昝思明

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

隨著我國基礎(chǔ)工程建設(shè)不斷發(fā)展，越來越多的項(xiàng)目(公、鐵路)面臨著臨近既有建筑物的工程難題，尤其在軟土地區(qū)，新建構(gòu)筑物為滿足承載力與工后沉降控制的要求，往往需要進(jìn)行地基處理，其中管樁是常用的一種復(fù)合地基加固方法。

預(yù)應(yīng)力管樁具有單樁承載力高、質(zhì)量穩(wěn)定、施工快捷等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于地基處理中。但預(yù)應(yīng)力管樁是一種典型的擠土樁，沉樁過程中對周圍土體擾動(dòng)十分明顯，特別是在飽和軟土地區(qū)，振動(dòng)沉樁過程對周邊環(huán)境和工程質(zhì)量影響較大，直接威脅到既有建筑物的穩(wěn)定安全，因此有必要研究一種技術(shù)，以盡量消除此類擠土樁施工過程中對臨近建筑物的影響。

1 臨近建筑物管樁技術(shù)特點(diǎn)

一般預(yù)應(yīng)力管樁施工流程主要包括定位、插樁、沉樁、復(fù)壓、移位等步驟，如圖1所示。其中插樁主要有振動(dòng)打樁與靜壓兩種工藝。

圖1 預(yù)應(yīng)力管樁施工流程

a）在臨近建筑物一側(cè)設(shè)置應(yīng)力釋放孔，對管樁施工的擠土效應(yīng)進(jìn)行有效釋放，阻斷土體壓力向臨近建筑物傳遞；b）采用靜壓施工，無振動(dòng)力、無施工噪聲，適用于城市居民區(qū)附近施工管樁；c）調(diào)整管樁施工順序，可預(yù)先形成裙樁帷幕，有效抑制擠土效應(yīng)[1]。

該方法不但適用于公路軟土地基管樁施工情況，在鐵路以及其他房建領(lǐng)域也可以推廣使用。

2 臨近建筑物管樁施工工藝

2.1 操作流程

施工管樁前，應(yīng)先設(shè)置應(yīng)力釋放孔，可采用小型鉆孔機(jī)械鉆孔取土，直徑30～50 cm，布設(shè)在離建筑物最近的管樁外2 m左右，平行于建筑物布置，建議應(yīng)力釋放孔孔深為樁長的一半，取土成孔后用碎石及時(shí)填充。該孔的形成使得管樁施工產(chǎn)生的超孔隙水壓力有了消散的排水通道。應(yīng)力釋放孔完成后再采用靜壓施工管樁，其流程與一般管樁施工類似，但注意裙樁施工過程中成樁的順序，應(yīng)首先施工臨近建筑物一側(cè)的樁，并采用跳打方式，如圖2所示，

圖2 成樁順序

本文提出的施工技術(shù)針對一般預(yù)應(yīng)力管樁對臨近建筑物的振動(dòng)擠土擾動(dòng)，主要具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：這樣可使臨近建筑物一側(cè)首先形成群樁圍幕，抑制既有線一側(cè)的擠土效應(yīng)，并為超孔隙水壓力提供充足的消散空間[2]。

2.2 操作要點(diǎn)

應(yīng)力釋放孔是超孔隙水壓力消散的排水通道，因此在施工過程中應(yīng)保證其有充分應(yīng)力釋放時(shí)間，即第一排管樁成樁后條件允許情況下靜置24 h，再施工第二排，以此類推，逐排施工[3]。

2.3 施工原則

2.3.1 作業(yè)時(shí)間控制

為滿足臨近建筑物變形觀測和超孔隙水壓力的消散有充足的時(shí)間，管樁施工作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格規(guī)定每天工作時(shí)間，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備管理單位、現(xiàn)場監(jiān)測人員及施工單位觀測人員全部到崗才能施工的要求，其他時(shí)間嚴(yán)禁施工。根據(jù)制定的每日作業(yè)計(jì)劃，嚴(yán)格控制壓樁速度，保證土體固結(jié)及超孔隙水壓力的充分消散時(shí)間。建議每天壓樁總延米數(shù)不超過500 m。

2.3.2 跳樁施打

先施工靠近建筑物一側(cè)的一排樁，采取跳打，即先施工1、3、5、…，觀測建筑物無變化后再施工2、4、6、…。依此方法施工第二排樁、第三排樁[4]。

2.4 施工流程

2.4.1 施工準(zhǔn)備

首先須對壓樁隊(duì)伍的資質(zhì)材料進(jìn)行審查與管理，確保施工隊(duì)的技術(shù)力量及壓樁水平；審查施工安排、施工壓樁路線、施工進(jìn)度計(jì)劃，評價(jià)其可行性；并要求技術(shù)人員，包括施工技術(shù)員、焊工、記錄員、開機(jī)員等都具有相應(yīng)技術(shù)資格證。

2.4.2 樁機(jī)選擇

必須根據(jù)工程的地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)的單樁承載力要求，準(zhǔn)確地選擇壓樁機(jī)。如果壓樁機(jī)噸位過小，可能出現(xiàn)樁壓不下的情況；如果壓樁機(jī)噸位過大，易發(fā)生陷機(jī)情況。所以應(yīng)該會(huì)同各有關(guān)部門合理地選擇樁機(jī)，盡量采用超載施工。樁機(jī)壓樁力應(yīng)不小于單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值1.2倍。

2.4.3 放線與定位

放線是否準(zhǔn)確直接影響建筑物的位置是否符合要求，樁位是否準(zhǔn)確直接影響著工程結(jié)構(gòu)，因此必須重視這兩個(gè)工序。技術(shù)人員應(yīng)對已定好的軸線位進(jìn)行復(fù)核，及時(shí)糾正偏差。

2.4.4 樁體質(zhì)量檢查

按照管樁有關(guān)規(guī)范對于樁尖的構(gòu)造要求和設(shè)計(jì)圖紙要求，對到場的樁尖進(jìn)行測量，不滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的需更換；測量管樁的外徑、壁厚、樁身、長度、樁身彎曲度等有關(guān)尺寸，特別是管壁厚度，由于靜壓法施工中的夾持力較大，壁厚不夠很容易把樁夾碎。同時(shí)應(yīng)對樁身外觀質(zhì)量進(jìn)行查驗(yàn)，看是否粘皮麻面、內(nèi)外表面是否露筋、表面是否有裂縫、斷頭脫頭、樁套箍是否凹陷、混凝土是否坍落等情況。

2.4.5 樁機(jī)對中

樁機(jī)就位前對施工作業(yè)面進(jìn)行地基承載力檢測，不滿足承載力要求的進(jìn)行換填處理，要求地基承載力不小于150 kPa。

2.4.6 調(diào)整垂直度

樁機(jī)就位后根據(jù)儀器調(diào)平機(jī)臺，同時(shí)在樁機(jī)正面和側(cè)面架設(shè)吊錘觀測，監(jiān)控下樁垂直度，要求樁身垂直度偏差不大于1/100。

2.4.7 吊樁

管節(jié)吊運(yùn)采用二端鉤吊法或二點(diǎn)法。管節(jié)豎起采用一點(diǎn)吊法，吊點(diǎn)位置偏差不超過20 cm。采用鋼絲繩捆扣法，注意防滑和便于接樁。

2.4.8 插樁

將樁起吊納入龍門庭，并將樁身標(biāo)有尺寸的一面向外。插樁后使樁固定，檢查樁帽和樁中心是否一致，并檢查樁位有無移動(dòng)及樁垂直度是否符合規(guī)定，樁位允許偏差不超過2 cm，插樁的傾斜度不超過1/400。

2.4.9 壓樁

利用樁機(jī)的重量由液壓系統(tǒng)將管樁垂直壓入土中，采用經(jīng)緯儀雙向控制管樁的垂直度。初壓時(shí)若下沉量較大，宜采取輕壓，隨沉樁加深，減慢沉速，壓力逐漸增加。壓樁過程要使壓桿、樁帽、樁身保持在同一軸線。若出現(xiàn)樁較難下沉情況，要檢查樁架導(dǎo)桿有無傾斜偏心，樁身是否垂直。為保證壓樁垂直度，插樁入土50～80 cm后進(jìn)行一次垂直度調(diào)校。采用經(jīng)緯儀進(jìn)行監(jiān)控導(dǎo)架保持垂直，通過樁機(jī)導(dǎo)架調(diào)整垂直度不大于0.5%，滿足要求繼續(xù)沉樁。

2.4.10 送樁

用鋼板制作送樁器確保將管樁壓到設(shè)計(jì)標(biāo)高。操作時(shí)先吊起送樁器，送樁器下端面緊挨管樁上端面，中心線對齊，垂直度滿足要求后加壓，直到送樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

2.4.11 接樁

為便于操作接樁施工，接樁面應(yīng)距地面1 m左右。管樁拼接采用二氧化碳保護(hù)焊端板焊接，該方法效率高、無焊渣，能夠保證焊接質(zhì)量。結(jié)合面之間間隙不得大于2 mm，接樁后降溫8 min后再施打，嚴(yán)禁用水冷卻焊縫或焊后即打[5]。

3 工程應(yīng)用效果

某高速公路施工第I段位于我國東南沿海深厚軟土地區(qū)，該建設(shè)項(xiàng)目周邊多既有構(gòu)筑物（民居、公鐵路等），設(shè)計(jì)采用管樁加固：樁長為15～20 m，樁間距2.2～2.4 m，最內(nèi)側(cè)一排管樁與最近建筑物僅10.5 m；預(yù)應(yīng)力管樁為PC-A500型，混凝土強(qiáng)度等級C60，樁徑50 cm，壁厚10 cm。為確保臨近建筑物安全，設(shè)置位移邊樁用于觀測周邊土體側(cè)向位移。工程建設(shè)采用本文施工工藝，整個(gè)管樁施工期間測試得到水平位移曲線如圖3所示，邊樁累積水平位移不足1 cm，臨近建筑物未出現(xiàn)安全質(zhì)量問題，說明該技術(shù)有效消除了管樁施工的擠土效應(yīng),確保臨近建筑物的安全[6]。

圖3 邊樁水平位移測試曲線

4 結(jié)語

高速公路建設(shè)項(xiàng)目越來越多地面臨臨近既有建筑物的工程問題，尤其進(jìn)行地基處理時(shí)，如何保證既有建筑物基礎(chǔ)不受影響成為技術(shù)難題，本文總結(jié)提出的臨近建筑物預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)以應(yīng)力釋放孔、靜壓、跳打成樁等為主要特點(diǎn)，工程實(shí)踐表明，該技術(shù)有效地消除了管樁施工作業(yè)過程中產(chǎn)生的擠土效應(yīng)以及振動(dòng)擾動(dòng)、噪聲污染，可以為今后類似工程提供參考。