原狀取土壓灌混凝土樁在工程中的應用

張 磊

(上海強勁地基工程股份有限公司，上海 200233)

原狀取土壓灌混凝土樁在工程中的應用

張 磊

(上海強勁地基工程股份有限公司，上海 200233)

介紹了原狀取土壓灌混凝土樁的原理及優點，結合上海綠洲雅賓利花園基坑圍護工程項目，對工程采用的原狀取土壓灌混凝土樁施工工藝流程及要點進行了闡述，指出該工法在施工質量、效率、節能降耗和環境保護方面取得了良好的成效。

原狀取土壓灌混凝土樁，施工工藝，成樁效果

0 引言

隨著我國城鎮化、地下空間開發速度不斷加快，社會各界對鉆孔灌注樁的技術要求越來越高。針對上海及軟土地區廣泛使用的泥漿護壁鉆孔灌注水下混凝土樁(簡稱“鉆孔灌注樁”)技術所存在的缺陷以及其難以滿足綠色施工和節能減排的要求，開展原狀取土壓灌混凝土樁技術的研究是很有必要的。

1 原狀取土壓灌混凝土樁

1.1 原狀取土壓灌混凝土樁的原理

原狀取土壓灌混凝土樁技術，是一種新型鋼筋混凝土灌注樁技術。該技術繼承了長螺旋鉆孔壓灌樁的優點，先采用螺旋鉆具鉆至樁底，將螺旋鉆具埋入擬成樁的樁孔中，然后通過鉆具中空管道將流態混凝土由孔底連續壓注至孔口，形成素混凝土樁，同時利用螺旋葉片的垂直輸送作用，將樁孔中的土體原狀取出，清除樁頂余土和浮漿后，將整根鋼筋籠插入素混凝土樁體中，并對孔內混凝土進行振搗，形成樁側無泥皮的鋼筋混凝土灌注樁。

1.2 原狀取土壓灌混凝土樁的優點

1)無污漿排放，置換土原狀取出、不產生污染。

2)樁側無泥皮，樁體與土體直接且緊密接觸，樁側摩阻力提高30%以上。

3)無縮徑、塌孔，樁底無沉渣。

4)樁體混凝土密實，壓力灌注混凝土加振搗，提高了混凝土強度，與土體接觸更緊密。

5)樁垂直度、鋼筋籠定位等施工精度大幅提高。

6)機械自動化程度高、施工現場干凈文明，減少了工人的勞動強度。

7)與傳統回轉式泥漿護壁鉆孔灌注樁相比，成樁速度提高6倍～8倍，降低施工成本10%～20%，提高了成樁質量，消除了泥漿處理費用，節電60%，節水100%。

2 工程實例

2.1 工程概況

本基坑開挖面積48 200 m2，基坑開挖深度5.95 m～9.35 m，局部落深2.15 m～3.4 m，基坑圍護開挖面積超大，開挖深度深，施工影響范圍廣。本工程周邊環境較為復雜，基坑距離道路及地下管線較近，對基坑開挖引起的變形較敏感。

2.2 工程地質條件

擬建場區屬濱海平原沉積類型，場地位于上海市區火車站附近，周邊以企事業單位和住宅為主。場地地勢較為平坦，地面標高(吳淞高程)在2.89 m～3.54 m之間。地貌形態單一，屬濱海平原地貌類型。

根據勘察報告，影響本工程施工的不良地質情況為:1)障礙物、厚填土：局部有水泥地坪，碎磚等建筑垃圾。2)管涌與流砂：開挖面土層為第②3層粘質粉土層，易產生流砂和管涌。3)軟弱土層：基坑開挖面層以下④1層淤泥質粘土層，是上海地區較為軟弱的土層，在基坑開挖的過程中，容易引起較大變形。

2.3 基坑圍護形式

基坑圍護形式總體上采用灌注樁+斜拋撐的圍護形式。考慮到本基坑周邊環境較為復雜，地層主要是淤泥質地層，對圍護樁的成樁質量要求較高，原設計采用泥漿護壁鉆孔灌注樁進行圍護樁施工，但在施工過程中成樁質量離散性較大且施工進度較慢，后采用原狀取土壓灌混凝土樁進行圍護樁施工。樁截面尺寸：φ800 mm，樁長度：15 m，樁端入土層：主要在④-1淤泥質土層。

2.4 原狀取土壓灌混凝土樁施工流程及要點

1)原狀取土壓灌混凝土樁施工流程。通過分析施工條件，結合工程設計要求，在本區段的一般區域中采用原狀取土壓灌混凝土樁的成樁工藝。

2)施工順序。本區段總體施工順序：采取施工一根跳兩根樁位的間隔從一側向另一側依次施工；當距第一根樁施工時間大于48 h后，可折返至臨近第一根樁的位置施工，仍跳兩根樁位施工下一根樁，以此類推，直至施工結束。

3)測量放線。a.為了測量成果的準確性，擬選用全站儀，根據建筑物軸線和具體樁位進行定點放線，并做好標記。樁位測量誤差不大于10 mm。b.樁位定點經復查無誤后，由人工配合挖機挖出雜土，進行護筒埋設。c.施工時應保證樁徑偏差不大于50 mm，垂直度偏差不大于1/200，樁位允許偏差不大于D/12 mm(D指施工樁徑)。

4)護筒埋設。根據測量技術要求，以樁位中心點為圓心挖出比設計樁徑大300 mm的圓坑，清除建筑垃圾和石塊，采用十字中心吊錘法將鋼制護筒(護筒直徑為D+200 mm，D為施工樁徑)垂直固定于樁位處進行校正，達到要求后，方可埋設。

5)樁機安裝就位。a.樁機就位前應對作業區域地基進行處理，要求處理后的地基承載力達到160 kN/m2，若達不到需用路基箱加固，確保地基不發生不均勻沉降。b.鉆機就位前對樁位進行復測，施工時鉆頭對準樁位點，穩固鉆機，確保鉆機在施工中平正，鉆桿下端距地面10 cm～20 cm，對準樁位，壓入土中，使樁中心偏差不大于10 mm。c.樁機就位后，保持樁機平穩，調整轉塔垂直，鉆桿的連接應牢固。d.保證鉆桿中心與護筒中心在同一鉛垂線上。e.鉆機啟動前應將鉆機鉆頭內的土塊、殘留的混凝土等清理干凈。f.施工前對各連接部位進行檢查。

2.5 施工情況及分析比較

該工程于2013年2月開工，2014年6月基坑開挖完畢。圍護樁質量較好，基坑變形得到有效控制，無安全事故發生，得到了各方好評。

施工完成的灌注樁型中泥漿護壁鉆孔灌注樁的樁徑變化較大，部分樁身有縮徑，樁身質量不一致；原狀取土壓灌混凝土樁的樁徑基本保持一致，樁身混凝土平整，樁身質量可靠度高。

主要指標對比分析：

1)泥漿護壁鉆孔灌注樁。取土方式及出土量：形成約為樁體3倍的泥漿排出；施工能耗：用電15度/m3、用水2 t/m3、用油6 L/m3；施工效率：按800 mm直徑樁長30 m計算，每根樁需6 h；混凝土灌注方式：先安放鋼筋籠后灌注混凝土；成樁質量：易發生擴孔、縮徑、夾泥、沉渣，樁身與土體之間存在泥皮。

2)原狀取土壓灌混凝土樁。取土方式及出土量：形成約為樁體0.9倍的原狀土取出；施工能耗：用電5度/m3、用油2 L/m3、不用水；施工效率：按800 mm樁長30 m計算，每根樁需1 h；混凝土灌注方式：先高壓灌注混凝土后振入鋼筋籠；成樁質量：無擴孔、縮徑，無泥皮、樁身直接與土體接觸，樁承載力提高15%。

通過對比可見，原狀取土壓灌混凝土樁技術具有無泥漿排放、節約大量水電、大幅提高工效、成樁質量可靠、降低工程造價等優點。

3 結語

原狀取土壓灌混凝土樁施工機械和創立的施工工藝，克服了淤泥質軟土地區含水量大、淤泥層厚、粉土地層變化大的不利條件，通過現場施工檢驗和比較，原狀取土壓灌混凝土樁施工技術具有施工速度快，成樁質量好，消除了混凝土樁體中夾泥、縮徑和沉渣等現象，通過上下振動使混凝土樁體強度得到提高，鋼筋籠整體插入定位精度高，保護層均勻，尤其重要的是施工過程不產生泥漿，無需護壁泥漿，施工過程無噪聲、粉塵，消除了對環境的污染，可以說原狀取土壓灌混凝土樁技術是一種綠色的灌注樁施工技術。

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[2] 劉國彬，王衛東.基坑工程手冊[M].第2版.北京：中國建筑工業出版社，2009.

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[5] 劉錫陽.長螺旋鉆孔壓灌混凝土成樁方法[J].施工技術，1998(9):35-36.

Application of in-situ soil sampler bored pile in engineering

Zhang Lei

(ShanghaiQiangjinFoundationEngineeringCo.,Ltd,Shanghai200233,China)

The thesis introduces in-situ soil sampler bored pile principles and advantages. Combining with Shanghai lvzhou Yabinli park foundation enclosure engineering project, it describes in-situ soil sampler bored pile construction technology procedures and points, and finally points out that achieves good effect in aspects of efficiency, energy-saving and consumption-reducing and environment protection and other aspects.

in-situ soil sampler bored pile, construction technology, pile-forming effect

1009-6825(2015)16-0057-02

2015-03-29

張 磊(1986- )，男，助理工程師

TU473.14

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