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摘要:支护工程施工质量直接关系到基坑的安全,也是基坑施工中必须解决的关键问题。咬合桩用于基坑支护工程中既能支护又能防水,是一种具有广泛应用前景的新型基坑支护形式。为解决基坑支护咬合桩施工问题,结合南联络通道基坑支护工程的成功实践,从基坑支护咬合桩的布置、施工顺序、导向槽施工、埋设护筒、泥浆制备、钻孔施工、安装钢筋笼、灌注砼等方面详细阐述了基坑支护咬合桩施工技术,可供同类工程参考。
关键词:南联络通道;基坑支护;咬合桩;施工
1工程概况
地下车行联络道南环线,位于前海合作区前湾片区7、9单元交界处,长度为1037.5m。道路等级为城市支路,设计速度20km/h,其中南联络道为单向三车道,结构总宽度9.85m、10.3m、14.15m,连接段为双向两车道与两侧紧急停车带,结构总宽度15.6m,机动车道总长2160m,面积12323m2。地下车行联络道南环线基坑分为CK0+054.396~CK0+920和BK0+000~BK0+164两段,基坑总平面布置图见图1。基坑支护宽度约10m~30m,基坑深度约12.2m~19.5m,采用“咬合桩+钢筋混凝土内支撑”的支护方案。地下联络道位于前海片区临海大道与前湾二路、前湾三路交叉点周边范围内,原始地貌为浅海,后经填海造地,场地现状主要为苗圃、市政道路、现有地下结构施工区。场地地形除地下结构施工区及市政道路路堤区域起伏较大外,其余场地较为平坦,地面标高0.55m~11.79m之间,最大高差约11.24m。根据钻探揭露,场地内分布的地层主要有第四系全新统人工填土层、海陆交互相沉积层、晚更新世冲洪积层、残积层,下伏基岩为加里东期混合花岗岩。上层海积淤泥、冲洪积黏土层覆盖,富含的地下水具弱承压性。地下联络道沿线地下水接受大气降雨补给和地下水渗流补给,并在一定条件下接受海水的侧向补给,两者具有较密切水力联系。第四系孔隙水,水量较丰富,水质易被污染。地下水体的排泄方式主要为地下径流和地表蒸发。沿线总体地形较平坦、起伏较小,地下水水平运动较缓慢。地下水的渗流方向由较高水头处向较低水头处渗流,流速低,流量小。地下水径流总体上为由东向西往前海湾排泄,垂直上主要为大气蒸发排泄。本工程位于前海填海片区,场地范围人工填石多,淤泥层厚,还有孤石、液化砂层等不良地质。
2咬合桩施工
本工程基坑支护桩为咬合灌注桩,一荤一素布置,采用旋挖钻咬合工法施工。咬合桩采用旋挖机成孔,在填石范围内宜先冲孔引孔,然后旋挖施工。咬合桩采用两阶段施工,第一阶段是素桩施工,混凝土采用缓凝砼,初凝、终凝时间分别不超过60h和70h,水下桩身混凝土采用C30。第二阶段是钢筋混凝土荤桩施工。桩径1.2m,桩身砼为C30(水下),商品混凝土灌注成桩,支护桩超灌高度约800mm。咬合桩的施工顺序为:平整场地,测量放线,确定咬合桩施工坐标;施工导向槽;咬合桩成孔至设计标高,质量检查与验收后,吊放钢筋笼,灌注混凝土;按“先A后B”的顺序施工咬合桩,A桩(一序桩)采用素砼,B桩(二序桩)均为圆形配筋的钢筋混凝土桩,见图2所示。咬合桩采用旋挖施工,桩施工分成两序,一序桩(A桩)采用C15混凝土灌注。二序桩在相邻的一序桩施工之后达到初凝前进行旋挖成孔,并及时浇筑混凝土,混凝土等级为C35。咬合桩施工顺序见图3。具体施工方法为:(1)导向槽施工。支护桩定位误差要求小于10mm,为确保支护桩施工定位的准确性,采用混凝土导槽定位。咬合桩两侧浇筑1.5m宽30cm厚C30钢筋混凝土导墙,其下部双向采用钢筋,导墙配筋和形式见图4,施工大样图见图5。(2)旋挖钻成孔施工。①埋设护筒。埋置护筒下部应穿过地表软弱层,上部应高出导向槽。钢护筒埋设应保证垂直度、平面位置满足规定要求,应保证钢护筒周边和底部不透水,遇到砂层、淤泥时应穿越。先用旋挖桩机钻进1m~2m后再打入钢护筒,护筒采用厚4m~6mm,长4.0m的钢护筒,护筒应比施工地面高3mm。采用粘土分层回填护筒外空隙,并进行夯实,以防止地表水渗入,回填施工时应控制好钢护筒不发生偏斜[1]。②泥浆制备。泥浆池开挖成长方形,长度大于15m、宽度大于3m、深度大于2.5m为宜,两头深度应大于4m,该泥浆池可同时供所有钻孔之用。施工中选取水化性能较好,造浆率高,成浆快,含砂量少的膨润土或黏土为宜,水:膨润土:纯碱=100:20:1。泥浆性能指标见表1[2]。③钻孔施工。钻头采用筒式钻头,钻进时每回进尺深度约为0.6m,钻进开始时钻机要慢转轻压,要稳放斗,慢提斗,通过人工观察和电子控制来保证钻杆的垂直度,从而保证成孔的垂直度[3]。到砂层后,应轻提、轻放钻机,孔内应注满泥浆。钻至设计位置后,检查垂直度、孔壁、孔径、孔深,保证满足规定要求,不满足时应及时进行处理。钻孔检查合格后进行清孔,若沉渣较厚,则需进行二次清孔,见图6和图7。④安装钢筋笼。现场制作钢筋笼如图8所示,支撑架间距为2m,摆放应水平,主筋应平直摆放在焊接支撑架上。箍筋按规定要求放入主筋内进行点焊。焊接钢筋环以保证有0.7cm厚的钢筋保护层,螺旋筋螺距或箍筋间距误差应控制在±20mm范围内,钢筋笼直径、主筋间距误差应控制在±10mm范围内,钢筋笼长度误差应控制在±50mmm范围内。将制作好的钢筋笼稳固放置在平整的地面上,防止变形。支护桩钢筋笼长13m~22.5m,一次成型或分节吊装,制作时将钢筋笼分成12m一节,采用25t起重机车1台,将钢筋笼分段吊装至孔口,在孔口进行连接。起吊钢筋笼采用图9所示的三点起吊法[4],起重机大钩钩住钢筋笼中部,小钩钩住钢筋笼顶部,由大钩将钢筋笼吊起至适当高度,小钩进行钢筋笼平衡控制;松大钩,改为小钩受力,将钢筋笼慢慢回直;钢筋笼底部对准桩孔缓缓送入;用钢管梁将钢筋笼挂在护筒上,松吊车钩。检查安装到位钢筋笼,合格后固定孔口钢筋笼采用支撑架固定,见图10。⑤灌注砼。本工程荤桩桩身砼为C30水下商品混凝土,素桩混凝土等级为C30;按混凝土体积计算,要求2h内水下混凝土析出的水分不超过1.5%;混凝土初凝时间应满足设计规定,混凝土灌注采用导管法。
3结语
基坑支护直接关系到基坑施工的质量、造价和安全,是基坑施工中的必须解决的关键问题。采用上述方法,安全顺利地完成了该基坑的咬合桩施工,各项检测及施工监测指标均满足规定要求,表明采用的基坑支护咬合桩施工方法是成功的,为基坑支护咬合桩施工提供了技术参考。
参考文献
[1]凌以帅.深基坑支护咬合桩施工技术[J].建筑技术开发,2013,40,(5):45-48.
[2]田玉玲.深水基础咬合桩基坑支护受力分析[J].公路交通技术,2015,(3):62-64.
[3]彭元贵,罗明亮,刘相雷.咬合桩技术在深基坑工程中的应用[J].岩土工程技术,2006,(4):186-189.
[4]俞海林,梁宏伟,朱晓莉.浅谈粉砂土层中咬合桩施工质量控制[J].城市道桥与防洪,2009,(9):145-148.
作者:杨澍 单位:陕西省铁路集团有限公司