喀斯特地貌下的山顶工程基础施工技术

中建四局第六建筑工程有限公司 合肥 230011

1 工程概况

背景工程结构分为山顶区域与山底区域2 部分，5～19轴山底结构施工至8层（标高：+57.95 m）架设转换梁至山顶区域，1～5轴及19～23轴山底结构施工至9层（标高：+64.95 m）架设转换梁至山顶区域，见图1。

本工程山顶施工情况复杂，场地距离边坡较近，孔桩间距密；承台尺寸较大、钢筋密集，绑扎存在难度；场地施工落差大，最高处达10 m，安全管理难度大；坡顶部分孔桩孔口标高及部分承台底标高高出地面3～5 m，模板支设困难。

图1 工程结构示意

2 山顶基础工程施工技术

2.1 孔桩水磨钻施工技术

本工程山顶地下多为风化岩层，使用传统的人工挖孔桩方式存在一定难度，影响工期进度。若采用机械开挖（旋挖桩等），会对山体边坡造成一定的影响。故山顶部分桩基拟采用水磨钻成孔的方式施工，该成孔方式可高效、安全地进行孔桩施工，并有效地保证了工程的施工进度，且施工过程中无振动、无噪声。

具体施工流程为：测量放样及定桩位→孔桩护圈浇筑→搭设工作平台→水磨钻搭设及第1节桩孔开挖→绑扎护壁钢筋、支护壁模板→桩基中心位置检测→浇筑第1节护壁混凝土→开挖、吊运第2节桩孔土方→绑扎护壁钢筋、支护壁模板→桩基中心位置检测→浇筑第2节护壁混凝土→依次往下循环作业→检查验收桩孔。

2.2 出土孔桩变截面模板加固施工技术

本工程山顶1～23轴交P～U轴的场地为山坡，坡率较大，无法采用大筏板基础形式，故采用孔桩基础，但是根据设计图纸，部分孔桩顶标高高出地面自然标高（最高超出约5 m），根据现场实际情况，高出地面自然标高部分的圆形上升桩需采用定型弧形钢模，这将导致施工工艺复杂，操作周期长。

为了简化施工工艺，加快施工进度，高出土面以上的孔桩由圆形截面变更为方形截面（图2），并采用普通模板支撑体系进行模板加固，此法不仅施工周期短、操作简单，而且降低了施工成本。孔桩变截面模板支撑设置要点：

1）架体立杆间距为1 000 mm，步距800 mm，孔桩处水平杆抱紧孔桩，并设置4 根斜杆进行加固（每处孔桩）；

2）架体四周设置抛撑，间距小于2 000 mm，同一剖面单边设置2 道，插入地面800 mm；

3）对拉螺杆双向间距500 mm布置，中间设置φ16 mmⅠ级钢，两头与对拉螺杆焊接，焊接长度≥10d；

4）立杆底部若为软土，需用铁锤进行敲击，直至无法再次插入为止，若为硬土，则在立杆下部垫设木块。

2.3 孔桩承台钢筋绑扎技术

本工程山顶承台存在2.2 m、2.8 m及3.2 m等3 种高度，承台高度较高，承台顶层钢筋无支撑架体，导致无法进行钢筋绑扎及搭设。

为保证山顶承台施工质量及安全，采用型钢钢筋支架的方式解决钢筋支撑问题，钢筋支架采用10#工字钢及8#槽钢2 种槽钢焊接的形式。钢筋支架立杆采用10#工字钢，立杆间距不得大于2 m，钢筋支架横杆采用8#槽钢，横杆间距为1.5 m。根据承台选型，将钢筋支架分为承台选型一钢筋支架、承台选型二钢筋支架及承台选型三钢筋支架3 种，再根据承台高度分为2.2 m、2.8 m、3.2 m等3 种（图3）。

图2 出土孔桩截面圆形改方形

图3 高3.2 m钢筋支架正立面

2.4 悬挑承台施工技术

本工程山顶某区域为一山涧，该部位承台有4 个承台底标高均高出现场地面标高，无法按照传统的办法进行承台模板的安装。对于承台模板支设困难的问题，本工程采用钢管架体支设承台模板，参数如下（图4、图5）：

图4 悬挑承台模板支设立面

图5 悬挑承台模板支设平面

1）架体立杆间距为1 000 mm，步距800 mm，孔桩处水平杆抱紧孔桩，并设置4 根斜杆进行加固（每处孔桩）；

2）架体四周设置抛撑，间距500 mm，同一剖面单边设置2 道，插入地面800 mm；

3）对拉螺杆双向间距500 mm布置，中间设置φ16 mmⅠ级钢，两头与对拉螺杆焊接，焊接长度≥10d。

2.5 高落差土方开挖

本工程山顶M轴区域自然地坪标高（+1162m）与所需开挖承台最低顶标高（+1 151.85 m）的落差达10 m，若直接采用原槽开挖施工存在一定难度及危险性，故于M轴南侧按70°放坡，并进行喷锚加固，北侧土方开挖至承台顶标高，然后再进行二次承台土方开挖。采取以上方式造成M轴同相邻土方存在较大高差，调用塔吊进行土方转运。

2.6 大坡面阶梯式地梁开挖施工技术

根据本工程坡顶P～U轴区域相关图纸，多处地梁标高均在现场地坪孔口标高以下，导致后期地梁施工时，需对该区域土方进行开挖。由于P～U轴、23轴区域开挖高度将达到6 m左右，故此区域土方需分级开挖（图6），每级开挖深度为2～3 m，部分区域山体较陡，为满足挖机下到开挖面，需进行部分填方。开挖出的土方需由人工运送至道路上汽车所能到达的弃土区，然后通过汽车将弃土运出。

图6 土方分级开挖示意

3 结语

本工程山顶基础地质情况复杂，且因结构的异形性对山体开挖造成极大难度，故工程山顶基础采用水磨钻成孔、悬挑承台、三孔承台钢筋绑扎、出土变截面孔桩、高落差土方开挖、大坡面阶梯式地梁开挖等施工技术[1-4]。在保证土方开挖、孔桩施工、承台施工等分部工程施工质量、施工安全的同时，缩短了施工周期，较传统施工方式而言，降低了施工成本。