鉆孔灌注樁在深基坑圍護施工中的應用與實踐

李偉

（上海浩瀚置業發展有限公司，上海 201100）

1 概述

1.1 鉆孔灌注樁技術

鉆孔灌注樁通過機械鉆孔在土基中形成樁孔，并在內部放置鋼筋籠、灌注混凝土而成。該技術有施工簡單、擠土效用小、樁徑和樁長選擇性多等優點。鉆孔灌注樁施工技術廣泛應用于建筑、道路和橋梁建設，在實際應用中取得了良好經濟與社會效益[1]。

1.2 工程概況

本工程位于溫州市甌海區，東接龍霞路，西接花園路。規劃總用地面積約62843.05 平方米，建筑占地面積18790.00平方米，地上總建筑面積約213569.99平方米。地下二層（中間局部地下一層），上部由16幢12-34層高層住宅、6幢1-3層商業及配套用房組成。

基坑臨邊場地情況如下：東側邊坡上口外側距臨時施工道路最近處約6m；距龍霞路（現有道路）最近處約22m，該路寬約22米。南側邊坡上口外側距臨時施工道路最近處約2m；距南側新興河最近處約16m，該河道寬約30m。西側邊坡上口距西側圍墻最近處約6.2m，距西側花園路（現有道路）最近處約6.2m。圍墻材質為輕質圍墻，高度2.5米。北側邊坡上口外側距臨時施工道路最近處約2.5m；距東北角臨時辦公區圍墻距離約10m，距辦公用房最近處約12m；距南側閣樓河最近處約25m，該河道寬約38m。

場地所屬地貌單元為浙東南沿海沖（海）積平原?，F場土層性質構成如表1。

表1 土層性質構成

2 基坑維護設計

2.1 基坑降水設計

2.1.1 坑外排水

地表用混凝土硬化封閉，坡頂四周雜填土進行夯實，在距放坡邊線500mm位置處、邊坡擋墻外設置300mm×400mm的環形磚砌場內排水溝（內粉），間隔20～25m設500mm×500mm×600mm的磚砌窨井，坑外周邊每隔50m設800mm×800集水井，井深1.00m。

排水溝外側1000mm范圍內應進行地坪硬化，使地表水不易滲入基坑。棄水經三級沉淀池沉淀后排入周邊道路市政雨水管網或直接排入南北兩側河流。地表用80mm厚C20素砼硬化封閉。有護坡面處設置A50@5000 PVC排水管（長度300mm）。棧橋位置圍護口部未封閉，為防止地表水流入坑內，在圍護口部設置臨時截水溝及集水井，坡道兩側及坡道前部1000mm范圍內采用砼硬化，設置排水溝。

如上部填土層中有較多水滲出，可采用?48鋼管或塑料管進行引水。

2.1.2 坑內降水

第一階段、第三階段采用自然地勢進行排水。

第四階段（第二階段）基坑內地表水采用盲溝（利用后澆帶下面埋設PVC管）、后澆帶兩端600mm×600mm×600mm集水井及設計集水井（集水井在坑中間的先排至后澆帶）排水，保證開挖產生的地下水能及時排出到基坑外。在承臺內挖250mm×250mm×250mm集水坑用水泵排至基坑四周排水系統。

基坑內采用輕型井點管進行降水（圍護設計中未明確井點構造，須與圍護設計單位協商）。

2.2 圍梁及支撐的保護

基坑圍護拆除方面，支撐拆除前應確保底板混凝土、換撐帶強度達到設計的80%以上，以減少圍護樁彎矩。根據施工部署合理安排內支撐拆除順序，先拆支撐梁，再拆圍梁（先拆北側兩個角撐，再拆南側兩個角撐，對稱卸荷，保證支撐應力安全、平穩地傳遞到換撐結構上，實現基坑變形有效控制）。在圍護結構拆除周期內加強對圍護各方面的監測[2]。

圍護拆除時，基坑及地下室的保護措施如下：

1）人工配合機械在基坑周邊將圍梁與支撐梁的連接處鑿開但不鑿斷（保留鋼筋），以減少大面積拆除時對圍梁及圍護結構的震動，避免圍護止水帷幕漏水。

2）立柱樁所屬節點先分割成獨立的點，破碎時的震動不會相互影響形成共振，避免對結構的影響。

3）支撐拆除前在底板上鋪設相應層數的廢模板，以減少底板損傷，拆除剪力墻上方支撐時，應采用廢模板覆蓋保護鋼筋及止水鋼板。

4）支撐采用人工配合機械拆除時，應在支撐梁兩側搭設相應安全防護架，鋪設腳手架，保證施工安全。

5）破碎后采用人工清理，將破碎的砼用人工鏟入吊網內，再使用垂直調運工具吊出基坑，裝車外運。

3 施工

3.1 施工技術要點

1）施工工藝流程：施工前準備工作→溝槽開挖→泥漿→鉆孔→清孔→鋼筋籠制作、運輸及安裝→灌注水下砼

2）沿圍護中心線開挖寬1.0m、深1.0m的溝槽，把地面雜填土及礦渣挖除，露出原土地基。

3）鉆孔地層大部分為粘性土與淤泥，先采用清水護壁，陸續鉆進時，孔大的清水同鉆錘削下來的粘土在鉆孔回轉攪動下自然形成泥漿，鉆進過程中及時調整泥漿稠度，泥漿比重控制在1.1～1.3之間。

4）鉆孔機就位后及時校正，保證平整、穩固，使鉆進不發生傾斜或移動。

5）安設起吊系統將鉆斗吊起，徐徐放進護筒內，在護筒內先放好十字架，十字架中心應與護筒中心重合，安裝好轉盤，確保鉆斗中心與護筒中心一致。

6）啟動鉆孔機，0.5～1.0m深檢查一切正常后，繼續鉆進，由于本工程樁位處很大一部分為回填土，鉆進時出現漏漿，提起鉆斗，孔內倒入粘土，再放下鉆斗，倒轉，使膠泥擠入孔壁堵住漏漿孔隙，繼續鉆進[6]。

7）清孔采用鉆孔清孔法，待鉆至設計標高后立即開始清孔，直到清除孔底沉渣厚度＜200mm，達到設計要求后半小時內必須灌注砼。

8）鋼筋籠起吊入孔后，用Ф12鋼筋固定在鉆機上，以防鋼筋籠下沉。為防止鋼筋籠在砼灌注過程中上浮，用鋼管連接鉆機壓住。

9）鋼筋籠一次制作完畢，制作過程中保證骨架位置準確。對準孔位置吊直扶穩或用導向鋼筋緩慢送入孔內，不允許碰孔壁，本工程圍護樁共制作兩節鋼筋籠，用電焊連接。

10）鋼筋籠放進孔內，在測得孔底沉渣厚度小于200mm后，半小時內立即灌注樁身砼，樁身砼充盈系數為大于1.1。

11）首批灌注砼時，導管下口離孔底50cm，使隔水塞及砼能順利排出，第一次混凝土灌入量應大于2m3。

12）灌注水下砼主要流程見圖1。

圖1 灌注水下砼主要流程

3.2 基坑開挖要求

3.2.1 開挖原則

“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖”，分區、分塊、對稱、平衡、限時，并配以機挖、人修和“五邊”（邊挖、邊鑿、邊鋪、邊澆、邊砌）的方法進行開挖[4]。

3.2.2 開挖注意事項

1）標高控制?；拥讟烁叩目刂扑疁庶c由測量技術人員校核，將水平高度測設到基坑周邊較穩定處，如周邊工程樁上，做好標志?？拥淄练介_挖出現超深時，必須采用碎石填平，杜絕松土回填。

2）成品保護。加強對土方開挖全過程管理，嚴禁挖機碰撞工程樁、邊坡支護。

3）驗槽。在基槽土方人工清底、軸線標高引入到位后，及時和設計單位、勘察、建設、監理單位聯系，組織有關人員進行地基驗槽，驗收合格后即可做墊層。

4）放樣。施工時應控制混凝土墊層的高度，頂面標高。施工完成后在混凝土墊層的表面將軸線、梁寬度、基礎底板寬度彈出墨線，為基礎混凝土施工做準備。

5）防滲漏。開挖過程中加強對新老水泥攪拌樁止水帷幕的觀察，如出現滲漏，及時截流封堵。

6）挖機工作時，履帶距離工作面基坑邊緣不少于1m，運輸車輪胎距離溝及基坑邊緣不少于1.5m。

7）相鄰挖土施工段邊坡按1:3留坡。

3.3 墊層施工

機械挖土至底板底標高后立即進行人工修土和設置墊層，必須在4小時內完成，基坑周邊8m范圍內墊層及時完成300mm厚C20混凝土加強墊層施工，其余當天完成。待板底墊層施工完畢后，方可二次開挖承臺和集水井，且邊挖邊設墊層及磚胎膜，開挖過程中不得損壞工程樁、支護樁及立柱樁?；A施工前須先做好底板部分支撐板帶，設支撐板帶前把支護樁表面清理干凈，確保支護樁與板帶可靠接觸。

3.4 截樁工程

為避免工程樁在土方施工期間受損，截樁施工必須穿插在土方施工全過程中，即按土方施工工藝分層開挖，截樁也必須分段截樁。在土方開挖前，用白灰等標識工程樁位置，防止挖土機械撞擊或挖斷工程樁；對于超高工程樁，應分段截斷，每段長度不得超過1.0m。開挖時樁頂部應妥善保護，防止挖土機械撞擊破壞工程樁。工程樁暴露后把吊筋割除，截樁采用人力及空氣壓縮機配風鎬擊碎，先剝出樁內鋼筋，用氣割割斷鋼筋后，用截樁機鑿斷砼樁身。人工用鋼絲繩捆好砼樁，利用挖機鏟斗配合塔吊將砼樁吊出基坑裝車外運，嚴禁將截下的樁堆放在圍護樁上方或場地內。施工過程中不允許使用挖機鏟斗將樁身拔出，以免破壞工程樁。最后一節截樁時預留300mm長度，用小錘人力修到設計標高，以確保樁頂高出墊層面50mm或100mm。

4 基坑變形監測

基坑土體開挖施工期間加強對基坑支護結構、工程樁、周邊環境、道路、土體及地下管線的觀察，發現異常情況及時采取有效措施。

4.1 基坑監測內容

1）深層土體位移監測

在基坑支護結構較薄弱和較重要部位設置一定數量的深層土體位移觀測孔。測斜孔在土體開挖前10天埋設[2]。

2）基坑頂水平兼豎向位移監測

基坑頂間隔15～20m設置1個水平兼豎向位移監測點，隨時掌握環梁、支護樁的水平、豎向位移變化情況。

3）支撐軸力監測。指定支撐位置（支撐1/3跨處設置）進行監測，以掌握基坑開挖過程中桿件軸力的變化情況，軸力觀測應注意氣溫變化對軸力數據的影響[5]。

4）立柱豎向位移監測。在指定立柱樁頂設置并進行監測，以掌握基坑開挖過程立柱沉降的變化情況。

5）高位樁頂水平位移監測。指定高位樁或無地下室基礎頂設置，觀測基坑開挖過程中高位樁頂位移情況。

6）建筑物水平位移監測。在指定建筑物角點設置水平位移監測點進行監測，以掌握基坑開挖過程中建筑物的變化情況。

7）監測頻率。所有監測內容的監測點在安裝、埋設完畢后，以連續至少2次觀測值較差的觀測精度范圍內的平均值作為監測點初始值（零值）?；娱_挖至-3.400m設置支撐和環梁，應每2天定期觀測一次，從-3.400m至坑底以及底板結構施工完畢前，應每天觀測一次?；A底板施工完畢至±0.000結構施工階段，監測可逐步放寬至2～5天觀察一次；如果發現基坑有異常變化情況，則應每天增加監測次數（2-3次），并及時通知有關人員協商處理[3]。見表2。

表2 基坑監測報警值

4.2 項目部監測

項目部組織專人對基坑開挖進行監測。

1）監測內容。監測周邊臨設及地表的沉降或開裂情況。本工程周邊監測重點是基坑南側和西側高位樁、西側支撐梁上磚墻擋土墻；東側、南側及北側邊坡護坡的位移及松動鼓起現象；東側辦公區、生活區的臨時圍墻、施工臨時圍墻位移情況；支護結構側壁的滲漏水情況，塔吊樁、工程樁的偏位情況[2]。2）監測方法。設置幾個固定的沉降及位移觀測點，采用水準儀和全站儀進行沉降和位移監測，其余可通過肉眼直接進行觀察。3）監測頻率。第二階段后期為一天3次，上班前、中午及下班后。其余階段至少一天1次。

5 結語

通過案例施工驗證了鉆孔灌注樁適用于深基坑維護施工，降低了工程造價，有良好社會與經濟效益。