地下車庫圍護樁全護筒作業技術控制

桂發民，宋 凱，李成龍（.上海城建工程咨詢有限公司，上海 005；.上海華城工程建設管理有限公司，上海 00；.中交第一公路工程局第九工程有限公司，浙江 杭州 400）

0 引言

某小學項目地塊位于杭州富春灣新城，東側為經緯路，南、北、西均為規劃道路，總占地面積為 32 776 m2。該地塊內主要建設內容為體藝館、教學實驗樓、行政報告圖書樓、食堂和操場等。項目場地的類型屬于沖積海積平原。原始地形較為平坦，為原先廠房拆遷而成，且原先市政道路緯山路穿過擬建場地。

地下車庫基坑的安全等級為二級，采用旋挖機技術成孔灌注樁，基坑開挖深度為 5.5 m，圍護形式采用鉆孔灌注樁加水平混凝土支撐方案，樁徑 0.7 m、有效樁長 12 m、數量 549 根。

1 工程地質及水文情況

1.1 地質情況

（1）第 ①1層為雜填土，呈灰雜色，地下水位以下飽和，松散；含較多塊石和磚塊等建筑垃圾，塊徑分布不均，一般為 5 cm～8 cm，最大超過 20 cm；局部為路基墊層，多為塘渣填土，土質不均。本層場地內全場分布，土層分布不均，局部大塊石下有架空現象，物理力學性質差，層厚 1.75 m～3.20 m。

（2）第 ②1層為粉質黏土，呈淺黃灰～灰黃色，可塑，厚層狀；含氧化鐵質及氧化斑點，土質不均，切面稍有光澤，干強度和韌性中等，無搖振反應，局部為黏土。本層場地內均有分布，物理力學性質較好，具有中等壓縮性，層厚 0.20 m～3.10 m，層頂埋深 0.10 m～3.00 m，層頂標高－8.05 m～－4.9 m。

（3）第 ③1層為淤泥質黏土，呈灰色，流塑，厚層狀；土質不均，局部相變為軟塑黏土或淤泥質粉質黏土，切面具有光澤，局部含有機質斑點，干強度和韌性高，無搖振反應。本層場地內全場分布，物理力學性質差，具有高壓縮性，層厚 0.50 m～ 5.60 m，層頂埋深 3.00 m～5.60 m，層頂標高－13.65 m～－8.05 m。

（4）第 ④2a層含黏性土圓礫，呈灰黃色，飽和，中密，厚層狀；礫石磨圓度較好，呈亞圓形，礫徑 0.2 cm～2 cm，含量 50%～60%，個別達 5 cm 以上，夾較多黏性土，局部黏性土含量較多相變為含礫粉質黏土，局部礫石含量多相變為圓礫。本層場地內局部分布，物理力學性質較好，具有低壓縮性，層厚 0.40 m～7.20 m，層頂埋深10.20 m～22.50 m，層頂標高－17.0 m～－13.65 m。

1.2 水文情況

杭州市富陽地區水系發達，本場地附近主要為富春江及其支流。富春江河寬 600 m～1 400 m，水流量受季節性變化影響，雨季水量大增，枯水期水量較小，動態變化大。由于降雨量在時間分布上的不均勻，常因局部性暴雨而引發河水暴漲，造成洪澇災害，由鋒面雨及臺風暴雨造成的洪水是本區洪災的主要原因。其沿線支流山間溪沖溝流水文條件多變，雨季時山區匯水量較大，對溝底沖刷作用較強，溝谷多為基巖出露，枯水期水量小，甚至斷流。

2 圍護樁全護筒作業施工

2.1 對鉆孔灌注樁的傳統護筒概念

在鉆孔灌注樁中，常埋設鋼護筒，其主要作用：鉆孔灌注樁樁位定位；防止地表物落入樁孔內；維持孔內外壓力差以防孔壁坍塌；作為樁頂標高控制基準點。通常護筒埋置深度應根據設計要求或樁位的水文地質情況確定，在黏土中不小于 1.0 m，在沙土中不宜小于 1.5 m，一般情況埋置深度宜在 2 m～4 m 之間。

2.2 傳統護筒在本工程中存在的問題

（1）最初，在本工程鉆孔灌注樁施工中沿用傳統護筒的概念，采用鋼護筒，護筒內徑宜比樁徑大 5 cm，長度約2 m，成樁效果不佳。

（2）樁長分布地質情況不良，為第三層淤泥質土；旋挖機成孔速度快，護壁效果不佳，成樁質量不高。經多次檢查，均出現塌孔或鋼筋籠難下等問題。

（3）由于當時杭州整個建筑市場都在為 2022 年杭州亞運會而努力，商品混凝土攪拌站對混凝土供應出現困難，成孔完成后靜置等待混凝土時間較長，造成成孔縮孔和塌孔現象；前期有很多樁鋼筋籠無法下去，反復提鋼筋籠，成樁時間較長，質量較差，有必要調整施工工藝。

（4）圍護樁樁長不長，調整起來方便，增加的投入不多。

（5）施工進度要求緊，年底全部地下室出零標高，常規施工工藝不可能完成施工要求。

綜合以上情況，決定在不改變現有施工條件下，對施工工藝進行調整，并提出全新的全護筒作業概念。

3 全護筒作業施工工藝

全護筒施工工藝是對傳統護筒概念的延伸，在保留原有護筒基本功能的同時，豐富了全（長）護筒在全斷面的護壁功能，克服了旋挖機成樁速度快、泥漿護壁穩定性差的弱點，解決了混凝土供應不及時的問題。作為一種技術手段，全護筒施工工藝優化了施工流程，加快了施工進度，提高了成樁質量及單個樁機功效，因而具有一定的推廣意義。

原有鉆孔灌注樁的施工流程，如圖 1 所示。

圖1 原有鉆孔灌注樁的施工流程圖

優化后鉆孔灌注樁的施工流程，如圖 2 所示。

圖2 優化后鉆孔灌注樁施工流程

4 全護筒作業施工過程控制

要求承包商及時報驗進場的鉆機設備。監理要對進場鉆機進行合格驗收，驗收合格后方可同意承包商開鉆。

4.1 護筒埋設控制

（1）要求承包商采用鋼護筒作為護筒，壁厚為 12 mm，護筒的內徑比鉆孔樁設計直徑略大 5 cm，且具備足夠的強度和剛度。

（2）護筒埋設深度至樁底，護筒頂必須高出地面約0.2 m，以免雨水和地面積水流入護筒內。

（3）鋼護筒中心與樁孔中心偏差應控制在 1 cm 以內，埋設垂直度偏差應控制在 1% 以內。

4.2 鉆機就位控制

（1）鉆機安裝就位時，必須保證底座平穩，控制好機頭鉆桿的垂直度與機架平臺的水平度，控制鉆機頂部、鉆盤中心與護筒中心的同軸偏差在 1 cm 以內。

（2）鉆機就位后，必須及時復測鉆機平臺與護筒的頂標高，以此作為量測孔深的依據。

4.3 泥漿循環

本工程采用全護筒施工技術，不設泥漿循環。

4.4 成孔控制

（1）在鉆進過程中，監理要求承包商每 2 h 檢測 1次，提醒注意土層變化，隨時與地質圖進行對照，合理調整鉆進速度與工藝參數。

（2）監理必須隨時檢查鉆進記錄，并要求承包商必須如實、準確、及時、整齊地做好鉆進記錄。

（3）相鄰樁的施工必須有足夠的間隔時間，以免已澆筑完成的混凝土因強度尚低而產生質量問題。

（4）鉆進達到設計標高后安裝混凝土導管，再進行第一次清孔。第一次清孔后，孔底沉渣厚度不可大于 10 cm。在測得孔底沉渣厚度和泥漿密度等各項技術指標符合有關規定后，在 30 min 內必須澆注水下混凝土，否則重新測定上述各項技術參數。

（5）清孔時必須注意保持水頭高度在 1.5 m～2.0 m，同時控制好泥漿指標。清孔后的泥漿密度 <1.15 g/cm3。

4.5 鋼筋籠制作安裝控制

（1）要求承包商及時完成材料報驗工作。鋼筋籠必須在加工現場經監理驗收合格后方可運送到安裝現場。

（2）鋼筋籠安裝時要采用起重機進行分段安裝成形，鋼筋骨架要對準護筒中心緩慢下放至設計標高。對于分段制作的鋼筋骨架，當前一段放入孔內后，再起吊另一段，對準位置，焊接完成經監理檢查驗收合格后，逐段放入孔內至設計標高，并對準設計樁位中心位置。

（3）鋼筋骨架的頂面和底面標高要符合設計要求。在鋼筋籠體下放過程中，要提醒承包商必須及時安裝穿心圓墊塊（水平間距為 0.8 m，上下間距為 1.0 m）。

4.6 水下混凝土澆筑控制

（1）水下混凝土按設計標號灌注混凝土，要求坍落度在 16 cm～22 cm 之間，水灰比不得大于 0.5，混凝土粗骨料最大粒徑不得大于 4 cm 且不得大于鋼筋籠最小凈距的1/3。

（2）水下混凝土灌注必須連續進行，嚴禁中途停頓，嚴禁導管超拔?；炷翆嶋H灌注高度應比設計高度高出至少 1 m，以確保設計樁頂部位的水下混凝土強度符合設計要求。

（3）商品混凝土級配通知單必須隨車跟來，監理隨時檢查，并按抽檢比例規定完成混凝土試塊。

（4）對于實際灌注混凝土體積和按設計樁身計算體積加預留長度體積之比，即混凝土充盈系數，監理應控制在1.05～1.30 之間。

（5）混凝土灌注工作一般不超過 4 h，中間停待時間不超過 30 min。同時，要勤測混凝土面的灌注高度，勤拔導管，確?；炷潦┕みB續進行，不漏拔、不空拔。

（6）澆筑混凝土時要及時拔出護筒，同時做好補方工作。

4.7 鉆孔灌注樁檢測抽檢頻率

根據設計要求對樁基完整性進行檢測。

5 技術經濟分析

本工程共計投入 2 臺旋挖機，每臺旋挖機增加 8 套12 m 長護筒，周轉 1 次，每天完成圍護樁 16～20 根，護筒租賃費用每套月費用 1 500 元，每天 50 元，8 套長護筒 400 元。由于打拔護筒機械原本現場就有，費用增加不多，單根樁增加混凝土 0.68 m3，費用按 450 元計，單樁機成本增加約 7 200 元，功效提高到原來的 4 倍。每臺打樁機械每天的租賃費和人工費合計約 12 000 元，但進度提升較多，原定必須在 32 d 完成的任務，只需 17 d 即可完成，節約工期 15 d，節約原計劃工程費用約 11.52 萬元（15×1.2×2－2×17×0.72），總體上是有盈余的。

6 經驗總結及取得成果

本工程圍護樁經杭州民安檢測科技有限公司按設計圖紙與規范要求進行了低應變測試，以杭州富春灣新城杭黃高鐵片區 1 km2綜合開發項目小學 110 根圍護樁進行了低應變檢測，所檢樁全部為一類樁。采用全護筒技術，使得施工進度加快，工期顯著縮短。

7 結語

工程技術人員通過本工程實踐，打破了思維定式，因地制宜地對施工過程進行了技術創新，取得了不一樣的效果。結合地質條件和施工環境，對常規護筒進行了技術調整與變更，取得了一定的經濟效益和社會效益。雖然長護筒技術濕法作業技術及全護筒干法作業存在一定的局限性，但從總體上看是可取的，其整個過程的優化與調整得到了建設單位的好評，并在以后的項目實施過程中得到了進一步的推廣和提升。