曾昭武 宋鵬飛 王 竺 張 胥 白小兵

中建五局土木工程有限公司

1 工程概況

柳州某跨座式單軌工程，高架結(jié)構(gòu)，由下至上依次為樁基、承臺(tái)、墩柱、鑄鋼支座、PC軌道梁。該工程處于典型喀斯特地貌區(qū)域，巖層起伏大，局部巖層整體性好，強(qiáng)度60MPa～80MPa，埋深3m～5m，與承臺(tái)底面基本處于同一標(biāo)高。樁基施工完成后，樁身全部位于巖層中，樁頂剛度過大，柔性不足。

通過研究，提出采用樁頂包裹柔性層方法，在不改變基礎(chǔ)形式、樁基參數(shù)、成孔方法的前提下解決該問題。

2 柔度增加原理

該樁基柔度增加原理是在樁基上部一定范圍內(nèi)包裹柔性層，模擬周邊砂層地質(zhì)，解決入土深度不足問題。樁基采用旋挖鉆機(jī)成孔，先用直徑d+30cm 鉆頭擴(kuò)孔一定深度（d 代表樁基直徑），然后埋設(shè)直徑d+10cm 鋼護(hù)筒，在護(hù)筒外填砂并用水澆密實(shí)，隨后用直徑為d的鉆頭成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，鉆孔完成后，安放鋼筋籠并灌注混凝土。混凝土灌注后，鋼護(hù)筒不拔除，擴(kuò)孔部分所填粗砂夯實(shí)以改善樁的受力條件，增加樁頂柔度，滿足水平活載下橋梁樁基的安全性及耐久性。

圖1 樁基柔度增加技術(shù)簡圖

該技術(shù)中，Ⅰ為樁基柔度增加結(jié)構(gòu)體系，Ⅱ?yàn)闇\覆蓋完整巖層場地地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

圖中所示編號(hào)分別為：

1——地面鋼護(hù)筒（用于鉆頭導(dǎo)向，維持孔口穩(wěn)定）；

2——直徑d+30cm 鉆頭成孔孔壁（擴(kuò)孔部分加大成孔直徑）；

3——擴(kuò)孔鋼護(hù)筒，d+10cm（作為成樁孔壁）；

4——粗砂（填充與大直徑鉆頭成孔孔壁與擴(kuò)孔鋼護(hù)筒之間，用水澆密實(shí)，代替樁基入土作用，增加樁基柔度）；

5——樁基孔壁，直徑為d；

6——樁基礎(chǔ)（已完成混凝土灌注）；

7——填筑土；

8——紅黏土（施工場地黏性土地層）；

9——完整巖層（埋深淺）。

3 施工流程

施工準(zhǔn)備→測量放線→鉆機(jī)就位→安放地面鋼護(hù)筒→鉆孔至擴(kuò)孔底標(biāo)高→安放擴(kuò)孔鋼護(hù)筒→護(hù)筒外填砂并澆水密實(shí)→二次鉆孔至樁底標(biāo)高→安放鋼筋籠→澆筑水下混凝土。

4 施工方法

（1）擴(kuò)孔深度范圍內(nèi)成孔。采用旋挖鉆成孔，旋挖鉆功率滿足要求，能在堅(jiān)硬巖層成孔。鉆頭直徑d+30cm，直徑可適當(dāng)偏大，但不得小于改尺寸，成孔至擴(kuò)孔底標(biāo)高后，對(duì)垂直度進(jìn)行復(fù)測，確保垂直度偏差≦1%。該成孔過程采用干鉆法，以便準(zhǔn)確安裝擴(kuò)孔鋼護(hù)筒及填砂。

（2）安裝擴(kuò)孔鋼護(hù)筒。擴(kuò)孔鋼護(hù)筒采用機(jī)械卷制加工制作，焊縫全部為雙面坡口，每節(jié)制作長度為2m～5m，鋼護(hù)筒壁厚≧12mm，具備足夠的剛度，不變形。各節(jié)擴(kuò)孔鋼護(hù)筒的連接焊縫均采用雙面開坡口進(jìn)行滿焊，兩節(jié)護(hù)筒的連接處施焊外，還需在接縫處焊接30cm×30cm、厚10mm的加強(qiáng)鋼片，每個(gè)接口均勻、對(duì)稱布置4 個(gè)加強(qiáng)鋼片。擴(kuò)孔鋼護(hù)筒安裝后，應(yīng)高于地面鋼護(hù)筒10cm，混凝土灌注后該鋼護(hù)筒不拔除。鋼護(hù)筒采用汽車吊進(jìn)行安裝，安裝垂直度偏差≦1%，安裝位置偏差≦3cm。

圖2 擴(kuò)孔及安裝擴(kuò)孔鋼護(hù)筒

（3）回填粗砂并密實(shí)。擴(kuò)孔鋼護(hù)筒外側(cè)擴(kuò)孔部分回填粗砂，所填粗砂不得含有石塊、泥塊，沙粒均勻。要求粗砂巖護(hù)筒四周人工分層、均勻回填，四周回填高度應(yīng)均勻上升，回填高差不得大于30cm，以防止護(hù)筒由于一側(cè)受力過大，導(dǎo)致偏位，回填后水夯密實(shí)。

（4）成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高。采用旋挖鉆成孔，鉆頭直徑為樁基設(shè)計(jì)直徑d，成孔時(shí)，鉆頭應(yīng)下落緩慢且位置準(zhǔn)確，嚴(yán)禁觸碰擴(kuò)孔鋼護(hù)筒。成孔后，檢查孔壁垂直度與中心線偏差，與上部擴(kuò)孔部分孔位中心線偏差≦1cm。

（5）樁基灌注。樁基成孔完畢后，安放鋼筋籠并灌注混凝土，樁基施工完成。

圖3 最終成孔并灌注混凝土

5 結(jié)束語

隨著我國交通產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，跨座式單軌有著強(qiáng)大的市場適應(yīng)性，多個(gè)城市已經(jīng)規(guī)劃或開展了實(shí)際工程建設(shè)。該技術(shù)適用性強(qiáng)，不改變基礎(chǔ)類型，避免與鄰近樁基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降，影響成橋質(zhì)量。同時(shí)避免采用擴(kuò)大基礎(chǔ)等基礎(chǔ)形式，不需進(jìn)行大量石方破除，可降低揚(yáng)塵，減小噪聲污染，減少占地，對(duì)交通影響程度小，最大限度實(shí)現(xiàn)綠色施工。