安徽芜湖某地下停车场基坑支护中格构桩施工的一种新工艺

马玉德

（安徽省核工业勘查技术总院， 安徽芜湖 241002）

1 工程概况

本项目位于安徽省芜湖市境内，停车场设计为地下一层，拟建面积约3772m2，地上为操场。基坑开挖深度6.00m，局部深度8.00m。该工程于2016 年12 月底开始施工，2017 年 3 月中旬开挖，2017 年 8 月底回填，历时8个月。本工程地处芜湖市老城区，其中西侧紧邻学校以及一座市级文物建筑；东侧是唯一的通行道路且比较狭窄；南北侧为老旧建筑物且无桩基基础。施工环境比较复杂。

2 工程地质条件

根据勘察报告显示，基坑开挖范围内以杂填土为主，部分区域涉及粉质黏土层。土层分部如下：

3 基坑支护设计方案

由于受到地理环境的限制，基坑支护设计方案采用灌注桩+内支撑的支护结构形式，支护桩桩径650mm和700mm两种，桩身嵌入坑底约为桩长的1/2，桩顶采用圈梁连接；基坑南侧以及各拐角处采用了内支撑，其中南侧的支撑面积占整个基坑面积的1/4（见图1），支撑中使用了七根格构桩，格构桩长度8.5m，嵌入坑底2.5m（见图2）。

表1 力学参数表Table 1. Mechanical parameters

图1 基坑支护支撑布局图Figure 1. Layout of foundation pit support

图2 格构桩大样图Figure 2. Detail drawing of lattice pile

4 格构桩施工工艺

4.1 传统施工工艺

格构桩传统的施工工艺流程应该是：机械钻孔→下钢筋笼→下格构桩（与钢筋笼对接，采取孔口对接的方法）→浇筑混凝土。

4.2 格构桩施工新工艺验证

我们在安徽省芜湖市某地下停车场基坑支护施工过程中，由于施工工艺采用了长螺旋钻孔灌注桩，因此格构桩的施工流程就发生了如下变化：机械钻孔→浇筑混凝土→插入钢筋笼→插入格构桩（孔内与钢筋笼对接）。正好是把浇筑混凝土和格构桩的施工顺序反了过来。这样做存在的最大问题就是如何将格构桩在混凝土内准确的插入钢筋笼之中，在施工之前我们翻阅了大量的资料（包括在网上查找），都没有关于格构桩后插进的施工方法。最后在施工之前中我们设计了三种方案并在施工中进行验证，过程如下：

（1）地面连接。先将钢筋笼和格构桩在地面上完成对接，将振动杆插入格构桩和钢筋笼内，待混凝土浇筑完成后同时起吊钢筋笼和格构桩并振入混凝土内。试验证明此方法有效，但是对振动杆的破环力很大，由于格构桩重量近两吨，在起吊过程中势必会将振动杆压弯甚至是压断，这样做既不安全，在经济效益上也不划算，施工中不可能下一套格构桩就换一套振动杆。因此此方法有效但不可行。

（2）孔口连接。先钻孔浇筑混凝土后，插入钢筋笼到孔口，拔出振动杆，起吊格构桩与钢筋笼在孔口连接好后二次插入振动杆将钢筋笼与格构桩一起振入混凝土。此方法的弊端是在孔口连接的过程需要30分钟左右的时间，由于孔内混凝土在下钢筋笼时进行了一次振动，混凝土中较大的石子沉入灌注桩底部，再加上混凝土中水分流失，塌落度变小，就会造成二次振动过程异常艰难，有可能造成格构桩达不到设计标高，这样在基坑开挖后有可能格构桩底部会未进入土体，会对基坑的安全性能造成不良影响。因此此种方法不可行。

（3）桩内连接。先将钢筋笼笼顶制作成喇叭口状，待浇筑完成后将钢筋笼先行振入孔底，然后在格构桩底部制作安装四个弹性导向轮，用吊车起吊后直接插入孔内，让其通过自重慢慢插入钢筋笼内，如果不能到位，可通过在格构桩顶部施加压力达到。通过试验证明该方法在施工安全、施工质量和施工速度上都是最有效的。

5 变形监测及结果

基坑土方开挖以及在结构施工过程中，建设单位委托第三方检测单位对基坑及周边建筑物进行了不间断的变形观测。最后结果基坑支护桩最大累计位移3mm，格构桩隆起为0mm，周围建筑物变形都在设计及规范要求之内。

6 结束语

该工程周边环境复杂，施工难度较大，在整个施工周期内基坑整体未出现任何安全和质量问题，对周边环境未造成任何影响，说明采用的施工方法是安全有效的。通过安徽芜湖某地下停车场基坑支护施工中对格构桩的施工工艺进行改进并反复验证，总结出新的施工工艺，在以后的同类型工程中可作为参考。