杭州某基坑PC工法組合鋼管樁關鍵施工技術

段高翔 章國金

(1.中建市政工程有限公司，北京 100161; 2.中國建筑一局(集團)有限公司,北京 100161； 3.杭州創展置業有限公司，浙江 杭州 311215)

0 引言

近幾年PC工法組合鋼管樁已在浙江省取得了成功，如杭州大華飯店行政套房、浙江大學紫金港校區西區文科類組團建設工程等。PC工法組合鋼管樁采用鋼管樁與拉森鋼板樁相結合，具有抗彎能力強、施工靈活、經濟性好、環保等優點。同時拉森鋼板樁可兼作為止水帷幕，節約圍護結構所占用空間的同時，大大加快了施工速度。本文對PC工法組合鋼管樁施工技術做了總結，以期對該類工程提供參考。

1 工程概況

該項目位于杭州市區，北鄰地鐵盾構區間，西臨河道(河深3 m)，東南側為城市交通干道，管線眾多，周邊建筑林立。項目用地面積約20 503 m2，建(構)筑物主要包括2幢57層辦公樓和4層裙房，設3層地下室?；由喜坎捎眠m當放坡，下部北側臨近地鐵處采用地下連續墻圍護結構結合三道混凝土支撐的圍護結構，其余區域采用PC工法組合鋼管樁結合二道混凝土支撐的圍護結構。PC工法組合鋼管樁主要采用直徑630 mm，壁厚為14 mm的螺旋焊管，鋼管采用Q345鋼，拉森Ⅳ鋼板樁，小止口施工。各土層情況詳見表1。

基坑底部標高約為-16.9 m，持力層為②3砂質粉土；拉森鋼板樁底高約為-23 m，持力層為第③1層淤泥質粘土；鋼管樁底標高約為-34 m，持力層為第④層粉質粘土。

本場地的地下水上部為孔隙潛水，測得靜止地下水埋深為0.60 m～2.90 m。⑥2圓礫、⑥3卵石層含一定量承壓水，承壓水位埋深約為9.0 m，處于較封閉狀態和循環較弱的還原環境。

2 基坑圍護設計選型說明

1)放坡開挖是最為經濟的圍護形式，具有施工速度快、土方開挖方便等優點。本基坑四周不具備完全放坡開挖的條件，僅基坑西南角和北側上部放坡。

2)土釘墻、拉錨式排樁墻具有受力合理、變形易控制、經濟性好、挖土空間較大等優點。本基坑周邊環境復雜，開挖深度大，距離用地紅線較近，若采用上述圍護結構，基坑位移較大，影響周邊環境的安全。

3)排樁墻可采用地下連續墻、鉆孔灌注樁排樁墻、SMW工法樁和PC工法組合鋼管樁。地下連續墻整體剛度大，但造價遠高于后三種方法，僅局部采用。

后三種排樁墻比較說明詳見表2。

表2 鉆孔灌注樁、SMW工法樁和PC工法組合鋼管樁比較

綜上所述，采用PC工法組合鋼管樁的擋土結構。

3 PC工法組合鋼管樁關鍵施工技術

3.1 施工工藝流程

PC工法組合鋼管樁施工工藝流程詳見圖1。

3.2 鋼管樁的制作

1)在平整的場地上制作鎖扣鋼管樁加工胎架，先將鋼管對接成設計長度，然后將鎖扣與鋼管定位焊接，最后焊接加勁肋和限位肋。

2)每根鎖扣鋼管樁上的鎖扣要對稱位于鋼管的同一直徑線上,鎖扣方向根據組合形式有同向和反向之分。鋼管接頭應位于開挖面以下1 m,且相鄰兩根鋼管接頭應錯開1 m以上。所有焊縫連續滿焊，焊縫高8 mm。管與管焊接飽滿后應冷卻30 min以上再起吊。鎖扣鋼管樁的對接焊縫按照Ⅱ級焊縫質量標準檢查驗收；其余的焊縫按照Ⅲ級焊縫質量標準作外觀檢查，要求飽滿、無裂紋、不漏水；鎖扣鋼管樁順直、不折、不彎。

3.3 吊運插打

在沿基坑一定距離設置控制測量點，用全站儀測放出支護結構的內輪廓線，根據設計的組合方式定位管樁和板樁的位置。在鎖扣鋼管樁和鋼板樁交替插打過程中，用兩臺經緯儀前方交匯法控制樁體的垂直度。

吊樁。吊機的主鉤吊住鎖扣鋼管樁(或鋼板樁)上口、副鉤吊住下口同時提升使樁懸空，然后主鉤繼續提升直至樁體垂直，最后松脫副鉤。

插打。1)吊機吊運鎖扣鋼管樁(或鋼板樁)至沉樁位置，使其鎖扣與已沉入鋼板樁(或鎖扣鋼管樁)的鎖扣陰陽咬合，并緩慢下放，直至進入土層不沉、自穩為止。2)取下樁頭千斤繩，用吊機主鉤吊振動錘到樁頭，用錘夾夾緊樁壁；啟動振動錘沉樁，必須控制好下沉速度，一般為1 m/min，直至設計深度停止。下沉過程中要同步松放吊機的起重繩，控制錘身與樁身保持垂直狀態。3)鎖扣鋼管樁不能打入到設計深度，可采用樁內射水或吸泥方法輔助下沉。4)當采用挖掘機(帶機械手)的打樁機施工時，吊樁和插打可一次性完成。PC工法組合鋼管樁插打圖詳見圖2。

糾偏。1)第一根鎖扣鋼管樁沉入后的垂直度影響到整個圍護結構其他樁的垂直度，其打入時要緩慢些，打入到設計深度一半時暫停沉樁，檢查樁身的垂直度是否在0.5%L以內，如滿足要求則繼續開啟振動錘沉樁；否則拔出重打。2)其他的樁在鎖扣的共同作用下，一般不會產生較大偏差，只需每插打5根～10根作一次檢查，保證樁身的垂直度在0.5%L以內即可。

3.4 圍護結構(墻)合龍

1)鎖扣鋼管樁和鋼板樁一般由基坑一側分兩頭插打到另一側合龍。

2)圍護結構合龍前，在插打至最后4根～5根樁時，測量缺口的寬度，準確計算出合龍樁的外徑，加工大小合適的鎖扣鋼管樁運至施工現場插打。

3)為保證圍護結構合龍時兩側鎖扣互相平行，避免使用異型樁進行合龍，減小合龍難度，當圍護結構兩端相距10根～15根樁的距離時，每打入一根樁，均須用經緯儀控制其垂直度。若樁身存在偏斜，應逐根糾正，分散偏差，調整合龍。

3.5 壓頂梁施工并安裝內支撐體系

圍護結構(墻)合龍后，開槽并支模澆筑壓頂梁，注意鎖扣和鋼板樁錨入壓頂梁50 mm，以確保壓頂梁底部的防水效果。

3.6 拔除支護樁后樁孔回填

土方回填后，頂部預留50 cm，開始拔樁。先鑿除壓頂梁，后跳拔回收鋼板樁和鋼管樁(先拔相鄰鋼板樁，后回收鋼管樁)。先用打樁機夾住樁頭部振動1 min～2 min，使樁周圍的土松動，產生“液化”，減少土對樁的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔樁時注意樁機的負荷情況，發現上拔困難或拔不上來時，應停止拔樁，先晃動1 min～2 min后再往下錘0.5 m～1 m再往上拔，如此反復可將樁拔出來。拔樁過程中加強監測并及時采用粗砂或灌漿填實圍護樁內的空隙，減小因拔樁造成的土體沉降和變形。

4 結語

該工程結束后，所有鋼板樁和鋼管柱均能拔除，且開挖后無漏水，取得了良好的經濟效益和社會效益。表明了PC工法組合鋼管樁適用于軟土(如淤泥、粉砂土)地層，施工速度快，施工周期短，止水效果好，構件可回收，是切實可行施工工藝，值得推廣。