)采用木模。

4.2 承臺(tái)鋼筋綁扎

4.2.1 施工準(zhǔn)備

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)文件，檢查配料單并檢查現(xiàn)場(chǎng)材料規(guī)格、尺寸等是否與設(shè)計(jì)一致。

（2）根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)鋼筋加工棚位置，設(shè)置好墊木，按承臺(tái)鋼筋綁扎順序，把鋼筋分類堆放。

（3）本基礎(chǔ)采用直徑為14 mm和22 mm的三級(jí)鋼筋（如圖8所示）。

4.2.2 操作工藝

（1）按墊層上彈好的線擱好鋼筋。

（2）承臺(tái)鋼筋綁扎時(shí)，雙向受力鋼筋必須滿綁，不得跳扣綁扎。

（3）承臺(tái)鋼筋綁扎時(shí)，嚴(yán)格控制鋼筋間距，應(yīng)事先彈好線，然后根據(jù)彈好的線進(jìn)行鋼筋綁扎。

（4）鋼筋馬登筯呈梅花形布置，間距為1 m，采用直徑為φ22 mm的三級(jí)鋼制作。馬登設(shè)置好后，將上層鋼筋縱橫兩個(gè)方向的定位鋼筋綁扎固定好，并在上面做好標(biāo)志，隨后穿放縱橫鋼筋。下層鋼筋綁扎方法同上層鋼筋。

（5）鋼筋綁扎完成后，設(shè)置好砂漿墊塊，保證承臺(tái)鋼筋保護(hù)層的厚度，承臺(tái)鋼筋綁扎如圖9所示。

（6）支好塔吊基礎(chǔ)模板后，拉好縱橫模板的中心線，校核模板的交角方正并固定牢模板，然后綁扎承臺(tái)鋼筋骨架。綁扎完承臺(tái)鋼筋骨架后，應(yīng)對(duì)其標(biāo)高、間距等進(jìn)行校核。復(fù)核通過后，將骨架用鋼管或鋼筋固定在模板上，保證鋼筋骨架不發(fā)生位移。根據(jù)塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖紙，將預(yù)埋節(jié)焊接固定在鋼筋骨架上，并用鋼筋對(duì)預(yù)埋節(jié)的底部和上部進(jìn)行加固（固定前必須先校核預(yù)埋節(jié)位置尺寸的準(zhǔn)確性）。在澆筑承臺(tái)混凝土?xí)r，嚴(yán)禁碰撞模板和鋼筋骨架，振搗混凝土?xí)r應(yīng)和預(yù)埋節(jié)保持一定距離，混凝土澆筑完畢后應(yīng)再次進(jìn)行復(fù)查和調(diào)整，保證預(yù)埋節(jié)位置的準(zhǔn)確性。基礎(chǔ)預(yù)埋節(jié)焊接固定如圖10所示。

4.2.3 承臺(tái)混凝土澆筑

混凝土澆筑前的準(zhǔn)備工作。

（1）將基礎(chǔ)內(nèi)的垃圾、鋸屑等雜物及鋼筋上的油污清理干凈。

（2）混凝土澆筑前檢查所有機(jī)械設(shè)備是否完好，若有不合格器具，應(yīng)及時(shí)更換。

（3）項(xiàng)目要對(duì)作業(yè)人員做好安全技術(shù)交底，并對(duì)泵管和其他等存在安全隱患的部位進(jìn)行排查，消除不安全因素。

（4）承臺(tái)的模板、鋼筋、預(yù)埋節(jié)及管線等全部安裝完畢后，報(bào)監(jiān)理或甲方，經(jīng)過隱蔽驗(yàn)收合格后方可澆筑。

（5）混凝土澆灌前，技術(shù)人員根據(jù)要求做好安全技術(shù)交底。

（6）承臺(tái)混凝土澆筑時(shí)，鋼筋工應(yīng)在場(chǎng)，如果出現(xiàn)鋼筋位移動(dòng)或者露筋現(xiàn)象要及時(shí)調(diào)整。

（7）承臺(tái)混凝土澆筑完畢收面后，馬上用塑料布覆蓋，其中澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d，塔吊基礎(chǔ)承臺(tái)成型如圖11所示。

（8）隨著基坑土方的分層開挖，按逆作法設(shè)置格構(gòu)式鋼柱的型鋼支撐。

5 監(jiān)測(cè)監(jiān)控

塔吊基礎(chǔ)沉降觀測(cè)半月一次。塔吊處于自由高度時(shí)，應(yīng)每半月測(cè)定一次塔吊垂直度。當(dāng)設(shè)置塔吊附墻后，每月測(cè)定一次垂直度，其中在安裝附墻過程中必須檢測(cè)。

如果塔機(jī)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象且超過垂直度偏差允許范圍時(shí)，必須進(jìn)行偏差校正，并在調(diào)整至符合規(guī)范要求后方可繼續(xù)使用。

6 結(jié)語

采用組合式基礎(chǔ)的塔吊可以在基坑開挖前提前安裝塔吊，提高了施工效率，節(jié)約了成本。同時(shí)，混凝土承臺(tái)可破除，承臺(tái)鋼筋、塔吊預(yù)埋節(jié)、鋼格構(gòu)柱可回收利用，真正做到綠色施工，取得良好的社會(huì)效益、環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益。

參 考 文 獻(xiàn)

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[2]黃淑森.鉆孔灌注樁在沿海地區(qū)軟土地層中的應(yīng)用[J].鐵道建筑，2008（8）：95-96.

[3]朱良鋒，王妙春，葉小倩.鋼格構(gòu)柱塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工[J].施工技術(shù)，2006（11）：56-57.

[4]楊學(xué)林.浙江沿海軟土地基深基坑支護(hù)新技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2012，34（S1）：33-39.