李祥進(jìn) 秦婕妤 熊躍鑫 李金洲 羅 科

1. 中建四局第一建筑工程有限公司 廣東 廣州 510800；2. 中國(guó)建筑第四工程局有限公司 廣東 廣州 510630

1 工程概況

廣東廣雅中學(xué)花都校區(qū)建設(shè)工程項(xiàng)目地下室區(qū)域存在薄壁溶洞，經(jīng)超前鉆勘察，統(tǒng)計(jì)溶洞見(jiàn)洞率達(dá)51%。項(xiàng)目質(zhì)量、工期要求高，若采用傳統(tǒng)的灌注樁施工，則成本較大、周期較長(zhǎng)，無(wú)法高密度地進(jìn)行平行作業(yè)，且傳統(tǒng)灌漿作業(yè)的漿液流失嚴(yán)重，成本較高。因此，通過(guò)對(duì)薄壁溶洞進(jìn)行處理和優(yōu)化，采用預(yù)應(yīng)力管樁＋微型鋼管樁組合施工技術(shù)，有效避免了灌注樁施工時(shí)遇到的難題[1-5]。

2 技術(shù)原理與主要工序

本技術(shù)實(shí)施時(shí)，將下端設(shè)有鋸齒樁尖的預(yù)應(yīng)力管樁從地面打至溶洞頂部上方且在未打穿溶洞頂壁位置處停止打入。利用鉆機(jī)在預(yù)應(yīng)力管樁內(nèi)進(jìn)行鉆進(jìn)成孔。

鉆孔深度要求及補(bǔ)強(qiáng)措施如下：

1）先鉆入樁底巖層≥3 m，如果鉆孔中沒(méi)有溶洞，則停止鉆入。相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)措施為注漿灌滿。

2）如果鉆孔中發(fā)現(xiàn)溶洞，則繼續(xù)鉆入，直至穿過(guò)溶洞，并進(jìn)入下面的連續(xù)微風(fēng)化灰?guī)r層≥0.8 m。相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)措施為：溶洞連續(xù)高度不超過(guò)5.5 m，則樁底接微型鋼管樁；溶洞連續(xù)高度超過(guò)5.5 m，則需通知設(shè)計(jì)復(fù)核。

鉆機(jī)成孔后發(fā)現(xiàn)溶洞時(shí)，將管壁周圍均布有注漿孔的微型鋼管樁從預(yù)應(yīng)力管樁中間插入，并垂直貫穿溶洞直至打入溶洞底部的微風(fēng)化灰?guī)r層≥0.8 m，微型鋼管樁頂端位于預(yù)應(yīng)力管樁內(nèi)。通過(guò)孔底返漿灌漿法，將水泥漿從預(yù)應(yīng)力管樁頂口向預(yù)應(yīng)力管樁和微型鋼管樁內(nèi)注入，直至微型鋼管樁樁頂返出純漿體時(shí)停止灌漿。預(yù)應(yīng)力管樁及微型鋼管樁通過(guò)水泥漿形成整體，同時(shí)微型鋼管樁周圍溢出的水泥漿將其包裹形成一圈嚴(yán)密的防腐層，注漿結(jié)束后注漿面高度高出微型鋼管樁頂端一段距離（圖1）。

圖1 預(yù)應(yīng)力管樁＋微型鋼管樁組合做法

微型鋼管樁樁底標(biāo)高由設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)超前鉆勘察數(shù)據(jù)確認(rèn)，即樁端進(jìn)入微風(fēng)化灰?guī)r層≥0.8 m。

2.1 管樁及微型樁組合施工

預(yù)應(yīng)力管樁與微型鋼管樁應(yīng)嚴(yán)格按照打樁及鉆孔深度要求施工，預(yù)應(yīng)力管樁成孔后應(yīng)準(zhǔn)確記錄樁孔深度，用以鋼管備料。終孔時(shí)應(yīng)進(jìn)行樁端持力層驗(yàn)收，合格后方可繼續(xù)施工。微型鋼管作為施工的主要材料，打入微風(fēng)化灰?guī)r層的深度不小于0.8 m，下段3排注漿孔的孔距為0.5 m，其余孔距為1.0 m。鋼管可采用高頻焊管或無(wú)縫管，需做防腐處理，垂直度容許偏差為1/100，中心位置容許偏差為直徑的1/20，樁身直徑容許偏差為－20 mm。

2.2 組合結(jié)構(gòu)注漿

向預(yù)應(yīng)力管樁和微型鋼管樁內(nèi)注入水泥漿時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況調(diào)整注漿設(shè)備的注漿壓力在1.5～2.5 MPa范圍內(nèi)，防止水泥漿在溶洞內(nèi)從注漿孔中噴射溢出，應(yīng)確保注漿的均勻性，注漿孔孔徑為10 mm。注漿結(jié)束后，預(yù)應(yīng)力管樁和微型鋼管樁均留在地下，將微型鋼管樁作為穿越溶洞時(shí)的加固支撐。微型鋼管樁外表被52.5R純水泥漿全方位包裹，有效解決鋼管樁的腐蝕性問(wèn)題，且微型鋼管樁底端嵌入微風(fēng)化灰?guī)r層≥0.8 m，承載力得到保障，安全可靠性較高。

3 工藝操作要點(diǎn)

3.1 現(xiàn)場(chǎng)布置

在工程前期準(zhǔn)備階段，應(yīng)完成臨時(shí)道路的修筑，接通臨時(shí)水、電，平整樁基礎(chǔ)施工場(chǎng)地，保證現(xiàn)場(chǎng)排水暢通，滿足樁機(jī)及管樁材料的進(jìn)場(chǎng)要求。

3.2 樁機(jī)就位

3.2.1 樁機(jī)組裝

合理確定樁機(jī)設(shè)備的停放位置，安排電氣控制線路鋪設(shè)位置和方向。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，清理裝配現(xiàn)場(chǎng)障礙物、平整場(chǎng)地，必要時(shí)鋪設(shè)墊塊或枕木擴(kuò)大樁機(jī)承托面積，大噸位（靜力壓）樁機(jī)停置場(chǎng)地的地基承載力不應(yīng)低于35 kPa。

3.2.2 樁位定位放線

根據(jù)已有設(shè)計(jì)資料，采用全站儀運(yùn)用極坐標(biāo)的方法放出樁位，插入竹片或鋼筋作為樁位標(biāo)記，并在竹片或鋼筋上做出醒目標(biāo)記，保證打樁時(shí)不易搞錯(cuò)，放出的樁位需經(jīng)建設(shè)方、監(jiān)理復(fù)核簽認(rèn)后才可施工。

施工過(guò)程中，由于土體擠壓或樁機(jī)行走等因素，在打樁前應(yīng)對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)核，并定期復(fù)核各軸線的控制點(diǎn)。

3.3 微型鋼管樁施工

預(yù)應(yīng)力管樁按照常規(guī)施工方法施工即可，主要是標(biāo)高及終壓值的控制。管樁中所套鋼管樁的施工工藝如下。

1）鉆機(jī)成孔：采用MGL-150D鉆機(jī)嚴(yán)格按照鉆孔深度要求成孔，鉆孔前復(fù)核測(cè)量基線、水準(zhǔn)點(diǎn)及樁位。鉆孔過(guò)程中不斷檢測(cè)樁中心及直徑，并隨時(shí)觀察土質(zhì)變化，對(duì)照復(fù)核地質(zhì)報(bào)告，如出入較大，應(yīng)和勘察、設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，采取處理措施。管內(nèi)先采用雙液漿封底，后灌注水泥漿，樁端進(jìn)入完整中-微風(fēng)化灰?guī)r層≥0.8 m后可終孔。預(yù)估控制樁長(zhǎng)（管樁樁底標(biāo)高以上4 m計(jì)）8.0～18.0 m。

2）清孔：采用氣壓或清水清孔。

3）壓力灌漿微型鋼管樁制作：鋼管樁φ168 mm，厚14 mm，鋼管頂端4 m和入完整巖部分（≥0.8 m）范圍內(nèi)開孔，出漿孔孔徑10 mm，前3排孔距500 mm，上部孔距1 000 mm，呈梅花狀分布。

4）壓力灌漿微型鋼管樁安裝：采用起吊設(shè)備，將制作好的鋼管放入孔內(nèi)，預(yù)估樁端埋深20.0～30.0 m。在鋼管樁安裝過(guò)程中，為控制好鋼管的垂直度，提高鋼管安裝質(zhì)量，特以操作平臺(tái)及兩向垂線法控制垂直度。

5）配漿：采用水泥漿，按水灰比0.4～0.6配制，采用52.5R純水泥漿。

6）注漿：采用孔底返漿灌漿法，將灌漿管插至孔底，直至鋼管樁樁頂返出純漿體時(shí)停止灌漿。

7）拆管：當(dāng)漿液至鋼管管口時(shí)，即停止灌漿，關(guān)閉進(jìn)漿閥，拆除注漿鍍鋅鋼管。

需要說(shuō)明的是：灌漿后，由于漿體的凝固收縮及沉淀，要及時(shí)進(jìn)行樁管內(nèi)補(bǔ)漿，并采用水泥漿將鋼管與管樁的間隙充填密實(shí)，特別是在管樁內(nèi)壁與鋼管樁外側(cè)，通常會(huì)有空隙出現(xiàn)，所以施工中在水泥漿初凝后，必須對(duì)空隙位置進(jìn)行補(bǔ)灌漿處理，使側(cè)壁位置灌漿飽滿。

4 結(jié)語(yǔ)

廣東廣雅中學(xué)花都校區(qū)建設(shè)工程成功應(yīng)用了組合管樁施工技術(shù)，很好地解決了薄壁溶洞區(qū)域地基基礎(chǔ)為預(yù)應(yīng)力管樁時(shí)的施工問(wèn)題。施工過(guò)程中鋼管樁運(yùn)輸方便，施工速度快且成樁質(zhì)量檢測(cè)速度相比灌注樁方案更快，大大減輕了項(xiàng)目的工期壓力，對(duì)項(xiàng)目管理進(jìn)度起到了重要的推進(jìn)作用，取得了管理與經(jīng)濟(jì)的雙重效益，具有廣泛的應(yīng)用和推廣前景。