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現(xiàn)澆砼薄壁筒樁在漳州都市陽光基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用

 章巧怡  陳泉

福建省九建建筑工程有限公司  352100

1、前言

    在地下基坑支護(hù)的結(jié)構(gòu)型式中，常見的支護(hù)形式排樁，土釘墻，原狀土放坡或采用上述型式的組合已不能滿足地質(zhì)條件差，環(huán)境惡劣的場地要求。預(yù)制樁，沉管樁和鉆孔灌注樁等也有其局限性。而本文所描述的現(xiàn)澆砼薄壁筒樁新技術(shù)極大地改變了傳統(tǒng)的施工方法，克服了預(yù)制樁，沉管樁和鉆孔灌注樁的成本高，縮徑，污染環(huán)境等缺點(diǎn)，具有安全，環(huán)保，快速，高效及基坑四周不具備放坡條件可施工等優(yōu)點(diǎn)，使其在地下基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用得到快速發(fā)展。

2、工程概況

    2.1工程名稱漳州悅?cè)A集團(tuán)“都市陽光”工程基坑支護(hù)

    2.2工程概況本工程位于漳州市南昌路南側(cè)，東一號(hào)路西側(cè)，為綜合性商業(yè)大樓，建筑物主樓為二十層的商住樓，地下二層，裙樓為一到三層的商場，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，占地面積約2485m2，設(shè)有二層地下室，基礎(chǔ)為靜壓PHC管樁，擬建建筑物場地四周緊鄰已有建筑或市區(qū)主要道路，基坑四周不具備放坡條件。

    2.3基坑情況擬建地下室二層，基坑土方開挖深度最深達(dá)一10m，基坑平面為長方形，長92.4m，寬50.48m面積約4664m2，基坑四周施工圍護(hù)樁，止水旋噴樁，樁長約l5m。

    2.4地質(zhì)情況本場地自上而下分布的巖石土體有

    2.4.1雜填土：松散一稍密厚l.6—3.2m

    2.4.2淤泥：流塑厚7.3—11.2m

    2.4.3粉質(zhì)粘土：軟塑一可塑厚0.8—5.0m

    2.4.4中砂：松散一稍密厚0.6—4.5m

    2.4.5粘土：軟塑厚0.6—3.4m

    2.4.6粗砂：稍密一中密厚0.7—4.9m

    2.4.7殘積砂質(zhì)粘性土：硬塑一堅(jiān)硬，一般厚0.65—4.8m，局部缺失．

    2.4.8全風(fēng)化花崗巖：散體狀，原巖為中粒花崗巖，厚0.65—15.0m

    2.4.9強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：散體狀，原巖為中粒花崗巖，厚0.65—15.0m

3、施工方案的比較選擇

    本工程距相鄰建筑物最近的距離僅5m，而且工期短，造價(jià)低，場地緊，質(zhì)量要求高并要確保安全，可見常見的支護(hù)形式不能滿足場地要求；其二，預(yù)制類、沉管類樁打入土層時(shí)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的擠土效應(yīng)，易使樁變形、錯(cuò)位、上浮，出現(xiàn)質(zhì)量問題。而筒樁的原位土是被套人雙層鋼護(hù)筒的內(nèi)筒中減少了樁身擠土效應(yīng)，使樁身質(zhì)量連續(xù)有保證；其三，筒樁允許直徑擴(kuò)大，外表面積又遠(yuǎn)大于其它類樁，因此樁身整體剛度好，又有大直徑樁穩(wěn)定和強(qiáng)度較大、承載力較高的優(yōu)勢；其四，預(yù)制類、沉管類樁由于是實(shí)心樁體，耗料較大，有的還要用水下砼，造價(jià)較高，而薄壁筒樁省料，能降低工程造價(jià)，特別在成樁時(shí)，樁身處于高頻振動(dòng)狀態(tài)下，砼分布更均勻，密實(shí)，能確保樁身砼質(zhì)量，而高頻振動(dòng)器施工筒樁時(shí)振感小，噪聲小，不擾民，安全環(huán)保無污染。

    因此，根據(jù)工程地質(zhì)及周邊環(huán)境條件，合同要求，經(jīng)過多方比較，我們選用了新技術(shù)薄壁筒樁進(jìn)行本工程的基坑支護(hù)。

4、薄壁筒樁的原理

    現(xiàn)澆薄壁筒樁是指外徑800—2000mm，壁厚120—250mm，中心充滿原位土，現(xiàn)澆灌注的筒形砼樁。它利用高頻液壓振動(dòng)錘將帶有環(huán)形樁尖套的內(nèi)外壁套管(雙層鋼護(hù)筒)沉入地下，向夾層中灌人砼，啟動(dòng)振動(dòng)錘邊振邊拔出雙層鋼護(hù)筒而形成現(xiàn)澆薄壁筒樁，其樁尖則與砼筒體連成整體。

5、薄壁筒樁的設(shè)計(jì)

    5.1支護(hù)型式：現(xiàn)澆鋼筋砼200厚薄壁筒樁加水泥土攪拌樁，即圍護(hù)樁之間采用水泥攪拌樁形成內(nèi)支撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

    5.2持力層名稱：中砂層

    5.3樁身砼強(qiáng)度等級(jí)C30

    5.4樁身斷面：筒樁外徑1500mm內(nèi)徑ll00ram，壁厚200ram，樁長l2.6m，13.1m，14.2m.

    5.5設(shè)計(jì)總樁數(shù)，筒樁ll0根，攪拌樁600mm，303根

6、薄壁筒樁的施工工藝

    6.1施工工序：樁機(jī)就位調(diào)平對(duì)中——沉管——安放鋼筋籠——振動(dòng)拔管——成管

    6.2薄壁筒樁各工序要點(diǎn)

    6.2.1樁機(jī)就位施工前，樁機(jī)按有關(guān)規(guī)程組裝并調(diào)試合格。應(yīng)保證導(dǎo)管，樁管和樁中心在同一豎直線上，垂直度允許偏差控制在1％以內(nèi)。在雙層鋼護(hù)筒(成孔器)正下方已定位置上放置預(yù)制樁尖，落下振動(dòng)錘，使樁尖正好嵌于內(nèi)外護(hù)筒之間，一方面用于固定雙層鋼護(hù)筒，另一方面防止土壤進(jìn)入夾層。其交接處用麻繩密封圈緊．而雙層鋼護(hù)筒的頂部利用夾持器與振動(dòng)錘進(jìn)行固定。

    6.2.2沉管對(duì)中后，起動(dòng)高頻液壓振動(dòng)鍾緩緩將帶有樁尖的雙層鋼護(hù)筒沉入土中，當(dāng)樁尖壓入土中1—2m時(shí)，觀察有無偏差并用靠尺測量垂直度后才能繼續(xù)壓管。操作時(shí)，應(yīng)控制振動(dòng)鍾頻率在20HZ左右，由于高頻液壓振動(dòng)鍾產(chǎn)生的頻率與地基之間產(chǎn)生劇烈的共振反應(yīng)，使地基土的顆粒獲得振動(dòng)后趨于密實(shí)。如遇樁尖損壞或地下障礙物時(shí)，應(yīng)及時(shí)將樁管拔出，待處理后方可繼續(xù)施工。

    6.2.3終孔減孔器在振動(dòng)作用下逐漸下沉到預(yù)定的標(biāo)高，內(nèi)管中的土芯逐漸上升到原地面高程以上，護(hù)筒中心充滿原狀土質(zhì)，無多余的泥漿溢出。

    6.2.4安放鋼筋籠成管到達(dá)預(yù)定標(biāo)高后卸去振動(dòng)鍾及夾持器，并放置已制作好的鋼筋籠，然后振動(dòng)錘落下重新夾緊雙層鋼護(hù)筒，(用測繩器測得滲入淤泥或滲水厚度，小于30cm方可安放鋼筋籠)，加以固定。

    6.2.5灌注砼砼采用商品砼，強(qiáng)度等級(jí)為C30，其坍落度控制在7—12cm，砼由外管上的受料糟內(nèi)送入環(huán)形空腔中，(雙層鋼護(hù)筒夾層之間)，達(dá)到設(shè)計(jì)位置后啟動(dòng)振動(dòng)鍾加以密實(shí)。

    6.2.6振動(dòng)拔管砼灌注完畢應(yīng)加振5—10s，邊振邊拔，樁管內(nèi)的砼應(yīng)不少于設(shè)計(jì)位置，拔管的速度控制在0.8—1.2m／ min．在較弱土層交界處應(yīng)控制在0.6—0.8 m／min，保證樁身砼的密實(shí)度，直到將管拔出地面。

7、質(zhì)量、安全與環(huán)保措施

    7.1質(zhì)量措施

    樁尖制作時(shí)，應(yīng)控制好樁尖尺寸，特別是樁尖榫頭內(nèi)徑的預(yù)留，使樁尖與內(nèi)外鋼護(hù)筒相吻合，不能留有缺口；鋼筋籠制作時(shí)，應(yīng)在外圈用鋼筋分布定位，并用塑料卡作保護(hù)層，其主筋搭接和焊接長度必須符合規(guī)范規(guī)定。而加勁箍和箍筋，焊點(diǎn)必須密實(shí)牢固；成管時(shí)，應(yīng)調(diào)好激振速度，最大程度地減少擠土效應(yīng)．振動(dòng)時(shí)，保持成孔器內(nèi)外管垂直，位置正確，防止成孔器傾斜而損壞成孔器．并注意控制環(huán)形空隙壁厚的均勻性；澆筑砼和拔管時(shí)為保證砼質(zhì)量，應(yīng)在砼初凝之前拔管，嚴(yán)禁無故停頓．當(dāng)沉管無法達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，可采取給樁機(jī)加壓振動(dòng)和灌水措施。

    7.2安全措施

    施工前，組織人員進(jìn)行技術(shù)與安全交底，明確各自的崗位職責(zé)。所有特殊工種人員應(yīng)特殊工種上崗證。施工場地內(nèi)一切電源，電路的安裝和拆除，應(yīng)由持證電工嚴(yán)格遵守安全用電操作規(guī)程規(guī)范要求，遇雨天應(yīng)停止施工，對(duì)施工用材料、機(jī)具等進(jìn)行覆蓋防護(hù)

    7.3環(huán)保措施   

    施工現(xiàn)場要做到及時(shí)清理，保持場容整潔，道路暢通。砼運(yùn)送中的污水、沖洗水及其它施工用水要排入臨時(shí)沉淀池處理，施工臨時(shí)道路要灑水防塵。夜間燈光集中照射，22：00至次日7：00不準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)，不得干擾附近人員的正常工作和休息。

8、薄壁筒樁的施工效果

    在基坑支護(hù)施工過程中，整體情況良好。工期，質(zhì)量，安全均達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，經(jīng)過本工程的實(shí)際應(yīng)用總共110根薄壁筒樁施工只用了40d完成，經(jīng)檢測質(zhì)量合格，施工環(huán)境整潔無污染。同時(shí)由于采用高頻液壓振動(dòng)錘施工，則振感小，噪音小，不擾民，業(yè)主與各相關(guān)方都十分滿意．同時(shí)．薄壁筒樁的經(jīng)濟(jì)效益則是省料，還可節(jié)省泥漿處理費(fèi)，與其它樁相比，約節(jié)約砼35％，降低了工程投資．

9、結(jié)束語

    通過對(duì)漳州都市陽光基坑支護(hù)工程中的實(shí)際應(yīng)用，我們深感薄壁筒樁新技術(shù)具有施工時(shí)振感小，噪聲小，不擾民，安全，場地整潔無泥漿污染，樁身砼質(zhì)量有保證，且施工速度快，工程造價(jià)低，承載力高，穩(wěn)定性好，抵抗軟基礎(chǔ)不均勻沉降，擠土效應(yīng)相對(duì)較少且適用于基坑四周不具備放坡條件的施工場地等優(yōu)點(diǎn)，它將具有廣闊的發(fā)展前景。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)