郭鵬舉
(中建交通建設集團有限公司河南分公司,鄭州450000)
吊腳樁又稱鎖腳樁,屬于鉆孔灌注樁的一種,但在施工過程中沒有深入基坑底以下,樁身深入巖層中規(guī)定深度,視地質(zhì)情況,可在樁身以下設置巖石錨桿進行加固。吊腳樁有具有鉆孔灌注樁的優(yōu)越性,同時,由于樁身較短,施工工期短,造價比其他鉆孔灌注樁低,近幾年的施工中在慢慢推廣應用。本文以徐州某深基坑吊腳樁維護結(jié)構(gòu)施工為例,分析吊腳樁的施工注意事項及解決措施,指出吊腳樁施工的重難點,為吊腳樁在今后類似地質(zhì)條件下深基坑的施工提供經(jīng)驗。
徐州市某深基坑深約16m,為地鐵車站基坑,地貌類型屬巖溶丘陵(殘丘)與沖(坡)洪積平原之間的過渡帶,勘察時,孔口標高為31.94~37.83m,淺表層由厚度不均的第四系中上更新統(tǒng)褐黃~棕紅色黏土構(gòu)成,局部分布全新統(tǒng)黃褐~灰褐色黏性土;第四系覆蓋層以下主要為奧陶系肖縣組灰?guī)r。車站位于徐州弧形構(gòu)造中部相對凹陷的堆積盆地內(nèi),多屬第四系覆蓋區(qū),覆蓋層厚度大致分布在數(shù)米至數(shù)十米之間,其下伏基巖層多為古生代至中生代地層,工程場地區(qū)沒有活動斷層通過。
本基坑內(nèi)主要地層劃分為新生代第四系覆蓋層與古生代沉積巖層2個大類,具體包括:①人工堆積層(Q4ml:雜填土①1層、素填土①2 層,厚 0.4~2.0m)、②全新統(tǒng)沖擊層(Q4al:黏土②3a層,厚度最大為6.20m)、上中更新統(tǒng)沖擊層(Q3al:黏土⑤3a層,厚度最大為18.80m;粉質(zhì)黏土⑤3b層,厚度最大為4.50m)、奧陶系下統(tǒng)肖縣組沉積巖層(O1x:灰?guī)r11○2 層,泥灰?guī)r11○2a層)。
另外,在灰?guī)r及泥灰?guī)r中發(fā)育的溶洞、溶槽與溶穴多被硬塑~可塑的黏性土及黏性土混碎石物質(zhì)充填,局部半充填或未充填。充填物的顏色為棕色、棕黃色,巖性多為黏土,切面光滑,干強度高,韌性高。車站主體結(jié)構(gòu)的北側(cè)基底位于奧陶系下統(tǒng)肖縣組巖層中,南側(cè)基底位于第四系的黏性土中,屬不均勻地基。
基坑附近地表水主要是場地東側(cè)景觀河,河道寬約15.0m,深約1.5~3.5m(水位標高為34.30m),且同南側(cè)河道相通。場區(qū)賦存的地下水類型為碳酸鹽巖裂隙巖溶水。根據(jù)現(xiàn)場勘察期間量測的穩(wěn)定地下水位標高22.56~26.60m(埋深為8.70~12.20m)。
基坑沿線可能賦存的松散巖類孔隙水(主要為上層滯水)以大氣降水、管道滲漏、綠地灌溉用水及河渠補給為主;其受大氣降水影響最大,大氣降水的補給作用明顯,雨季地下水位持續(xù)上升,雨季結(jié)束后,水位逐漸下降。該層地下水主要以囊狀滯水賦存,無整體的滲流場及徑流方向,以蒸發(fā)排泄為主,其次為向地表水側(cè)滲排泄。
根據(jù)工程特性、環(huán)境條件和設計原則及標準,主體結(jié)構(gòu)采用明挖順作法施工,主體圍護結(jié)構(gòu)1~5軸范圍采用放坡+巖石錨桿支護體系,圍護結(jié)構(gòu)5~16軸采用吊腳樁+內(nèi)支撐+錨索+巖石錨桿支護體系,圍護結(jié)構(gòu)16~37軸采用灌注樁+內(nèi)支撐支護體系。在北側(cè)吊腳樁樁底位置設計800mm寬的平臺,并設置混凝土腰梁,樁底以下施作巖石錨桿,有效利用巖石的自穩(wěn)性能。
吊腳樁施工采用新型BG26旋挖鉆機進行施工作業(yè),新型BG26旋挖鉆機在外觀、結(jié)構(gòu)、動力和性能方面有了較大的改進。設備到達工地后,現(xiàn)場人員站在地面就能安裝動力頭,不僅更安全、符合HSE的標準,還在動力頭上部做了改裝,大大簡化了安裝過程、縮短了安裝時間。
基坑西側(cè)5m處設立塔吊吊裝材料,配合主體結(jié)構(gòu)的施工,由于環(huán)保壓力停工4個月,復工后,項目部組織機械進行開挖,要求監(jiān)測單位加強監(jiān)測頻率做好監(jiān)控量測工作,邊開挖邊施工腰梁及巖石錨桿。由于爆破石方具有不確定性,設計預留樁底平臺寬度未達到設計要求。在吊腳樁加巖石錨桿的施工過程即將完成時(距離基坑見底僅有3m),初期3個月監(jiān)測數(shù)據(jù)表明地表沉降及樁身傾斜無異常變化,其后突然地表沉降數(shù)據(jù)異常,隨后一天時間內(nèi),地面沉降近10cm,施工項目部采取緊急措施,回填土堆載反壓,對吊腳樁支護施加側(cè)向約束力,從而及時止住險情。
事后,勘察與設計單位到達現(xiàn)場進行實地考察,勘察及時進行補勘,對沉降區(qū)域范圍內(nèi)嚴密布控勘察。根據(jù)補勘資料,此處可能有充填型溶洞,而且此段巖石較為破碎,基坑暴露時間較長。此外,由于環(huán)保壓力停工4個月,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示無異常變化,故停工期間未做防范措施,險情發(fā)生后,項目部積極組織專家開會研討,針對此項險情后續(xù)處理及注意事項做分析。專家指出,此時采用背后注漿的工藝可行,但是要注意施工完成后要保證樁后土體的嚴密性,否則在后續(xù)架設鋼支撐時可能導致吊腳樁受剪斷裂,引發(fā)后續(xù)險情[1]。
與設計院溝通后,采用增設巖石錨桿的方法進行處理,在施工吊腳樁的過程中,要做好勘察工作,對于巖石完整性要嚴格要求,另外,在施工吊腳樁樁底腰梁位置平臺時,要控制好平臺的高度和寬度,防止吊腳樁處于半懸空狀態(tài)。其后施工時,由于基坑巖石較為破碎,增設巖石錨桿方法無法保證其效果,設計針對此種情況,對此實地勘察研究,但圖紙遲遲未經(jīng)審核下發(fā)。
為保證基坑順利開挖施工,項目部積極協(xié)調(diào)業(yè)主、設計、勘察各方,多次組織開會討論,與設計交流施工信息,全力配合設計出圖。設計綜合各方考慮、最后決定基坑1~5軸放坡位置基坑回填,采用人工挖孔樁施工,與基坑5~37軸之間圍護樁相連,保證基坑安全穩(wěn)定,項目部在后續(xù)施工中及時反饋施工效果。
綜上所述,吊腳樁在施工中的應用要注意以下幾點:(1)勘察做好詳勘工作,對地層復雜處做好補勘,保證吊腳樁施工處巖層完整性,溶洞處詳細說明;(2)設計出圖時,視地層情況輔助巖石錨桿,施作腰梁平臺;(3)施工時有需要及時施作腰梁平臺,并保證平臺寬度及高度滿足要求,避免基坑長時間暴露,及時施工主體結(jié)構(gòu);(4)監(jiān)測應加強施工監(jiān)測頻率,信息及時反饋,為施工提供可靠信息。
吊腳樁是對傳統(tǒng)鉆孔灌注樁施工技術的一種創(chuàng)新型應用,初期應用肯定有各種問題,但是對地質(zhì)條件相對較好的地區(qū),吊腳樁不失為一種綜合性能較好的支護方式。地鐵工程在迅速發(fā)展,建筑技術也在不斷創(chuàng)新,吊腳樁在地鐵圍護結(jié)構(gòu)中的應用將越來越廣泛,在今后的吊腳樁施工中做好吊腳樁施工的注意事項,吊腳樁是可以在支護領域大放異彩的。