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中建三局集團有限公司成都分公司 四川 成都 610041

重慶魯能泰山七號二期項目位于重慶市渝北區(qū)中央公園公園西路與騰芳大道交叉口處，總建筑面積約425 000 m2，項目物業(yè)類型包括15棟高層住宅、14棟洋房、1棟幼兒園及附屬車庫。項目首開區(qū)高層節(jié)點工期要求為640日歷天，工期緊張，施工任務重。項目地下室底板各區(qū)標高不同，高低跨高差約15m，是典型的高低跨基礎結(jié)構(gòu)，項目基礎共包含樁基2 210根，其中高跨區(qū)樁基占比約12%，樁基施工采用機械旋挖成孔灌注樁。

對于高低跨結(jié)構(gòu)基礎施工，常規(guī)施工方法是“先回填，后樁基”，即先進行基坑開挖及回填，將各區(qū)回填至對應的設計標高，待土石方沉降穩(wěn)定后[1]，再進行各區(qū)域的樁基施工。

此種情況下，高跨區(qū)域回填土體沉降時間長，高跨樁基施工時間滯后于低跨樁基與地下室結(jié)構(gòu)，容易導致高低跨出現(xiàn)沉降不均勻現(xiàn)象[2]，且高跨區(qū)域樁長較長，樁基成孔、澆筑難度較大。

為有效解決上述問題，結(jié)合工程實際情況，對高低跨基礎施工工序進行優(yōu)化，低跨部分按照常規(guī)工藝進行施工，高跨區(qū)域（深回填區(qū)域）創(chuàng)造性地提出“先樁基、后回填”施工工藝。即在高跨區(qū)域土方開挖后，與低跨區(qū)域同時進行樁基施工，樁基首次施工開挖面后，進行接樁[3]，接樁完成后回填土方至高跨設計標高。最后高低跨結(jié)構(gòu)標高一致的位置即可同步進行結(jié)構(gòu)施工。本文結(jié)合重慶魯能泰山七號二期項目，對高低跨結(jié)構(gòu)中的高跨部分（深回填區(qū)）基礎施工技術(shù)進行介紹。

1 深回填區(qū)域施工流程

根據(jù)高低跨優(yōu)化后的施工工藝，將高低跨結(jié)構(gòu)分為低跨區(qū)域（無需回填區(qū)）與高跨區(qū)域（深回填區(qū)），分段如圖1所示。低跨區(qū)域按照常規(guī)的施工流程依次進行基礎施工，高跨區(qū)域施工流程主要分為5個階段：土方開挖→機械旋挖樁施工→接樁→土方回填→上部結(jié)構(gòu)施工。

2 深回填區(qū)基礎施工工藝

2.1 土方開挖

基坑施工階段，高低跨同時進行土方開挖，全部開挖至低跨區(qū)域設計標高，如圖2所示。若高跨區(qū)域地質(zhì)條件良好，可根據(jù)地質(zhì)情況，開挖至不需要回填的標高即可。

圖1 高低跨設計示意

圖2 高低跨土方開挖示意

開挖時結(jié)合場地情況進行放線定位，開挖至最外側(cè)樁再向外側(cè)2 m范圍，分階段進行1∶2放坡開挖，同時對邊坡進行噴錨支護。

土方開挖分為機械大面開挖和人工精細開挖兩步進行，機械開挖至實際標高面以上500 mm后采用人工開挖。土方開挖時應注意以下事項：嚴格控制每層開挖標高，嚴禁超挖；下雨期間，應做好防滑措施；夜間施工時，必須保證有充足的照明；機械開挖必須配備專業(yè)的指揮人員，指導開挖；嚴禁在開挖的邊坡上堆土及堆放材料，并在基坑周邊設置防護欄桿。

高跨部分土方開挖時，低跨不需要開挖的部分即可進行樁基施工準備工作。

2.2 機械旋挖樁施工

本工程的樁基成孔采用機械旋挖成孔的方式。旋挖成孔施工順序為：測量定位→旋挖機鉆桿旋入、開挖→清孔→下放鋼筋籠→二次清孔→澆筑混凝土。

樁基施工時應注意以下事項：

1）鉆桿應保持垂直穩(wěn)固，位置準確，防止因鉆桿晃動引起孔徑擴大或偏移，鉆斗倒出的土與樁孔口的最小距離應大于6 m，并及時組織外運。

2）根據(jù)規(guī)范要求，樁距小于2倍樁徑時，樁基旋挖需采取跳挖方式。

3）當樁徑≥1 200 mm時，應在鋼筋籠內(nèi)部加強箍上設置十字撐。

4）混凝土澆筑時，須保證供應及時，保持連續(xù)澆筑。

樁基施工時，高低跨同時進行，低跨樁基一次成形，高跨樁基先施工至開挖表面，預留出接樁鋼筋，并剔鑿、清理樁頂混凝土。高低跨樁基成孔及首次澆筑如圖3所示。

2.3 高跨接樁施工

樁基首次施工完成后，低跨樁基完成至設計頂標高，高跨樁基則尚未達到設計頂標高。低跨區(qū)域開始地下室結(jié)構(gòu)施工，同時高跨區(qū)域開始樁基的接長工作。高跨區(qū)域接樁施工工藝如下。

2.3.1 樁頂處理

人工采用電鎬等工具將樁頂剔鑿并清洗，浮漿需要全部清理，以利于新舊混凝土的結(jié)合。混凝土澆筑前，再次清理樁頂，以保證樁頂干凈。

2.3.2 操作架體搭設

施工操作架采用普通扣件式鋼管腳手架搭設。本工程操作架體的搭設高度較高，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，樁間距較遠時，需在樁外側(cè)四周設置兩跨架體，呈井字形布置；樁間距較近時，在該片區(qū)域范圍內(nèi)滿堂搭設。架體搭設時應平整場地，立桿底部放置木方支撐，并按規(guī)范設置斜撐與剪刀撐。

2.3.3 鋼筋籠吊裝及對接

將已施工部分樁身主筋按規(guī)范要求進行調(diào)直處理，并按設計要求補強，現(xiàn)場進行上部樁身鋼筋籠安裝定位、綁扎和焊接。樁對接主筋采用單面焊接，焊接長度大于10d。

露樁箍筋采用拉鉤的形式，接樁鋼筋籠吊裝到位后再進行拉鉤綁扎。吊裝完成鋼筋籠采用直徑25 mm的鋼筋固定在接樁架體立桿上，防止傾覆，模板安裝時再拆除。

2.3.4 接樁位置模板加固

根據(jù)設計圖紙，按樁截面尺寸定制不同直徑的圓筒狀鋼模作為接長部分的模板。圓筒鋼模板設計為長2 m的分段，現(xiàn)場根據(jù)需要長度將鋼模通過法蘭與螺栓進行豎向連接。在鋼模豎向一側(cè)開口并預留連接板與螺栓孔，便于安裝時調(diào)整鋼模位置。預制圓形鋼模如圖4所示。

圖4 預制圓形鋼模板示意

樁身鋼模板采用分節(jié)吊裝、逐節(jié)拼裝的方式安裝。吊裝前先檢查預組拼的柱模板拼縫、模板清理情況、連接件、螺絲的數(shù)量及緊固程度。檢查鋼筋籠是否妨礙樁模套裝，用鋼絲將樁頂筋預先向內(nèi)綁攏，以利模板從頂部套入；當模板拼接、安裝完成后，用4根纜風繩在四周將模板進行拉結(jié)，纜風繩一端錨于地面，校正鋼模板對中及垂直度后，固定纜風繩。

鋼模板固定后，再次檢查模板拼縫位置、底部與已澆筑位置的縫隙封堵情況，保證封堵嚴密。接樁區(qū)域支模情況如圖5所示。

圖5 接樁支模示意

2.3.5 混凝土澆筑及養(yǎng)護

鋼模安裝封閉完成后進行樁上半部分混凝土澆筑，樁身混凝土采用汽車泵進行澆筑，同一根樁的混凝土澆筑必須一次性完成，并應嚴格控制樁頂標高。養(yǎng)護達到標準強度拆模后，用塑料薄膜進行包裹，防止水分散失，保持樁身立柱的溫度和濕度。

2.3.6 增設連系梁

當接樁高度超過6 m時，在接樁高度中部位置增設300 mm×600 mm矩形連系梁，保證樁基垂直度偏差在可控范圍內(nèi)，提高施工質(zhì)量。連系梁配筋按照構(gòu)造要求進行，鋼筋兩端按要求錨入樁內(nèi)，若連系梁間距超過6 m，則在中間增加300 mm×300 mm立柱支撐。

接樁施工質(zhì)量控制要點有：接樁部位節(jié)點位置鋼筋按設計加強；接樁位置新舊混凝土接頭位置需鑿毛、清理徹底；澆筑過程中的鋼筋籠固定牢固，防止偏心；澆筑完成的混凝土需覆膜養(yǎng)護不少于7 d。

高跨部分接樁施工時，低跨區(qū)域進行地下室結(jié)構(gòu)施工。地下室結(jié)構(gòu)施工順序為：底板澆筑→墻、柱、梁彈線→墻、柱綁筋→驗收→合?！喊逯！喊邃摻罱壴炷翝仓炷琉B(yǎng)護→拆墻模。低跨結(jié)構(gòu)及高跨接樁施工如圖6所示。

圖6 低跨結(jié)構(gòu)及高跨接樁施工示意

2.4 高跨區(qū)土方回填

地基對樁的水平動力特性影響范圍主要為10～20倍樁徑，樁周摩擦阻力分布如圖7所示。

圖7 樁周摩擦阻力分布示意

通過采用ANSYS軟件進行建模，取樁周邊土體邊界的半徑和高均為30 m的圓柱體進行受力特性分析，驗算不同粒徑的回填物對樁身的摩擦阻力，從而選出最合適的回填土石材料及粒徑。驗算結(jié)果表明：在樁周大于1.5倍樁徑范圍內(nèi)填充碎石且碎石高度取為3/4樁長時，可以有效地控制樁頂水平位移和樁周負摩阻力，滿足工程質(zhì)量要求及經(jīng)濟性要求。

根據(jù)計算結(jié)果，選用碎石及回填土對高跨區(qū)域回填施工。回填前需先保證低跨地下室外墻（高低跨分隔擋墻）及防水施工完成。高跨區(qū)回填如圖8所示。

圖8 高跨區(qū)回填施工示意

回填施工的質(zhì)量控制要點如下：回填前基槽清底必須干凈徹底；回填土必須采取分層回填，每層厚度宜為250～300 mm；回填施工必須控制好回填土石的粒徑集配，不得隨意填筑；分層回填時采用小型機械輔以人工進行分層夯實，夯實時不得影響樁身立柱。

高跨區(qū)域土方回填夯實后，即可進行上部結(jié)構(gòu)的施工，上部結(jié)構(gòu)施工可與低跨區(qū)域同時進行，以減少施工縫。

3 兩種工藝的對比分析

傳統(tǒng)高低跨施工工藝中高跨部分的施工順序為“先回填，后樁基”。優(yōu)化后的“先樁基，后回填”施工順序為先開挖至低跨標高，然后施工樁基，再將高跨樁基接長，最后進行高跨回填。將2種施工工藝下的高跨區(qū)域（深回填區(qū)）基礎施工進行對比分析，具體如下：

1）施工順序。傳統(tǒng)工藝：高低跨分隔擋墻施工→分層回填→土體沉降穩(wěn)定→樁基施工→高跨結(jié)構(gòu)施工。優(yōu)化工藝：開挖至低跨標高→樁基施工→接樁→高低跨分隔擋墻施工→分層回填→高跨結(jié)構(gòu)施工。

2）施工難點。傳統(tǒng)工藝：高跨區(qū)域樁長較長，樁基施工困難。優(yōu)化工藝：高跨區(qū)域接樁施工質(zhì)量要求較高，回填時需避免擾動樁基。

3）施工措施。傳統(tǒng)工藝：土方回填后需采取措施加速土體的沉降穩(wěn)定；樁孔較深時內(nèi)部增設孔壁支撐。優(yōu)化工藝：土方開挖量增加，樁基成孔深度減少；接樁采用定制鋼模，增設樁間連系梁。

4）施工工期。傳統(tǒng)工藝：工期較長，需待回填土方沉降穩(wěn)定后方可進行樁基施工，土體沉降時間長，高跨位置樁基較長，施工時間較長。優(yōu)化工藝：工期較短，無需等待回填土方沉降穩(wěn)定，提前進行樁基施工，樁基完成后即可繼續(xù)跟進上部主體結(jié)構(gòu)。

5）施工安全。傳統(tǒng)工藝：安全隱患較大，回填土內(nèi)樁基成孔容易發(fā)生塌陷，且樁孔較深，孔內(nèi)施工存在較大隱患。優(yōu)化工藝：安全性較好，樁基施工成孔較淺，且原自然土體穩(wěn)定性好。接樁施工代替上半截鉆孔施工，場地寬敞、可視，施工安全便于控制。

4 結(jié)語

通過對高低跨結(jié)構(gòu)基礎施工過程中的高跨部分（深回填區(qū)）施工順序及工藝進行優(yōu)化，改變傳統(tǒng)施工作業(yè)流程，提出“先樁基、后回填”的施工工序，并在重慶魯能泰山七號二期項目現(xiàn)場實踐應用。通過大面開挖、樁基施工及接樁、優(yōu)化回填等施工技術(shù)，實現(xiàn)了高跨樁基分段和低跨樁基同步施工、高跨樁基接樁和低跨地下室主體結(jié)構(gòu)同步施工、高低跨上部結(jié)構(gòu)同步施工。

該工藝將長樁旋挖施工轉(zhuǎn)化為地面支模澆筑，減少了深回填區(qū)樁基施工前的回填土沉降等待時間和樁基成孔深度，增大了樁基施工作業(yè)面，降低基礎施工難度，提高了施工安全性，保證了施工質(zhì)量，縮短了施工工期，取得了良好的綜合效益，可為類似高低跨結(jié)構(gòu)、深回填基坑等基礎施工提供有效參考。