陳英杰

摘 要：型鋼微型樁是在微型樁和水泥灌注樁與鋼板樁的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的新型樁基施工樁。本文主要就型鋼微型樁施工工藝流程和質(zhì)量控制要點進行研究，為型鋼微型樁施工提供參考。

關(guān)鍵詞：型鋼微型樁；施工工藝；質(zhì)量控制

Abstract： Type steel mini pile is kind of new pile foundation construction pile， which is developed from mini pile and cement cast-in-place pile and steel sheet pile. This paper detailed discusses type steel mini pile construction technological process and key points of quality control， which offers a reference for type steel mini pile construction.

Key words： type steel mini pile； technological process； quality control

CLC Number： TU473.1 Document code： B

1 前言

型鋼微型樁是在微型樁和水泥灌注樁與鋼板樁的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，是一種新型的樁基類施工工藝樁體。型鋼微型樁采用普通地質(zhì)鉆機先鉆孔至持力層一定深度，然后放置型鋼與注漿管至樁孔底部，進行一次注漿，再在樁孔內(nèi)填充碎石骨料，最后在型鋼底部進行二次壓力灌注水泥漿，使水泥漿充盈于樁孔內(nèi)，以形成水泥型鋼微型樁體。

型鋼微型樁相比直徑過大的混凝土灌注樁更體現(xiàn)經(jīng)濟價值，具有承載力較高、施工場地狹小、對土層適應(yīng)性強、布置形式靈活、對周邊地形環(huán)境破壞程度小，施工噪聲小等特點。主要應(yīng)用于地下管網(wǎng)密集，電力、燃?xì)夤芫€繁雜等復(fù)雜地形條件下的基坑支護、舊房加固與改造、古建加固糾偏、防洪堤壩加固、邊坡加固等工程中。

2 關(guān)鍵技術(shù)形成機理

型鋼微型樁系通過普通地質(zhì)鉆機在地基中先成孔，再在孔中下入設(shè)計所要求的型鋼和注漿用的注漿管，經(jīng)一次注漿清孔后在孔中投入一定規(guī)格的石料，再用水泥漿液替代出樁孔中的水進行二次壓力注漿所形成的同徑或異徑的樁。

由于型鋼微型樁樁體的變形模量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樁間土的變形模量，這樣當(dāng)水泥土型鋼微型樁與周圍土體共同承擔(dān)上部基底應(yīng)力時，基底應(yīng)力會向水泥土型鋼微型樁樁體集中，靜載荷試驗資料表明，僅占承壓板面積約10%的微型樁承擔(dān)了總荷載的50%～60%，而占承壓板面積約90%的樁間土僅承擔(dān)了總荷載的40%～50%。因此，型鋼微型樁降低了基底下一定深度范圍內(nèi)土層中的附加應(yīng)力，從而也就減小了持力層內(nèi)可能產(chǎn)生的大量壓縮變形。此外，水泥土型鋼微型樁對樁間土也能起側(cè)向約束作用，限制樁間土的側(cè)向位移。對于一定的基底應(yīng)力而言，水泥土型鋼微型樁承擔(dān)的基底應(yīng)力份額大了，其樁間土所承擔(dān)的基底應(yīng)力份額自然減小。這樣一來，地基土的承載力也隨之得以提高了。

3 技術(shù)特點

型鋼微型樁采用壓力注漿，樁與樁周土能夠緊密結(jié)合，樁端下虛土及持力層被膠結(jié)加固，壓力注漿能夠明顯提高樁周土的力學(xué)性能、增加單樁承載力。相比傳統(tǒng)灌注樁，主要突出特點有：

（1）所需施工場地較小，一般平面尺寸為0.6m×1.8m，凈空高度為2.1～2.7m即可施工；

（2）施工時噪音和振動小，施工也較方便；

（3）壓力注漿使微型樁與地基土緊密結(jié)合，樁和墻身連接成一體；

（4）施工時樁孔孔徑小，因而對基礎(chǔ)和地基土幾乎都不產(chǎn)生附加應(yīng)力，施工時對原有基礎(chǔ)影響?。灰膊桓蓴_建筑物的正常使用；

（5）能穿透各種障礙物，適用于各種不同的土質(zhì)條件；

（6）樁和樁間土通過褥墊層形成復(fù)合地基。

鑒于以上特點，型鋼微型樁能夠較好的適用于軟土地區(qū)，并適用于各種不同的土質(zhì)條件，能夠廣泛應(yīng)用于基坑支護、舊房加固與改造、古建加固糾偏、防洪堤壩加固、邊坡加固等工程。

4 工藝原理

4.1 型鋼微型樁的形成

型鋼微型樁質(zhì)通過一定的方法或手段在地基中先成孔，再在孔中下入設(shè)計所要求的型鋼和注漿用的注漿管，經(jīng)初次注漿后，在孔中投入一定規(guī)格的石料或細(xì)石砼，再用水泥漿液替代出孔中的水進行壓力注漿所形成的直徑Φ為90～300 mm 的同徑或異徑的樁。

4.2 靜力壓漿成樁

型鋼微型樁的施工工藝，在最后成樁前要進行靜力壓漿，并進行穩(wěn)壓工作，這樣原來樁壁與周圍土層接觸不好的地方就會被強行壓入的水泥漿強制充填，從而使樁側(cè)與樁周土體接觸良好。同時在水泥漿的水解、水化作用，粘土顆粒與水泥水化物的作用、碳酸化作用下，更增強了注漿微型樁與其樁周土之間膠結(jié)力，從而提高了注漿微型樁樁周土的摩阻力。

通過靜力壓漿后，大部分漿液會被壓入到樁間土體的孔隙中去，在一定的壓力下，漿液會沿阻力最小的方向流動，并充填于樁間土體中的空隙中，使密度增大，地基土的承載力提高。這對于人工填土和砂性土尤為明顯。根據(jù)我們對已有工程的實踐資料分析后認(rèn)為，經(jīng)注漿微型樁處理后的地基樁間土的強度一般會提高10%～30%。

5 施工流程及操作要點

5.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備——鉆機就位——成孔——型鋼、注漿管制作安裝——水泥漿制備——初次注漿——填灌碎石——二次注漿成樁——拔注漿管、位移。

5.2 施工操作要點

根據(jù)樁基技術(shù)規(guī)范1，施工過程具體控制以下幾點：

5.2.1 材料與機械設(shè)備準(zhǔn)備

檢查鉆機與注漿的各種施工機械及其配套設(shè)備，重點檢查鉆機是否能夠正常工作，鉆桿是否齊全，鉆頭的尺寸是否符合設(shè)計要求，注漿泵是否工作正常，流量計、壓力表是否顯示正常。備齊水泥、砂、石以及型鋼等材料，作好施工前的準(zhǔn)備工作。鉆孔準(zhǔn)備工作主要有測量放樣、整理場地、布設(shè)便道、制作埋設(shè)護筒、設(shè)置泥漿池和供水池等。護筒埋設(shè)用挖埋法，其頂面高出地面10cm，防止鉆具碰壓壞孔口。

5.2.2 編制施工方案

開工前，編制專項施工方案并報總監(jiān)理工程師等相關(guān)部門的審批，待修改完善審批后予以實施。

5.2.3 測量放線

根據(jù)方案確定的樁位線，用小木樁或其它明顯材料測放標(biāo)明具體的樁點，并編號作為施工記錄的原始資料。

定位和校正垂直度：樁位偏差應(yīng)控制在20mm以內(nèi)，直樁的垂直度偏差應(yīng)不超過1%，斜樁的傾斜度應(yīng)按照設(shè)計要求作相應(yīng)的調(diào)整。

5.2.4 成孔

采用地址鉆機成孔。鉆孔時可采用泥漿護壁或清水護壁，下套管成孔。

鉆孔到設(shè)計標(biāo)高后清孔，直至孔口泛水為止；鉆機經(jīng)改造后，樁孔距建筑物墻（樁）邊最近可為350mm，必要時也可采用斜孔。

5.2.5 吊放型鋼

分步吊放型鋼，按照設(shè)計要求固定型鋼，避免施工擾動移位。施工時應(yīng)盡量縮短吊放和焊接時間。

5.2.6 初次注漿

清孔至孔口冒出的水中不含泥砂時（注漿前不能中止清孔），方可開始注漿。初次注漿時注漿泵正常工作壓力控制在0.3MPa左右。注漿時，注漿液應(yīng)均勻上冒，直至灌滿，孔口冒出濃漿，壓漿才告結(jié)束；注漿完畢，立即拔初次注漿管，每拔2m補注1次，直至拔出為止。注漿應(yīng)連續(xù)進行，不得中斷，如發(fā)生堵管，應(yīng)及時采取適當(dāng)處理措施。

5.2.7 填灌碎石

碎石用水沖洗后，計算填放，填入量應(yīng)不小于計算體積的（0.8-0.9）倍，碎石粒徑一般為10-25mm。在填灌過程中應(yīng)始終用注漿管注水清孔。

5.2.8 二次注漿

宜采用能兼注水泥漿和砂漿的注漿泵，工作壓力應(yīng)不小于1.5Mpa，二次注漿。注漿時應(yīng)控制壓力，使?jié){液均勻上冒，直至翻出孔口為止。

施工時應(yīng)防止出現(xiàn)穿孔和漿液沿砂層大量流失的現(xiàn)象，微型樁的額定注漿量應(yīng)不超過按樁身體積計算的三倍，當(dāng)注漿量達到額定注漿量是應(yīng)停止注漿?？刹捎锰资┕ぁ㈤g歇施工和增加速凝劑摻量等措施來防止上述現(xiàn)象。

5.2.9 拔注漿管、位移

拔管后按質(zhì)檢要求在頂部取砼制成試塊，然后填補樁頂砼至設(shè)計標(biāo)高。

6 質(zhì)量控制

根據(jù)地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范2，施工質(zhì)量控制主要以下幾點。

6.1 成孔要求

成孔前為保證樁的垂直度，需用水準(zhǔn)儀前后、左右調(diào)整好鉆機的平整度，為控制樁位偏差，成空前先選用儀器精確定出樁位，每隔樁位用竹簽綁上紅塑料袋做好標(biāo)記打入地下進行定位，開鉆時鉆頭中心對準(zhǔn)竹簽頭中心方可開鉆。為保證樁徑開鉆前需測量鉆頭此存，發(fā)現(xiàn)直徑不夠時立即更換或補焊鉆頭，直到達到要求方可開鉆，鉆機每進尺累計達到100m之后測量鉆頭一次。成孔深度達到設(shè)計標(biāo)高后應(yīng)用鉆機自帶水泵進行循環(huán)清孔，直到反出泥漿不含有泥砂為止。并做好相應(yīng)的施工記錄。

6.2 水泥漿漿液配置要求

水泥漿嚴(yán)格按照0.5：1的比例配置，配置時水泥以每袋50公斤計算，水的用量在水箱內(nèi)畫上刻度線，水泥漿在攪拌桶內(nèi)至少攪拌3分鐘才可已放入二級攪拌池，二級攪拌池邊攪拌邊注漿，以確保攪拌均勻。如果因設(shè)備出故障或其他原因致使?jié){液攪拌時間超過1.0小時，為了不影響樁身質(zhì)量應(yīng)將漿液廢棄。

6.3 施工檢查

施工過程中對每個施工班組及時進行檢查，檢查重點是樁長、水灰比、水泥用量等。樁長可直接量鉆桿或鋼筋籠長度；水灰比可直接用比重計現(xiàn)場檢測；每完成10根樁以后要及時核實水泥實際用量，如果以上項目不符合設(shè)計要求應(yīng)及時調(diào)整，并對已施工的樁進行補漿。

6.4 確保樁身的質(zhì)量措施

（1）骨料采用粒徑15～30mm的碎石料，碎石應(yīng)堅硬.潔凈，含泥量應(yīng)<2%；

（2）確保注漿管的孔內(nèi)深度，注漿管下端管口距離鉆孔底部不大于200mm；

（3）可采用跳孔施工.間歇施工或增加速凝劑等措施來防止出現(xiàn)穿孔和漿液沿砂層大量流失的現(xiàn)象。

7 型鋼微型樁工程應(yīng)用實例

7.1 工程概況

某易澇點整治項目，項目所在地位于環(huán)觀南路與大和路交界處，周圍交通干道發(fā)達，交通條件便利，地下管線錯綜復(fù)雜，交通疏解難度較大。易澇路段長約300m，環(huán)觀南路東西走向，大和路南北走向，交匯處地勢較低，地面高程約為43.20m，四側(cè)地勢高，水流匯至交匯處，東北側(cè)匯水較大。地勢低洼，環(huán)觀南路兩側(cè)排水涵尺寸不夠，道路四面匯水未能全部收集進現(xiàn)狀雨水系統(tǒng)，沿著道路坡面匯聚該處導(dǎo)致。

7.2 工程布置

沿著環(huán)觀南路北側(cè)現(xiàn)有排水渠新建1.5mx（0.6～2.6）雨水涵468m，拆除現(xiàn)狀漿砌石排水（1.8mx0.6m）長468m，磚砌平箅式雙箅雨水口10m布置一個，共46個。主要建筑物包括排水涵、雨水口和排水管。

7.3 地基處理

根據(jù)地質(zhì)鉆孔揭露，工程處地面以下層厚為0.70～2.40m，平均1.65m，為素填土層；其下層厚為1.20～2.10m，平均1.85m，層頂標(biāo)高為41.12～47.39m，平均43.64m，為含有機質(zhì)粘土；層厚為3.80～4.40m，平均4.18m，層頂標(biāo)高為39.02～45.59m，平均41.79m，為中粗砂層。本設(shè)計基坑平均深度為1.85m，基坑底高程40.62～51.59m；基坑兩側(cè)采用微型樁樁徑200、間距300，進行支護。

7.4 微型樁設(shè)計與施工

雨水暗涵基坑兩側(cè)采用微型樁樁徑φ200、間距300，進行永久性支護，樁內(nèi)埋設(shè)[10槽鋼，灌漿水灰比不大于0.35，塌落度控制在180～220之間，灌漿導(dǎo)管采用內(nèi)徑30，管底口采用黑膠布封住，隨槽鋼一直放入孔中。在孔中拋入清洗干凈的小石子，粒徑15～30，灌水泥漿成樁。微型樁砼等級為C25，加早強劑。

整個施工過程按照上述型鋼微型樁施工流程及質(zhì)量控制要求進行，施工過程順利（見圖1）。

（1）鉆孔機就位 （2）鉆孔

（3）細(xì)石填充 （4）加壓注漿

圖1 型鋼微型樁施工

7.5 技術(shù)應(yīng)用情況及效果

本易澇點整治項目工程開工至今，整個基坑支護一直處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，目前工程主體結(jié)構(gòu)已施工完畢?；邮┕て陂g連降大雨，本工程的基坑經(jīng)歷了最嚴(yán)峻的考驗，在本次基坑支護的微型樁地段，沒有出現(xiàn)任何不良狀況，充分保證了周邊建筑物的結(jié)構(gòu)安全，同時也保證了整個工程的順利進行，獲得了相關(guān)部門的高度肯定，創(chuàng)造了很好的社會效益和經(jīng)濟效益。

8 結(jié)論與展望

型鋼微型樁相比傳統(tǒng)混凝土灌注樁更具廣闊前景，特別是對地理條件復(fù)雜的工程，微型樁基礎(chǔ)施工機械輕便、施工便利的特點將更具優(yōu)勢，因此在復(fù)雜環(huán)境中具有較大的應(yīng)用前景。作為大型基礎(chǔ)性建設(shè)項目，微型樁的施工質(zhì)量接影響到工程整體的施工質(zhì)量，必須嚴(yán)格按照施工規(guī)范進行施工，保證其施工質(zhì)量水平，從而提升工程整體質(zhì)量。

參考文獻：

[1] JGJ 94-2008. 建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB 50202-2002. 建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].