摘 要：靜鉆根植竹節(jié)樁是近些年在沿海地區(qū)發(fā)展起來的新型樁基工藝，也是根據(jù)地質因素、施工對環(huán)境的影響、方案經濟性優(yōu)化下發(fā)展起來的的新型樁基技術。該文主要通過該樁基技術在紹興濱海新區(qū)某新建數(shù)字工業(yè)園區(qū)的應用進行分析，對該樁基工藝與其他樁基工藝在選擇上的優(yōu)勢及對施工過程中遇到的問題進行展示，進而刨析本工法的適用特點和一些注意事項，并對今后的工程實踐提供借鑒。

關鍵詞：靜鉆根植竹節(jié)樁；控制；現(xiàn)象；樁基技術；設計規(guī)范

中圖分類號：TU473 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）24-0193-04

Abstract： The pre-bored grouted planted nodular pile is a new type of pile foundation technology developed in coastal areas in recent years， and it is also a new pile foundation technology developed according to geological factors， the impact of construction on the environment and the economic optimization of the scheme. This paper mainly analyzes the pile foundation technology the application of a newly-built digital industrial park in Binhai New Areaof Shaoxing， shows the advantages of this pile foundation technology and other pile foundation technology in the selection and the problems encountered in the construction process， and then analyzes the applicable characteristics and some matters needing attention of this method， and provides reference for the future engineering practice.

Keywords： pre-bored grouted planted nodular pile; control; phenomenon; pile foundation technology; design specification

傳統(tǒng)預制樁基礎施工主要采用預應力混凝土管樁或方樁，通過錘擊法、振動法、靜壓等方式植樁，但其對土層力學性能要求較高，且成樁后的力學性能存在欠缺，對周邊建筑構筑物有不利的擠土效應，同時噪聲對周邊環(huán)境會造成一些影響。鉆孔灌注樁技術，使用機械鉆孔、人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內放置鋼筋籠，之后灌注混凝土成樁，但其所產生的泥漿量大，施工繁瑣，成樁過程質量控制環(huán)節(jié)較多且控制難度較大，為保證承載力，一般進入土層較深。近年來在東南沿海地區(qū)興起了一種新的靜鉆根植竹節(jié)樁技術，采用專用單軸鉆機（或鉆孔植樁一體機）進行鉆孔和擴底，注入樁端水泥凈漿、混合樁周水泥土，植樁機（鉆孔植樁一體機）依靠樁身自重（或稍微加靜壓力）將預制樁埋入樁孔，其兼具埋入式施工方法及工廠化生產預制樁二者之長，可有效保障樁體質量和現(xiàn)場施工的環(huán)境保護，能有效提高較多復雜土層的樁端土質承載力和樁周水泥土摩擦力，并且綜合優(yōu)化后的成本節(jié)約優(yōu)勢明顯，是一種集多種施工方法優(yōu)點于一身的新工藝，具有明顯的經濟優(yōu)勢和環(huán)保優(yōu)勢。

1 工程概況

該工程位于紹興市濱海新區(qū)某新建數(shù)字工業(yè)園區(qū)內。項目由4棟4F倉庫及1棟1F變電房組成?？偨ㄖ娣e為112 165.93 m2。樁基礎采用靜鉆根植竹節(jié)樁工法施工，采用樁型PHDC 650-500（100）AB-500/600-15 C80。

2 場地地質條件

2.1 水文條件

孔隙潛水主要受大氣降水、地表水、河水的滲入補給，主要賦存在表部①層填土及②-1層黏質粉土中，勘察期間測得鉆孔內地下水埋深0.80～2.60 m之間，地下水位高程3.83～4.58 m。受季節(jié)性氣候影響較大，水位變化幅度一般為1.5 m左右，水量一般較少，水質易污染。地下水補給來源主要為大氣降水及側向入滲補給，以蒸發(fā)和河流排泄為主。其地下水對混凝土結構有微腐蝕性，鋼筋混凝土結構內鋼筋在完全浸水情況下有微腐蝕性。

2.2 土質條件

場地地基土層主要由素填土、黏質粉土、軟土、粉質黏土及砂土組成。根據(jù)地勘報告可將其分為6個工程地質層及若干個亞層。

其中②-3、⑦、⑧-3層力學性質相對較好，承載力較高，分布尚穩(wěn)定，且厚度較厚，可作為樁基礎持力層，第②-3層砂質粉土為中密狀砂質粉土，層頂埋深11.30～14.70 m，層厚7.90～12.10 m，均勻性及土質一般，承載力較高；第⑦層為粉質黏土，層頂埋深49.00～52.60 m，層厚10.30～15.60 m，強度及韌性高，整體力學性質一般，厚度變化大，土體均勻性一般，可作為樁周摩擦層；第⑧-3層礫砂為沖洪積相沉積砂土層，層頂埋深69.00～77.00 m，揭露層厚3.20～8.10 m，具低壓縮性，局部密實，厚度較大，承載力較好，為較好的樁端持力層。

3 樁基選型

預應力混凝土管樁或方樁通常采用靜壓或錘擊的方式施工，樁基施工時產生的擠土效用、振動及噪音會對已建建筑、管線及周邊環(huán)境產生一定的影響，而且土層埋深要求較高（⑦層主要為粉質黏土，層頂埋深49.00～52.60 m）。而采用鉆孔灌注樁施工繁瑣，成樁過程質量控制環(huán)節(jié)較多且控制難度較大，其所需泥漿量偏多，多余漿液會對周圍環(huán)境造成一定污染，為保證承載力，一般進入土層較深（⑧-3層礫砂為沖洪積相沉積砂土層，層頂埋深69.00～77.00 m）。但是采用靜鉆根植竹節(jié)樁施工，樁端通過擴底用水泥漿混合同時置換部分原狀土并攪拌固化，提升樁端承載力，樁周通過水泥漿和原狀土攪拌固化，提升樁周摩擦力。改善了高強度預制樁的親土性并提高了樁基的側摩擦阻力，并且噪聲小，基本不會產生擠土效應；且該場地土地為微腐蝕性，預應力竹節(jié)樁樁身和接頭有水泥土保護，提高抗腐能力，對環(huán)境更加友善。同時保證承載力滿足設計要求的情況下，靜鉆根植竹節(jié)樁的樁長只需要15 m（②-3層的砂質粉土為中密狀砂質粉土，層頂埋深11.30～14.70 m）。綜合上述，經過優(yōu)化后的靜鉆根植竹節(jié)樁造價更低，環(huán)保效益更好，更適合該園區(qū)樁基施工。

4 主要工藝流程及關鍵節(jié)點控制

4.1 主要工藝流程

樁位放樣→場地平整壓實→鉆機就位并復核樁位→鉆孔→進入持力層并達到設計深度后進行擴底→制備并泵送水泥漿進行樁端、樁周注漿→鉆機攪拌并勻速拔出鉆桿→植樁→至設計標高進行樁頂固定（圖1）。

4.2 關鍵節(jié)點控制

4.2.1 原材質量控制

進場原材要進行外觀質量檢查和尺寸偏差復核，驗收入場質保相關資料，確保產品符合驗收標準。

4.2.2 平面位置控制

樁基點位應當嚴格控制，每日用GPS校正規(guī)劃交樁的基準點和圖紙樁位，并引測到施工現(xiàn)場，做好樁位標識，確保植樁完成后水平位移偏差小于等于30 mm，使其符合規(guī)范要求。同時每日對樁位和植樁機夾具中心進行測量復核，保證樁位坐標的精確一致。

4.2.3 垂直度控制

植入樁允許偏差應在0.5%之內，偏差過大或造成樁偏斜，對承載力造成影響。吊樁時應用2根相同長度的鋼絲繩對稱吊起竹節(jié)樁，保證樁身以自重進入孔內并保持垂直，當需要依靠植樁機送樁時，近距離以機架下方鉛錘線控制垂直度，并以遠距離用2臺經緯儀成90°監(jiān)測控制垂直度。

4.2.4 水灰比控制

水灰比采用樁端水灰比0.6，樁周水灰比1，通過流量計對水泥和水入攪拌桶進行預控，在攪拌系統(tǒng)制備完成后泵送至鉆桿進行施工。以場地3號樁機為例，試打樁設計樁端水泥用量為2 768 kg，樁周778.5 kg，總體積為3 560 L，當日過磅稱重數(shù)據(jù)顯示，樁端水泥用量為2 979 kg，水用量為1 672 kg，水灰比0.56，樁周水泥用量為586 kg，水用量為606 kg，水灰比為1.03，與設計要求大致相同；樁端泥漿比重為1.755 g/cm3，樁周泥漿比重為1.506 g/cm3。樁端水泥漿制作試塊并進行抗壓強度試驗，每100 t水泥制作不少于3件試塊，根據(jù)試驗值乘以換算系數(shù)1.15，換算強度不低于20 MPa。

4.2.5 標高控制

施工時應按照設計標高進行施工，防止因標高控制不到位導致樁身無法正常植入或需要進行截樁。植樁時架設紅外線水平儀進行控制標高，通過水平儀對準鉆桿和送樁管，當標高到達標示的入底標高、擴底上下標高、植樁后的設計標高記號線時，提醒司機對應操作相關工序。同時也可通過鉆桿上標示的標線進行標高校正，以保證標高能符合設計要求。

4.2.6 擴孔控制

樁端擴大頭是靜鉆根植竹節(jié)樁區(qū)別于傳統(tǒng)樁型的特殊設計，擴孔操作使樁端面積增大，注入樁端水泥漿后承載力得到提升，進而可減少所需樁長，需嚴格控制。鉆孔達到設計深度打開擴大翼使擴孔直徑由750 mm擴大到1 200 mm，并在擴底高度2 250 mm內上下擴孔3次，注入水泥漿混合。鉆孔機與植樁機數(shù)據(jù)傳入監(jiān)控室進行監(jiān)測，實時檢測半徑由初始值到設定預期值的變化，進行相應質量控制。每日開工前對擴大鉆頭狀態(tài)進行現(xiàn)場復核。

5 施工過程中出現(xiàn)的問題及解決方案

5.1 樁頂標高不符合規(guī)范要求

5.1.1 樁頂標高過低需要對樁進行接長錨固處理

植樁后的樁頂標高低于設計標高較多時，影響樁基礎與承臺基礎的錨固，故需要按照要求進行結構接長處理。并根據(jù)圖集2020浙GT49《端板連接先張法預應力混凝土竹節(jié)管樁》、2018浙G37《靜鉆根植先張法預應力混凝土竹節(jié)樁》進行適當調整（圖2）。

5.1.2 樁頂標高高出規(guī)范要求的截樁處理

植樁后樁頂標高高出墊層頂面較多，造成承臺底面鋼筋無法有效排布，需進行截樁處理，采用鋸樁器等設備進行截樁，并確保樁身質量。并根據(jù)2020浙GT49《端板連接先張法預應力混凝土竹節(jié)管樁》進行適當調整（圖3）。

5.2 植樁至樁底時阻力過大，造成標高控制困難

原因分析：①水泥漿開始注入至植樁完成中間間隔時間過長，且當時氣溫將近40 ℃，造成漿液逐漸稠化、流動性減小，注入樁孔后造成水泥漿初凝而形成淤積現(xiàn)象，增加了植樁阻力。②本場地地下水位埋深小，排水措施不到位，下部主要含粉土、砂土，因工序銜接不到位使得樁孔內水泥漿停滯時間較長及砂粒密度比水泥漿大，產生樁孔內砂粒逐漸下沉至樁底，增加了樁端的植樁阻力。

改進措施：①組織措施。充分做好施工前各項準備工作，包含機械設備的運轉、前后臺信號暢通、配合及時等。避免因人為、機械故障等造成施工前后脫節(jié)，直至影響施工質量。②技術措施。針對本工程地質特性及處于夏季高溫季節(jié)的特殊時段，應加強鉆孔、修孔操作工序。完成注漿后，鉆孔機及時移位使植樁機能及時跟進，避免不必要的時間間隔，保證在水泥漿初凝之前完成植樁，確保成樁滿足要求。

5.3 植樁至樁底速度過快，導致大量漿體噴涌而出

改進措施：①施工過程最后階段的送樁時間，要控制壓樁速度，以免過多的水泥漿涌出。水泥漿泵送量應與攪拌下沉或提升速度相匹配，根據(jù)提升鉆桿的速度確認單位時間的供漿量，每提升單位長度的鉆桿確認水泥漿注入量，發(fā)現(xiàn)偏差及時進行修正；樁端水泥漿的注入量是100%，控制注漿時提升速度，時間約為8 min，樁周因水泥漿總體積小，應適當提高鉆桿上升速度，時間約為5 min。②樁體上部預留插筋灌芯部分水泥土總量要控制好，根據(jù)流量計和監(jiān)測控制注入總量，注漿終止位置應保證植樁后含水泥的漿液溢至設計樁頂標高，確保樁端承載力和樁周摩擦力滿足設計要求。

5.4 鉆孔偏移

主要原因如下：①地耐力不夠。②單節(jié)鉆桿彎曲。③樁機調平不及時。

處理措施：①場地換填及加固處理，并采取路基箱或鋼板鋪設等措施。②加強鉆桿彎曲檢查頻次。③施工過程中加強樁位標尺校準、樁機水平及垂直度過程監(jiān)控，隨時做好調節(jié)導桿垂直度。

5.5 植樁未滿足設計要求

主要原因如下：①孔位傾斜。②鉆孔直徑不達標。③送樁垂直度不夠。④孔內泥塊較大和縮孔，泥漿未達到流塑狀態(tài)。⑤水泥漿初凝時間超出未植樁完成。

處理措施：①加強鉆孔過程樁機導桿垂直度控制和樁位校準頻次。②定期加強鉆頭直徑和擴大翼檢查，對不合格鉆頭及時維修。③加強樁材接樁垂直度控制。④加強鉆孔時鉆進速度和修孔次數(shù)，經過載荷儀噸位判斷孔內阻力大小確保植樁工序暢通無阻。⑤加強注漿完成后連續(xù)植樁工序，確保注漿后水泥漿初凝前開始植樁。

5.6 環(huán)境影響

當采用靜鉆根植竹節(jié)樁工法時，鉆孔注漿植樁時產生一些多余的漿液可能會對環(huán)境造成一定影響。

解決方法：建立三級沉淀池，泥漿先沉淀，后過濾，避免直接排入河道對河流造成污染；同時將部分稠化水泥漿混合土樣進行翻曬固化處理，以后便于回填基礎利用，盡量減少環(huán)境污染。

6 結束語

本項目采用靜鉆根植竹節(jié)樁工法施工，并根據(jù)JGJ 106—2014《建筑基樁檢測技術規(guī)范》要求進行了樁身完整性和承載力檢測試驗，檢測結果均符合規(guī)范要求。

結合本項目實踐案例對靜鉆根植竹節(jié)樁工法總結如下。

1）靜鉆根植竹節(jié)樁融合傳統(tǒng)預制樁及鉆孔灌注樁的優(yōu)點，減少對環(huán)境破壞的同時降低造價，經濟與環(huán)保優(yōu)勢顯著。同時采用樁端擴大頭設計，分別注入樁端水泥和樁周水泥，大大提升了樁基承載力，節(jié)省更多原材料，是一種較為先進的新型樁型。

2）工廠加工生產樁體，易保障產品質量；因樁周樁端有水泥混合土保障，有一定對抗地下水腐蝕性的作用，易確保工程質量合格。

3）在實際過程中也遇到了若干問題，諸如植樁的標高控制、速度控制、水泥漿控制等措施不到位，對施工進度及質量造成了一些影響，屬于施工中較為常見的問題，希望可以為類似工程項目管理提供借鑒。

4）靜鉆根植竹節(jié)樁屬于新興樁基類型，本工程效果展現(xiàn)較好，但還未進行普及，具體在施工過程中能否適用于大多數(shù)環(huán)境和地區(qū)還有待結合地質條件綜合考證。

參考文獻：

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