勁性復合樁施工技術(shù)簡要分析

李 強

(上海市地礦建設(shè)有限責任公司，上海 200436)

1 工程概況及設(shè)計要求

參考項目位于虹口區(qū)，擬建造多層住宅(4層-6層)和高層住宅(16層-18層)，地表下設(shè)置一層地下室、 西南角局部設(shè)置二層地下室，最深處埋深暫估約10m。 工程樁基采用勁性復合樁，外芯采用水泥土攪拌樁，直徑為φ800mm，內(nèi)芯采用PHC管樁，直徑暫定φ500mm，樁長約17m～42m，孔深約22m～52m。

2 地質(zhì)情況

通過對場地進行勘察發(fā)現(xiàn)，第⑤3層灰色粉質(zhì)黏土，該層靜力觸探Ps平均值為1.46MPa，中等壓縮性，土質(zhì)一般，呈軟塑狀態(tài)，場地內(nèi)遍布。第⑧1層灰色粉質(zhì)黏土，該層靜力觸探Ps平均值為1.75MPa，呈軟塑～可塑狀態(tài)，土質(zhì)一般，中等壓縮性，場地內(nèi)遍布。第⑧2層灰色粉質(zhì)黏土與粉砂互層，該層靜力觸探Ps平均值為3.67MPa，呈可塑狀態(tài)，具體情況如表1。

表1 地基土層、深度、靜探Ps值、狀態(tài)及土層描述一覽表

3 施工分析

勁性復合樁外芯采用水泥土攪拌樁，樁底標高在⑧1砂質(zhì)粉土和⑧2層粉質(zhì)黏土、粉砂互層，深度在55m左右，采用超深單軸攪拌樁機進行施工，該機械設(shè)備不需要重復進行鉆桿的拆卸、安裝，能有效地保證成樁的垂直度，減少攪拌樁施工時間、增加施工效率，且保證施工質(zhì)量[1]。

勁性復合樁內(nèi)芯采用PHC預應力管樁，設(shè)備選擇抱壓式靜壓設(shè)備，該機械設(shè)備能精準地調(diào)整管樁的垂直度及樁位偏差，且噪音小，能夠減小對周邊環(huán)境的影響。

4 施工方法

4.1 施工工藝

本項目勁性復合樁施工工藝可分解為連續(xù)的外芯的單軸攪拌樁施工工藝和內(nèi)芯的預應力靜力壓樁自攻工藝(圖1，勁性復合樁施工示意圖)。

圖1 勁性復合樁施工示意圖

4.2 施工參數(shù)

水泥摻量：20%

下沉速度：0.5m/min～0.8m/min

提升速度：1.0 m/min～1.5m/min

注漿壓力：0.8MPa～1.0MPa

水灰比：1∶5

攪拌樁下沉時噴漿量：總漿量的70%～80%。

4.3 在施工控制要點

4.3.1 場地處理

開工前根據(jù)現(xiàn)場實際情況和勘察報告，對施工區(qū)域地下障礙物進行清除，場地進行整平處理，如果場地承載力不滿足施工設(shè)備作業(yè)要求，需要視現(xiàn)場情況進行換填處理或鋪設(shè)鋼板等措施。

4.3.2 外芯單軸攪拌樁施工

(1)測量放樣 根據(jù)設(shè)計院提供的坐標點，結(jié)合總平圖及樁位平面圖，在施工區(qū)域外側(cè)做控制點，并請設(shè)計院復核，根據(jù)控制點對樁位進行放樣，請監(jiān)理單位復核，復核好的樁位做好標記。

(2)設(shè)備就位 在單軸攪拌樁鉆桿上面做好孔深標尺刻度線，設(shè)備應檢測合格后才能投入使用，設(shè)備就位后確保設(shè)備周正、水平、穩(wěn)固。鉆頭中心位置與設(shè)計樁位的位置偏差不大于20mm。

(3)制備水泥漿 嚴格按照設(shè)計要求的水泥標號、水泥摻量、水灰比、添加劑等進行配置水泥漿，對于配置完成超過2h停滯時間的水泥漿，嚴禁投入使用，必須進行作廢處理。

(4)鉆進成樁 在鉆進前，先試送漿，檢查送漿管路是否漏漿，送漿泵是否工作正常，在鉆進過程中，保證鉆桿在規(guī)范要求內(nèi)以均勻的速度進行下沉和提升，讓破碎的土體與水泥漿充分攪拌，MPa水泥漿的注漿量應該根據(jù)下沉速度和提升速度相匹配，保證攪拌樁的水泥注漿量滿足設(shè)計要求的水泥摻量。鉆頭在攪拌鉆進至設(shè)計攪拌樁的樁底標高后，原位攪拌半分鐘，保證樁底的成樁質(zhì)量。在鉆頭提升攪拌至設(shè)計攪拌樁的樁頂標高時，原位攪拌半分鐘后停止注漿，保證樁頭質(zhì)量。

在攪拌樁施工時不得無故停漿或停機，如因特殊原因，必須停漿或停機，應在開機重新鉆進噴漿前，將攪拌機鉆頭根據(jù)原來的施工走向下沉或提升0.5m后再噴漿攪拌施工，讓新施工的部位與原來施工部位搭接上。若長時間停漿或停機，必須對送漿管及鉆桿等設(shè)備進行清洗，攪拌樁需重新進行攪拌施工。

水泥土攪拌樁注漿完成后，攪拌樁機移至下一孔進行施工，靜壓樁機就位，進行壓樁施工準備工作。

4.3.3 內(nèi)芯PHC管樁施工

(1)測量放樣 根據(jù)控制點重新對樁位進行放樣，并請監(jiān)理單位復核，復核好的樁位做好標記。

(2)設(shè)備就位 在外芯水泥土攪拌樁完成兩小時之內(nèi)進行內(nèi)芯管樁的植樁施工，管樁起吊時采用單點起吊，起吊鋼絲繩綁在管樁一端，在樁長的0.29L處(L為單節(jié)樁長)。將管樁吊起豎直后，將裝在樁機夾樁箱內(nèi)的管樁用夾具夾穩(wěn)并緊，再用兩臺經(jīng)緯儀呈90°角，從側(cè)面和正面同時觀察管樁樁身的垂直度，其精度控制在0.3%以內(nèi)，特別是第一節(jié)樁一定要認真調(diào)整，以保證其垂直導向的作用。之后再對管樁進行樁位調(diào)整，管樁中心位置與設(shè)計樁位的位置偏差不大于20mm。

(3)植樁作業(yè) 在第一節(jié)樁剛開始打沉樁時，速度不能太快，不能超過3m/min，管樁壓入土中約2m后，再用經(jīng)緯儀觀察樁身和樁架是否垂直，樁機平臺是否水平，對管樁進行觀測并校正垂直度；達到要求后再轉(zhuǎn)入正常壓樁。

(4)接樁作業(yè) 單節(jié)PHC管樁采用二氧化碳氣體保護焊工藝進行焊接，并在焊接好的焊縫處刷上防腐劑[2]。

焊接前要確認所用的二氧化碳氣體保護焊配套焊絲的質(zhì)量、名稱、型號、規(guī)格等符合要求，檢查焊接槍處送絲溝槽的磨損情況，以確保焊絲均勻送出。

為方便PHC管樁的焊接接樁施工，壓入土體的下節(jié)樁樁頭應高出地面不小于50cm。在土體的下節(jié)樁樁頭一側(cè)焊接兩塊導向板或在樁頭處設(shè)置導向箍，防止上下節(jié)樁錯位偏差過大。

樁對接前必須將污泥等雜質(zhì)從上下端板上清除，焊接時，應采取分層焊接，保證每一層焊縫的焊接質(zhì)量滿足規(guī)范要求。焊縫不得有任何缺陷，如夾渣、氣孔等，符合規(guī)范和設(shè)計要求。焊好的管樁接頭應在自然條件下進行冷卻處理后，再進行樁的繼續(xù)沉降。圖2現(xiàn)場施工圖。

圖2 現(xiàn)場施工圖

(5)送樁及樁孔的回填 焊接冷卻完成后進行沉樁，最后一節(jié)樁采用送樁桿將管樁送至標高；送樁桿的直徑大小要與工程樁的樁徑大小一致，并且要有足夠的強度與剛度。送樁器上標示出送樁深度刻度線，以便準確控制管樁的樁頂標高。

5 結(jié) 語

在本項目所在的軟土地區(qū)適合采用的勁性復合樁施工技術(shù)。勁性復合樁外芯樁體垂直度設(shè)計要求不小于1/300，內(nèi)芯管樁垂直度不小于1/200。為了能夠施工至樁底標高，保證內(nèi)外芯垂直度達到設(shè)計要求，本項目采取下列措施：①對場地進行整平壓實處理，并鋪設(shè)不小于2mm厚的鋼板，避免樁機在施工過程中因地面沉降傾斜，影響外芯攪拌樁和內(nèi)芯管樁垂直度。②外芯采用JB180步履式超深攪拌樁樁機，并結(jié)合2臺經(jīng)緯儀在設(shè)備周邊輔助測量來保證樁機鉆桿垂直度，確保實際成樁的垂直度控制在1/300以內(nèi)。內(nèi)芯采用800t及以上的靜壓樁機，確保設(shè)備壓樁力滿足要求。③攪拌樁動力頭留有富余量，采用高強度錐型鑲齒螺旋鉆頭。確保在進入⑧1砂質(zhì)粉土～⑧2層粉質(zhì)黏土粉砂互層中動力頭有富余動力，鉆頭刀齒鋒利耐磨，滿足施工需要。