前言
地下空間綜合開發(fā)的高潮，使深基坑工程得到空前的重視和發(fā)展。咬合樁作為一項成熟的支護(hù)結(jié)構(gòu)，容基坑支護(hù)與止水于一體，在沿海地區(qū)得到廣泛運用。但在快速發(fā)展的今天，特別是城市地區(qū)，地下結(jié)構(gòu)施工時間越長，給城市居民生活帶來的不便越多，同時存在安全壓力也相應(yīng)增加。如何在保證施工質(zhì)量的情況下加快深基坑支護(hù)體系施工、如何將主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工與深基坑支護(hù)體系有機的結(jié)構(gòu)起來，是目前城市地下空間開發(fā)急需解決的問題。杭州東站擴建工程四大下穿通道通過施工前的充分調(diào)研分析論證、施工中的改進(jìn)優(yōu)化，成功解決了在淤泥地質(zhì)情況下由于主體結(jié)構(gòu)管樁基礎(chǔ)施工所產(chǎn)生的擠土效應(yīng)下咬合樁成樁質(zhì)量，同時確保了工期要求。
工程概況及工藝介紹
2.1．工程概況
天城路立交、新塘路立交、環(huán)站北路立交、環(huán)站南路立交是杭州鐵路樞紐杭州東站擴建工程最重要的四大下穿地下通道。四大下穿通道均采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，通道基坑開挖深度在10～14.1米之間，基坑開挖采取放坡與垂直支護(hù)開挖相結(jié)合形式，配合輕型井點降水。基坑開挖形式采用放坡開挖與垂直支護(hù)開挖相結(jié)合形式，放坡部分坡面均采用掛網(wǎng)錨噴支護(hù)，垂直支護(hù)開挖采用鉆孔咬合樁+鋼支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)體系。主體框架基礎(chǔ)采用PHC-500預(yù)應(yīng)力管樁，間距1.6×1.6m正方形布，樁長要求進(jìn)入持力層（圓礫層）不小于0.5米。
主體框架管樁基礎(chǔ)與基坑支護(hù)開挖順序為：基坑降水→開挖第一層土方→坡面掛網(wǎng)錨噴支護(hù)→施工主體結(jié)構(gòu)管樁基礎(chǔ)→支護(hù)體系咬合樁施工（咬合樁與管樁施工作業(yè)面間距不得小于35米）→安裝鋼支撐形成支撐體系→垂直開挖剩余土方
杭州東站擴建工程所處地區(qū)持力層（圓礫層）以上部分土質(zhì)以砂質(zhì)粉土、淤泥質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主。其中原地面以下約14米范圍為砂質(zhì)粉土，13米以下為淤泥質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，厚度在16米左右。以天城路立交為例，根據(jù)交地質(zhì)報告顯示土層自上而下地質(zhì)情況如下表：
2.2.工藝介紹
鉆孔咬合樁即為液壓搖動式全套管灌注樁，通過液壓設(shè)備將套管旋轉(zhuǎn)壓入土體，形成圍護(hù)后，在套管內(nèi)采取抓斗或旋挖取土。到達(dá)設(shè)計深度后，進(jìn)行混凝土灌注，同時提升鋼套管，形成灌注樁。樁的排列方式采取鋼筋混凝土樁（B樁）和素混凝土樁（A樁）間隔布置。施工時利用混凝土超緩凝的性能，先施工A樁，在A樁混凝土凝固前進(jìn)行B樁施工。B樁施工時采用全套管鉆機切割與相鄰A樁相交部分的混凝土，實現(xiàn)A、B樁間咬合，從而形成的鋼筋混凝土“樁墻”，達(dá)到深基坑支護(hù)與防水目的。具體施工工藝流程為：A1→A2→B1→A3→B2→A4→B3……
3.浮樁描述與原因分析
3.1.浮樁描述
四大通道在管樁施工完一定區(qū)域后展開圍護(hù)結(jié)構(gòu)咬合樁施工，咬合樁作業(yè)面與管樁施工作業(yè)面相隔不得小于35米，防止管樁施工振動對咬合樁質(zhì)量的影響。在咬合樁施工過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)入淤泥層土質(zhì)取土?xí)r，出現(xiàn)以下現(xiàn)象：
（1）、部分咬合樁成孔到一定深度后出現(xiàn)成孔速度明顯降低，或者后出現(xiàn)孔深保持不變，無法成孔；
?。?）、部分咬合樁能緩慢成孔，在鋼筋混凝土樁鋼筋籠安裝時會出現(xiàn)鋼筋籠上浮現(xiàn)象；
?。?）、部分咬合樁鋼筋混凝土樁在灌注一定量混凝土后上拔套管時，鋼筋籠與混凝土面隨套管同步上升；
以上現(xiàn)象說明咬合樁套管內(nèi)淤泥出現(xiàn)上涌現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)場對已成孔試驗觀測套管內(nèi)土體每小時上涌速度1.8～3m即每分鐘3～5cm，嚴(yán)重區(qū)域在孔達(dá)到一定深度后取土速度與土體上涌速度持平衡，無法成孔。
咬合樁與基礎(chǔ)管樁施工作業(yè)
3.2原因分析
杭州東站擴建工程采用自站方式進(jìn)行過渡，結(jié)合東站總體工期要求，四大通道成為東站施工工期的控制性工程。主體結(jié)構(gòu)管樁設(shè)計長度穿透整個粉砂層和淤泥層直至細(xì)圓礫層，管樁密度大，施工后在管樁長度范圍內(nèi)形成強大擠土應(yīng)力，為節(jié)約時間，保證總體工期要求，咬合樁施工緊跟著管樁基礎(chǔ)施工，未預(yù)留一定時間讓管樁施工產(chǎn)生的擠土效應(yīng)內(nèi)力擴散消失，擠土效應(yīng)產(chǎn)生的應(yīng)力在短時間內(nèi)無法迅速釋放。鉆孔咬合樁進(jìn)入淤泥質(zhì)土層時，由于鋼套管內(nèi)土體被取走，鋼套管內(nèi)外土體存在壓力差，為流塑狀淤泥質(zhì)土體提供應(yīng)力釋放通道，導(dǎo)致出現(xiàn)流塑狀淤泥質(zhì)土體從套管內(nèi)土體出現(xiàn)上涌現(xiàn)象。
4.處理措施
由于土體內(nèi)應(yīng)力的影響，導(dǎo)致淤泥質(zhì)土體上涌現(xiàn)象，處理措施一是預(yù)留時間讓內(nèi)力自動釋放；二是采取一定施工措施，平衡套管內(nèi)外壓力差或縮短套管內(nèi)外壓力差持續(xù)時間。措施一對工期要求不緊工實使用，但對于大多數(shù)工程需采取措施二，采取一定施工措施保證工期要求，通過四大通道咬合樁施工實踐與總結(jié)，可采取以下措施：
（1）縮短套管內(nèi)外壓力差持續(xù)時間：從現(xiàn)場實際情況鋼筋籠與導(dǎo)管現(xiàn)場分節(jié)安裝，從開始安裝到開始灌注混凝土需要2小時左右時間。在擠土效應(yīng)不是很明顯區(qū)域，可以采用多取土，實際孔深比設(shè)計孔深深的方式，為土體上浮預(yù)留空間方式保證樁長；同時鋼筋籠整體焊接成型，利用履帶吊多點起吊方法縮短鋼筋籠安裝時間，導(dǎo)管安裝也采用類似的方法，且讓混凝土提前進(jìn)場等待灌注；通過縮短成孔的暴露時間來消除上涌現(xiàn)象不是很明顯區(qū)域咬合樁上浮現(xiàn)象。
（2）平衡套管內(nèi)外壓力差：為平衡套管中土體因抓斗取土與外界條件管樁沉入應(yīng)力作用失去的平衡，特在每臺安排專人觀察抓出的土是否進(jìn)入淤泥，發(fā)現(xiàn)接近淤泥立即往套管內(nèi)注水，始終保證在抓斗取土過程中套管中處于滿水狀態(tài)，平衡內(nèi)外壓力差。因方法灌注混凝土?xí)r嚴(yán)格按照水下混凝土灌注，確保成樁質(zhì)量。
咬合樁注水反壓成孔
5.結(jié)束語
地下工程結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工與深基坑支護(hù)體系施工的有機的結(jié)構(gòu)、增加部分施工投入是目前城市地下空間開發(fā)施工中縮短施工工期的重要途徑。杭州東站擴建工程四大下穿通道通過實踐成功解決了在淤泥地質(zhì)情況下由于主體結(jié)構(gòu)管樁基礎(chǔ)施工所產(chǎn)生的擠土效應(yīng)下咬合樁成樁質(zhì)量，將基礎(chǔ)管樁與圍護(hù)結(jié)構(gòu)咬合樁施工有機的結(jié)合起來，縮短工期，減小總體施工成本，縮短安全隱患暴露時間。同時為今后類似工程施工積累了實踐經(jīng)驗，提供借鑒。
參考文獻(xiàn)：
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