粉砂土夾層預成孔靜壓樁尖改進型管樁施工技術

徐建軍

(寧波建工工程集團有限公司,浙江 寧波 315040)

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粉砂土夾層預成孔靜壓樁尖改進型管樁施工技術

徐建軍

(寧波建工工程集團有限公司,浙江 寧波 315040)

摘要：針對軟土地區沉樁過程中如遇較厚堅硬土層或存在厚度大于2 m的中密以上砂夾層時，不宜采用靜力壓樁且無法采用錘擊法或振動錘沉樁法時，所采用的一項實用、新型建筑施工技術。通過采用改進型樁尖和改善送樁器端板，成功解決了復雜地質條件下，工程樁順利穿透硬土(砂土)夾層，從而使樁尖達到設計標高和設計持力層，獲得了良好的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：砂土夾層；預成孔；管樁；沉樁

1工程概況

寧波市第五醫院由門診醫技樓、住院樓組成，位于寧波市鎮海區莊市鎮，北側臨近中興中學約160 m，南側臨近華通·麗景華府居民區約80 m，西側臨近中興小區居民區約50 m，框架結構，建筑面積71 020 m2。該工程由門診樓、醫技樓、住院樓三區域組成，設半地下室，地上5～8層，基礎設計采用先張法預應力混凝土管樁，管樁混凝土強度等級為C60，工程樁總根數1 100根。根據當地有關法規規定，居民生活區嚴禁采用錘擊沉樁法沉樁，工程經設計院認可，由原錘擊法沉樁改為靜壓法沉樁。預應力混凝土管樁采用PC500A(100)、PC550A(100)、PC600AB(100)，樁長46～50 m。沉樁時以標高控制為主，進入持力層⑦-1或⑦-2層不小于1 m。試樁時，通過③-2層最大壓樁力已達到或超過預應力混凝土管樁樁身混凝土豎向極限承載力，仍未能穿透硬土(砂土)夾層。該場地地下水常年水位變化幅度為1.00 m左右，靜止穩定水位高程約-0.71 m，場地內第③-2層、⑦-1層、⑦-2層及第⑧層物理力學性質較好，試樁以⑦-1層作為樁基持力層。工程地質情況見表1。

表1　各土層參數表

2技術思路

采用一般地質鉆機，在泥漿護壁條件下，慢速鉆進，鉆透③-2層粉土層，預鉆深度約為23 m，通過泥漿排渣成孔，稍做清孔后，即可在此孔位靜壓管樁至設計位置。在特定地質情況下，如硬夾層埋深較淺可不用泥漿護壁，以節約造價。

3工藝流程

施工的工藝流程如下：鉆孔位測量放線→埋置護筒→鉆機就位→鉆孔位復核→鉆孔至設計標高→檢查驗收→移至下一樁位鉆孔→靜壓樁機就位→樁位復核→吊樁插樁→穩樁→壓樁→接樁→送樁→檢查驗收→移樁機至下一個樁位。

4施工特點

把擠土樁改為低擠土樁，大大減少了土的排擠量，減少了沉樁阻力，有效地防止土體隆起和位移，可保證鄰近建筑、地下管線、道路交通的安全，并節約防護或加固費用。預成孔機具設備簡單，采用普通的地質鉆機即可完成鉆孔，鉆機布置靈活，對施工場地適用性強。該施工方法對現場及周邊環境無污染，無振動，噪音小，操作方便，工藝成本較低，勞動強度低。

5主要施工方法

5.1測量放線

測量放線依據設置于場地內的坐標測量控制點為基準，利用經緯儀、測距儀，通過坐標換算成果、轉角、測距、定點放出每枚樁的樁位，每根樁位用50 mm×50 mm×500 mm木樁釘入土層中，并用紅藍鉛筆畫出十字標識。

5.2埋置護筒

鉆機就位前，將樁位周圍塘渣等回填雜物挖除至耕植土面，之后在樁位處埋設鋼護筒，鋼護筒內徑應比預鉆孔徑大100～200 mm，護筒埋設深度不宜小于500 mm，且上口應略高于周圍塘渣面100 mm，同時挖好水源坑、泥漿池等；護筒位置應埋設正確和穩定，護筒中心與鉆孔中心線偏差不大于50 mm，同時進行二次放線定位(測距儀測距精度≤1/14 000，經緯儀測角精度為≤8″)。鋼護筒應在壓樁前，小心仔細地拔除。

5.3鉆機就位

鉆機就位前先平整場地，鋪好枕木，底盤要找平墊實，保證鉆機平穩、牢固，并用水平尺校正，使樁位中心、主鉆動桿、天輪三點在同一鉛垂線上。

5.4成孔

成孔優選采用螺旋鉆孔干作業法[1]，如地質不允許，可采用正循環工藝，鉆孔應采用泥漿護壁，鉆進時應根據土層情況加壓，開始應輕壓力、慢轉速，逐步轉入正常，避免因壓力過大使鉆頭跑偏，同時在地質層變換部位要上下多串鉆。在松軟土層鉆進，應根據泥漿補給情況控制鉆進速度，在硬土層時的鉆進速度應以鉆機不發生跳動為準，以保證鉆孔成孔質量，鉆進時如土質情況良好，可采取清水鉆進，砂土和較厚的砂夾層中泥漿密度應控制在1.1～1.3。鉆機鉆孔深度應穿過③-2層粉土層再加2 m為宜，約為23 m(圖1)，鉆孔孔徑應比樁徑約小100 mm為宜。

圖1　預成孔示意圖

5.5靜壓管樁

1)樁基應保持垂直平穩，樁機應設定位器。

沉樁前用2臺經緯儀進行垂直度雙向糾正后再沉樁。沉樁時應隨時檢查樁身垂直度、沉樁速度等情況，發生異常現象，應及時采取相應解決處理的技術措施。

2)沉樁時打樁機與鉆機應保持一定距離，以避免互相干擾和沉樁時擠壓使鉆孔變形。

3)施工時應做到隨鉆隨沉樁，鉆孔后間歇時間不宜超過24 h。

4)沉樁過程中會出現泥塊、泥漿，隨管樁下沉面而上升，引起管樁內水氣封閉，內壓力驟然上升，產生樁體劈裂，此種情況易出現于沉樁時樁上部 5 m 范圍內。為防止沉樁過程中產生樁體劈裂，在施工中要采取以下4方面技術措施來保證[2]。

①控制沉樁速度，使管樁內壓力基本平衡。

②為了將管樁內水氣、泥漿排出樁外，減小管樁內壓力，防止樁身劈裂，將送樁器端板改造成如圖2所示，留有排氣槽。

圖2　送樁器示意圖

③為避免較大泥塊大量涌入管樁內，并使進入管樁內的泥塊塊徑減小，避免堵塞送樁桿端板上留有的排氣孔，將原設計的開口型樁尖改用閉口型樁尖，并在閉口樁尖上開4Ф80mm孔(圖3)，以達到降低管樁內壓力及壓樁力的目的。

④壓樁前，應抽除孔內部分泥漿。壓樁時出現泥漿應及時抽排。

圖3　閉口型樁尖實景

6質量標準和控制

6.1主要質量控制允許偏差

樁位質量控制允許偏差詳見《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范(GB50202—2002)》[3]，預成孔質量控制允許偏差見表2。

表2　預成孔允許偏差

6.2主要質量控制技術措施

1)編制詳細、合理的施工方案，方案一經審核批準,各項施工均應按方案進行。杜絕現場不按施工方案施工。

2)實行全面質量管理，建立QC小組，由技術員、質檢員對各關鍵工序進行檢查，并做好記錄，有權阻止不合格的質量點進入下道工序，具有質量否決權。

3)按照工序要求，健全崗位目標責任制，全工程實行三級檢查制度，即班組100%自檢，工序交接100%互檢，質檢員100%專檢。

4)工程技術人員要經常深入現場，檢查、掌握方案的實施情況，與現場施工人員一起及時預防和處理出現的問題。

5)認真履行技術交底。技術交底分三級進行，層層落實，互相監督，技術交底的同時交底質量標準，使層層都明確質量要求和質量標準。

6)編制工程質量計劃，嚴格按照各項工程程序、技術規程和工藝標準進行施工。

7)施工前組織全體人員認真學習設計文件、圖紙，學習施工驗收規程和操作規程，嚴格按圖施工，按規章制度操作。

8)施工原始記錄必須認真如實填好，現場資料及時整理，出現問題及時將信息反饋給設計院、監理、業主，以杜絕各種質量事故的隱患。

7效益分析

1)考慮本工程的實際情況，在施工前業主設想將設計樁型改為鉆孔灌注樁，經成本測算，每根樁要多開支3 000元，總計3 000×1 100=3 300 000元，現鉆孔取土只須花50萬元，節約資金280萬元。

2)克服了擠土樁對周圍房屋產生的不利影響，無噪音、無污染，真正做到了不擾民。

3)對所有工程樁進行小應變(樁身完整性檢測)檢測[4]，Ⅰ類樁達到81.8%，Ⅱ類樁為18.2%，無Ⅲ類樁，小應變檢測結果合格，經對3枚樁進行靜載試驗，試驗結果均滿足設計要求。

8結語

在無法采用錘擊法、振動錘沉樁法沉樁及投資控制較嚴和環境要求較高的情況下，采用砂土夾層預成孔靜壓樁尖改進型管樁施工方法值得推廣。本工程使用該施工工法進行管樁施工后，得到了業主及有關部門的肯定，比原先考慮采用鉆孔灌注樁的方案在施工速度上及工程成本上具有較大的優勢，可供相同地質及環境條件下樁基工程施工借鑒。

參 考 文 獻

[1]史佩棟.樁基工程手冊[M].2版.北京：人民交通出版社，2015.

[2]中國建筑科學研究院.JGJ 94—2008建筑樁基技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[3]上海市基礎工程公司.GB 50202—2002建筑地基基礎工程施工質量驗收規范[S].北京：中國計劃出版社，2002

[4]中國建筑科學研究院.JGJ 106—2014建筑基樁檢測技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2014.

收稿日期：2016-01-18

作者簡介：徐建軍(1970—)，男，浙江寧波人，高級工程師，從事建筑工程管理工作。

中圖分類號：TU473.1+3

文獻標志碼：B

文章編號：1008-3707(2016)05-0032-03

Construction Technology of the Silty Sand Layer Pre-FormedHole Static Pressure Pile Tip Improved Tubular Pile

XU Jianjun