可拆解式鋼護筒穿越地下人防的施工方法

劉喜峰

山西建筑工程集團有限公司 山西 太原 030006

1 工程概況

背景工程為科研臨床樓和全科醫生臨床培養基地項目B、C區，位于太原市雙塔寺東街山西省人民醫院院內東南角。本工程B區地上21層，地下3層，建筑高度90.20 m；C區地上5層，地下3層，建筑高度29.40 m。根據防空洞的走向及樁分布初步位置，約有97根工程樁及支護樁穿過防空洞。防空洞底標高約為－20.60 m，防空洞頂為磚砌結構，墻厚約500 mm，洞凈高3 700 mm，寬2 400 mm，混凝土地面厚約200 mm，洞頂距自然地面約17 m。為確保施工安全，避免下孔作業，工程樁范圍內地下有防空洞的區域，全部采用鋼護筒穿越（現有地面至防空洞底向下2 m范圍）防空洞的方法進行處理。

為預防多根支護樁連續在防空洞內施工時造成防空洞整體坍塌，影響周圍環境和毗鄰建筑物的安全，支護樁范圍內地下有防空洞的區域采用鉆孔填充泡沫混凝土加全長護筒的方法進行處理[1-5]。另外，采用可拆解式鋼護筒施工方法，使得上節鋼護筒可重復利用，降低施工成本。

2 施工工藝原理及關鍵技術

2.1 工藝原理

可拆解式鋼護筒分2節制作，先將下節鋼護筒放至孔口位置，用鋼絲繩拉住，防止掉入孔內，再將上節鋼護筒放至孔口位置，與下節鋼護筒對正后，利用14根延伸至孔口的鋼筋與下節鋼護筒焊接成一個整體。用液壓振動錘將鋼護筒下放至防空洞底板向下2 m處，鋼護筒用鋼絲繩拉住防止掉入孔內，然后加入泥漿，泥漿面控制在防空洞底向下2.5 m處。再更換直徑與樁直徑相同的鉆頭，繼續成孔，直至設計樁底標高處，接著清孔、下鋼筋籠、下導管、澆筑混凝土。最后將上節鋼護筒口上的14根鋼筋割斷，用吊車及配套液壓振動錘將上節鋼護筒拔出，實現上節鋼護筒的重復利用。

根據繪制的防空洞與支護樁、支撐樁相對位置圖，結合地下人防內部實際布局，以支護樁中心5 m范圍內，采用機紅磚封堵砌筑，使其水平方向形成一個封閉空間，以便發泡混凝土的澆筑。在支護樁位置，用鉆機成孔至防空洞內，成孔直徑400 mm，放入導管，澆筑發泡混凝土至封堵的人防部分填充飽滿。

2.2 關鍵技術

2.2.1 場地準備

場地整平后，進行放樣，將樁位放出，釘好十字保護樁并記錄放樣數據備案。

2.2.2 地面開孔鋼護筒的制作及埋設

鋼護筒采用厚8 mm鋼板，直徑大于樁直徑200 mm（樁徑800～1 200 mm），根據地層情況制定護筒長度（長1.5～3.0 m），鋼護筒必須滿足剛度、強度及防漏的要求。通過定位的控制樁放樣埋設鋼護筒，把鉆機鉆孔的位置標于孔底，同時用水平尺或鉛垂球檢查，使鋼護筒豎直。

2.2.3 泥漿制作及其性能要求

當旋挖樁鉆進至地下水位時，選用含砂量少的膨潤土作為泥漿的配制材料，施工過程中做好泥漿過濾處理，確保泥漿的相對密度和稠度。在容易坍孔的土層中成孔時，泥漿相對密度應加大；當成孔至黏土層時應注入清水，以原土造漿護壁。

2.2.4 可拆解式鋼護筒制作

鋼護筒采用鋼卷板制作，運至專業制作廠家加工，將鋼卷板開卷、平直后焊接成鋼護筒。

工程樁鋼護筒分2節制作，上節鋼護筒長度12 m（該節為厚10 mm鋼板制作，以提高該節鋼護筒的重復利用率），下節鋼護筒長度8 m（該節為厚8 mm鋼板制作）。

2.2.5 可拆解式鋼護筒施工

先用50 t履帶吊車下放下節鋼護筒（鋼護筒口上用2塊300 mm 300 mm鋼板焊接，與上節鋼板位置錯開）至孔口位置，將下節鋼護筒用鋼絲繩拉住，防止掉入孔內；再用50 t履帶吊車吊住上節鋼護筒（上節鋼護筒上口用14根φ16 mm、長度13 m的鋼筋均勻分布焊接，下口用8塊300 mm 300 mm鋼板均勻分布焊接）至孔口位置，與下節鋼護筒對正后，利用14根延伸至孔口的鋼筋與下節鋼護筒焊接成一個整體。

2.2.6 支護樁鋼護筒施工

支護樁在地下有防空洞的區域進行施工時，用直徑大于樁徑200 mm的鉆頭施工至防空洞底板向下2.0 m處，然后用50 t履帶吊車及配套液壓振動錘下放隔離鋼護筒至防空洞底板向下2.0 m處。接著加入泥漿并將泥漿面控制在防空洞底向下2.5 m處，再更換直徑與樁直徑相同的鉆頭繼續成孔，直至設計樁底標高處，然后清孔、下鋼筋籠、下導管、澆筑混凝土。

2.2.7 鋼筋籠的制作和安裝

鋼筋籠內徑大于導管接頭處的外徑為60 mm；鋼筋籠主筋外徑小于沖孔設計直徑100 mm；鋼筋籠的主筋凈保護層 50 mm。鋼筋籠采取汽車吊進行吊裝，吊運時應采取措施防止扭轉、彎曲。

2.2.8 混凝土澆筑

混凝土澆筑必須連續作業，嚴禁中斷。混凝土的坍落度控制在18～22 cm，首批混凝土必須保證封底成功，控制最后一次混凝土的澆筑量，不使樁頂超高或偏低過多，應控制在設計樁頂標高以上約0.5 m，從而確保樁頂混凝土的質量。

2.2.9 拔出可拆解式上節鋼護筒

待澆筑混凝土完成12 h后，先將上節鋼護筒口上的14根φ16 mm、長度13 m的鋼筋割斷，再用50 t履帶吊車及配套液壓振動錘將上節鋼護筒拔出。由于上節鋼護筒可重復利用，故在施工前，上節鋼護筒只需要制作10套，從而避免浪費。

2.2.10 地下防空洞泡沫混凝土填充施工

1）根據防空洞的走向以及支護樁的分布平面位置圖，在防空洞內，利用全站儀進行相應的樁位測放，并確定封堵位置。

2）因防空洞空間較大，故墻體砌筑厚度370 mm，且沿墻長通長壓筋，并與兩側墻體連接牢固，砌筑砂漿采用M10，且在砌筑7 d后進行混凝土澆筑。

3）在支護樁位置，用鉆機成孔至防空洞內，成孔直徑400 mm，放入導管，澆筑發泡混凝土至封堵的人防部分填充飽滿。

4）發泡混凝土分層澆筑，每層澆筑厚度不得大于400 mm，到初凝后澆筑上一層，直至封堵人防內灌滿。

5）發泡混凝土澆筑14 d后，再進行支護樁鉆孔及后續施工。

3 結語

山西省人民醫院在樁基施工中遇到地下有防空洞，通過采用砌筑封堵進行泡沫混凝土填充，有效封堵了防空洞，成功防止了工程樁澆筑時混凝土溢流至防空洞內，使施工作業處于可控狀態。采用鋼護筒跟進穿越的方法進行處理，極大地縮短了施工工期，保證了施工安全及工程節點的順利完成。針對采用常規方式無法有效重復利用鋼護筒的弊端，采用了一系列的改進措施，創造性地提出可拆解式鋼護筒施工方法，使得上節鋼護筒可以拔出后重復利用，大大降低了施工費用。

本文總結出了一套簡單易行、安全有效、成本較低的綠色施工技術，可為以后類似工程的施工提供借鑒。