【摘 要】某項(xiàng)目位于岷江邊上，場(chǎng)地土質(zhì)主要為砂層，為了保證工程的安全，經(jīng)過(guò)比較選型，確定以勁性復(fù)合樁作為樁基礎(chǔ)的主要受力構(gòu)件。詳細(xì)介紹了勁性復(fù)合樁的選型思路以及施工工藝，同時(shí)對(duì)勁性復(fù)合樁在施工中遇到的問(wèn)題以及解決辦法進(jìn)行了講解。事實(shí)證明，勁性復(fù)合樁能很好地應(yīng)用于砂土地基，相應(yīng)技術(shù)措施和研究成果可為類似工程提供借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】地基處理； 勁性復(fù)合樁； 砂層地基

【中圖分類號(hào)】TU473【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

0 引言

1992年，龔曉南院士對(duì)復(fù)合地基的理論框架、定義進(jìn)行了論述，創(chuàng)立了廣義復(fù)合地基理論。復(fù)合地基指天然地基在地基處理過(guò)程中部分土體得到增強(qiáng)，或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是由基體（天然地基土體）和增強(qiáng)體兩部分組成的人工地基［1］。隨著對(duì)復(fù)合地基研究的不斷深入，勁性復(fù)合樁逐漸出現(xiàn)在大眾視野，并越來(lái)越多的應(yīng)用于工程建設(shè)中。勁性復(fù)合樁是由散體樁、柔性樁、剛性樁經(jīng)復(fù)合施工形成的具有互補(bǔ)增強(qiáng)作用的樁，廣泛應(yīng)用于淤泥質(zhì)土、黏性土、粉土、砂土等地層［2］。勁性樁所承擔(dān)的豎向荷載主要由樁側(cè)摩阻力分擔(dān)，而水泥土攪拌樁具有側(cè)摩阻力大的特點(diǎn)，勁性復(fù)合樁將兩者結(jié)合起來(lái)，使樁的整體強(qiáng)度和剛度得到顯著提高［3-5］。

起步廣場(chǎng)F-2-1地塊在建項(xiàng)目是宜賓市首個(gè)使用勁性復(fù)合樁的工程建設(shè)項(xiàng)目，本文介紹了此項(xiàng)目所使用的勁性復(fù)合樁的選型過(guò)程以及施工工藝，同時(shí)對(duì)施工所遇到的問(wèn)題及解決措施進(jìn)行了分析總結(jié)，以期為類似工程提供參考。

1 工程概況

起步廣場(chǎng)F-2-1地塊項(xiàng)目位于四川省宜賓市岷江橋北橋頭東側(cè)，南臨岷江，如圖1所示。該項(xiàng)目是集住宅、商業(yè)、酒店、辦公為一體的城市綜合體項(xiàng)目，其中東區(qū)為住宅區(qū)，層高為6～25層，場(chǎng)地地層主要為雜填土、粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂、中粗砂以及砂巖。

雜填土主要由建渣、砂巖碎石、塊石及黏性土組成，厚度為0.50～24.50 m。粉細(xì)砂主要由石英、長(zhǎng)石、巖屑等砂粒組成，單層厚度為1.10～20.10 m。中粗砂主要由石英、長(zhǎng)石、巖屑等砂粒組成，單層厚度為1.10～6.30 m。

場(chǎng)地基巖為砂巖，主要由石英、長(zhǎng)石等組成，根據(jù)風(fēng)化程度，分為中風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化兩個(gè)亞層，其中強(qiáng)風(fēng)化砂巖風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖芯較破碎，多呈碎塊狀，厚度為0.40～5.00 m；中風(fēng)化砂巖巖芯完整，多呈柱狀，硬度較高?；鶐r埋藏深度起伏較大，最淺處埋深只有幾米，而最深處埋深70 m以上。

起步廣場(chǎng)F-2-1地塊項(xiàng)目高層建筑荷載大，而基巖埋藏較深，場(chǎng)地上部土層主要為砂土，承載力不滿足要求，需要對(duì)地基進(jìn)行處理。

2 樁基選型

起步廣場(chǎng)項(xiàng)目擬建建筑物荷載大，對(duì)沉降及差異沉降較敏感，而施工現(xiàn)場(chǎng)主要為砂土地層，確定開挖后非基巖出露區(qū)域可采用樁基礎(chǔ)方案。根據(jù)宜賓地區(qū)類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)以及咨詢專家后給出的建議，目前適用于本工程的主要樁基類型有：挖孔灌注樁和勁性復(fù)合樁。

挖孔灌注樁為端承樁，樁端持力層需要有較高的承載能力，適合以中風(fēng)化砂巖為樁端持力層；勁性復(fù)合樁為端承摩擦樁，可以充分利用樁側(cè)的摩阻力來(lái)承受基礎(chǔ)傳來(lái)的上部荷載，適合以砂土地層為樁端持力層。

本工程挖孔灌注樁的成孔方式初步確定為全回轉(zhuǎn)全套管成孔和旋挖成孔兩種，全回轉(zhuǎn)全套管成孔施工質(zhì)量好，但施工成本較高，所需施工設(shè)備占地面積大，不利于工作面的展開；旋挖成孔施工成本低，但遇到地質(zhì)較差時(shí)，成樁質(zhì)量不能保證，且遇到深基坑邊坡下面為雜填土的情況時(shí)，容易掏空地基，造成邊坡地基塌陷。相對(duì)來(lái)說(shuō)，勁性復(fù)合樁能適用于成孔困難的地層，且施工質(zhì)量好、施工成本偏低。通過(guò)比較挖孔灌注樁與勁性復(fù)合樁的特點(diǎn)以及經(jīng)濟(jì)性，如表1所示，確定當(dāng)基巖埋藏深度較淺時(shí)，選擇以中風(fēng)化砂巖為樁端持力層的挖孔灌注樁基礎(chǔ)；當(dāng)基巖埋藏較深，大于25 m時(shí)，若采用挖孔灌注樁，樁長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，施工成本較大，施工周期較長(zhǎng)，此時(shí)采用以粉細(xì)砂和中粗砂為樁端持力層的勁性復(fù)合樁基礎(chǔ)是最佳選擇。

3 勁性復(fù)合樁施工工藝

起步廣場(chǎng)F-2-1地塊項(xiàng)目采用勁性復(fù)合樁為MC復(fù)合樁，外芯為1 000 mm的高壓旋噴樁，內(nèi)芯為600 mm的先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，采用“等芯樁”模型，即內(nèi)、外芯樁頂和樁底標(biāo)高一致，如圖2所示。為保證樁基礎(chǔ)的承載能力，勁性復(fù)合樁進(jìn)入粉細(xì)砂或中粗砂的深度不得小于15 m。

外芯高壓旋噴樁采用“三重管法”工藝，水泥漿采用0.8～1.2的水灰比漿液進(jìn)行，水壓力不小于25 MPa，空氣壓縮機(jī)輸出壓力不小于0.7 MPa，噴漿壓力不小于2～3 MPa，噴漿流量為80～150 /min，提升速率為5～20 cm/min，轉(zhuǎn)速為5～16 r/min，噴嘴直徑為2～3 mm。其中管樁混凝土填芯為構(gòu)造措施，目的是將預(yù)應(yīng)力管樁和上部承臺(tái)形成一個(gè)整體且防止地下水倒灌對(duì)筏板鋼筋造成腐蝕。

3.1 工程定位

根據(jù)樁基施工平面控制點(diǎn)資料及圖紙，測(cè)放出各個(gè)樁點(diǎn)，樁位采用12 mm鋼筋作標(biāo)識(shí)，入土深度不少于30 cm。引孔鉆機(jī)就位后復(fù)測(cè)樁位，確定鉆機(jī)位置，在鉆機(jī)位置四周灑白灰線標(biāo)記。開孔前，保證樁位定位準(zhǔn)確，樁位軸線采取在地面設(shè)十字控制網(wǎng)和基準(zhǔn)點(diǎn)的方法，鉆機(jī)就位時(shí)，確保垂直度偏差不大于1%。為充分利用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁對(duì)土的擠密作用，沉樁順序按先深后淺、先大后小、先長(zhǎng)后短、先密后疏次序進(jìn)行，從中間向四周對(duì)稱施打。

3.2 鉆進(jìn)成孔

引孔設(shè)備采用HM-90A引孔鉆機(jī)，成孔直徑為150 mm，孔位復(fù)核確認(rèn)后，將鉆機(jī)就位，進(jìn)行鉆孔施工，如圖3所示。鉆孔前，按設(shè)計(jì)要求定出孔位，作出標(biāo)記，終孔后清除孔內(nèi)余渣，采用空氣壓縮機(jī)將鉆孔吹洗干凈，且不得長(zhǎng)時(shí)間清孔。清孔完畢后，置入一根110 mmPVC管，目的是進(jìn)行護(hù)壁，防止塌孔。

3.3 旋噴注漿

注漿設(shè)備采用XL-50C高壓旋噴機(jī)，其最大鉆孔深度為50 m。首先進(jìn)行下管，下管前，先在地面進(jìn)行試噴，以檢查管道的暢通性及各項(xiàng)指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。下管時(shí)，噴嘴用膠布包住，以免泥砂堵塞，接下來(lái)緩緩下管直至達(dá)到孔底。

采用PO42.5普通硅酸鹽水泥進(jìn)行制漿，控制水泥漿水灰比為0.8～1.2，水泥漿的攪拌時(shí)間不少于30 s，漿液制成后，存放的有效時(shí)間不超過(guò)3 h。

制漿完畢后進(jìn)行旋噴注漿，如圖4所示，依次低壓送水、送漿、送氣，而后提高至設(shè)計(jì)值，在孔底靜噴1～3 min（不提升），待孔口返漿相對(duì)密度達(dá)到不小于1.0以后，再按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行由下而上的旋噴注漿作業(yè)。當(dāng)噴射至設(shè)計(jì)高度后，噴射完畢，及時(shí)將各管路沖洗干凈，不留有殘?jiān)苑蓝氯?/p>

3.4 錘擊打樁

旋噴樁施工完畢后立即開始植樁施工，使用錘擊貫入法將管樁打至設(shè)計(jì)標(biāo)高，錘擊設(shè)備為HHP16管樁機(jī)，最大打擊能量240 kN/m，錘心最大行程1 500 mm，打擊頻率90/30 bpm。植樁前對(duì)樁位進(jìn)行二次復(fù)核，樁的植入必須和鉆孔、水泥漿噴射保持連續(xù)，在水泥漿凝固前植樁。植樁過(guò)程中，隨時(shí)檢測(cè)，若偏差超過(guò)設(shè)計(jì)要求時(shí)，進(jìn)行校正。同時(shí)用2臺(tái)經(jīng)緯儀互成90°對(duì)樁進(jìn)行檢測(cè)，確保樁的垂直度偏差不大于0.5%。

3.5 接樁

單根管樁的樁長(zhǎng)為10～12 m，當(dāng)樁頂距地面1～1.5 m時(shí)，需接樁后繼續(xù)打入。起步廣場(chǎng)F-2-1地塊項(xiàng)目使用的勁性復(fù)合樁有抗壓樁與抗拔樁兩種樁型，抗壓樁主要承受基礎(chǔ)傳來(lái)的一個(gè)豎直向下的荷載，抗拔樁除承壓外，還要承受因受地下水壓力，基礎(chǔ)承臺(tái)給它的一個(gè)豎直向上的荷載。為了使樁與樁之間連接可靠，抗壓樁采用電焊連接，抗拔樁采用抱箍式連接加電焊焊接。

3.6 送樁

打樁機(jī)利用送樁桿將預(yù)制樁壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高，植樁樁頂標(biāo)高允許偏差為±50 mm，采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行控制垂直度允許偏差0.5%。

3.7 樁基檢測(cè)

勁性復(fù)合樁施工完成21天后，對(duì)樁基進(jìn)行靜載試驗(yàn)、抗拔試驗(yàn)以及低應(yīng)變法檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果表明，勁性復(fù)合樁平均最大抗壓力為4 350 kN，滿足設(shè)計(jì)要求3 800 kN；平均最大抗拔力為1 548 kN，滿足設(shè)計(jì)要求1 500 kN。

4 勁性復(fù)合樁施工問(wèn)題處理

起步廣場(chǎng)F-2-1地塊項(xiàng)目施工遇到了技術(shù)難題，按設(shè)計(jì)要求，管樁進(jìn)入持力層不小于15 m，根據(jù)地質(zhì)條件，管樁打入深度在30 m以上，但當(dāng)管樁打入深度為20～25 m時(shí)，卻出現(xiàn)打不下去甚至跳樁的問(wèn)題。

為探明原因，起步廣場(chǎng)項(xiàng)目部聯(lián)系地勘單位對(duì)該處巖層進(jìn)行鉆探，發(fā)現(xiàn)地下20～25 m處的砂非常密實(shí)，這是導(dǎo)致管樁打入困難的直接原因。針對(duì)此問(wèn)題，起步廣場(chǎng)項(xiàng)目部進(jìn)行商討，初步確定措施：

（1）調(diào)整高壓旋噴樁旋噴參數(shù)，加大壓力，放慢速度，重復(fù)旋噴。

（2）改進(jìn)預(yù)應(yīng)力管樁樁尖，將樁尖由十字樁尖換成項(xiàng)目部自己設(shè)計(jì)的錐形樁尖。

（3）待管樁進(jìn)入到打入困難的地層時(shí)，調(diào)整錘擊參數(shù)，采用低錘重?fù)?，增大錘擊間隔時(shí)間。

現(xiàn)場(chǎng)施工發(fā)現(xiàn)，采用措施1時(shí)，將水壓力由25 MPa加大到30 MPa，出現(xiàn)導(dǎo)管抖動(dòng)的問(wèn)題，原因是水壓力超出了設(shè)備的承受范圍，出于安全考慮，水壓力仍設(shè)為25 MPa。

采用措施2和措施3，取得了不錯(cuò)的效果。分析原因發(fā)現(xiàn)，將預(yù)應(yīng)力管樁樁尖由十字樁尖換成錐形樁尖，增大了樁尖進(jìn)入砂層時(shí)的局部壓強(qiáng)。而采用低錘重?fù)?，增大錘擊間隔時(shí)間，可以消散地層應(yīng)力，通過(guò)這兩個(gè)措施，成功解決了管樁打入困難的問(wèn)題，保證了施工質(zhì)量以及施工進(jìn)度（圖5）。

5 結(jié)論

勁性復(fù)合樁是由多種樁復(fù)合形成具有互補(bǔ)增強(qiáng)作用的樁，具有造價(jià)低、適用性強(qiáng)、強(qiáng)度高的特點(diǎn)。本文以起步廣場(chǎng)F-2-1地塊項(xiàng)目為例，對(duì)勁性復(fù)合樁進(jìn)行了研究和探討，主要結(jié)論有：

（1）勁性復(fù)合樁作為端承摩擦樁，能很好的應(yīng)用于基巖埋藏深度較深的砂土地基。

（2）將預(yù)應(yīng)力管樁樁尖由十字形換成錐形，以及調(diào)整管樁錘擊的參數(shù)，低錘重?fù)舨⒃龃箦N擊間隔時(shí)間，能有效解決管樁打入砂層困難的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

［1］ 龔曉南. 廣義復(fù)合地基理論及工程應(yīng)用［J］. 巖土工程學(xué)報(bào)， 2007，29（1）： 1-13.

［2］ 萬(wàn)通建設(shè)集團(tuán)有限公司.勁性復(fù)合樁技術(shù)規(guī)程： GJT 327-2014［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014.

［3］ 鮑鵬，姜祈良，盛桂琳. 勁性攪拌樁復(fù)合地基承載性能靜動(dòng)力分析［J］. 巖土力學(xué)，，2007，28（1）： 63-68，82.

［4］ 劉松玉，周建，章定文，等. 地基處理技術(shù)進(jìn)展［J］. 土木工程學(xué)報(bào)， 2020，53（4）： 93-110.

［5］ 俞建霖，徐嘉誠(chéng)，周佳錦，等. 混凝土芯水泥土復(fù)合樁混凝土-水泥土界面摩擦特性試驗(yàn)研究［J］. 土木工程學(xué)報(bào)， 2022，55（8）： 93-104+117.

［作者簡(jiǎn)介］鄭云（1973—），男， 本科，工程師，從事房屋建筑施工技術(shù)工作。