人工成孔支盤灌注樁在地基處理中的應(yīng)用

馮建斌

(山西機械化建設(shè)集團公司，山西太原 030009)

在眾多的樁基施工中，混凝土灌注樁以其較高的承載力，極其簡單的施工方法，被廣泛應(yīng)用在橋梁、高層建筑、工業(yè)廠房、設(shè)備基礎(chǔ)等工程中，與其他地基基礎(chǔ)形式相比，樁基的經(jīng)濟性與可靠性已被大量工程項目所證實。人工成孔支盤灌注樁結(jié)合了人工成孔灌注樁和擠擴支盤灌注樁的特點，是一種新型的灌注樁施工工藝，既保留了人工成孔灌注樁地質(zhì)情況明晰的特點，又吸收了擠擴支盤灌注樁可提高樁基承載力的優(yōu)點，同時為縮短樁體長度增加了可能性，大大擴展了樁基技術(shù)的應(yīng)用范圍。

1 工程概況

1)場地環(huán)境:某商貿(mào)物流園區(qū)工程建筑面積為16 854 m2。場地原為山坡，地形高低不平，后經(jīng)挖填整平，現(xiàn)部分場地較平坦，部分地段仍為梯田。該場地屬低山地貌。

2)場地巖土構(gòu)成:由勘察結(jié)果表明，場地由第四紀(jì)新近人工回填①1雜填土、①2素填土、①3雜填土(碎石)、①4素填土層，②1第四紀(jì)全新世沖(洪)積粉土、②2粉質(zhì)粘土、③1黃土類粉土、③2黃土類粉質(zhì)粘土、④1粉土、④2粉質(zhì)粘土、⑤粗砂、⑥坡積碎石和⑦中石炭世頁巖、⑧砂巖組成。

本次在勘探深度內(nèi)未見地下水，可不考慮地下水的影響。

2 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→定位放線→開挖第一節(jié)樁孔土方→澆筑第一節(jié)護壁混凝土→架設(shè)垂直運輸架→逐層開挖土方→孔內(nèi)送風(fēng)檢測有害氣體→安裝操作平臺→支盤擴孔→成孔清底檢查驗收→鋼筋籠就位、固定→混凝土澆筑、試塊制作→樁頂覆蓋、成品保護→檢測驗收。

3 施工方法

1)放線、定樁位及高程:測量工作要準(zhǔn)確易控，當(dāng)樁孔較多，且各軸線有特殊夾角時，樁位坐標(biāo)用傳統(tǒng)的方法計算較繁瑣，累計偏差大，且容易出錯，最好由設(shè)計單位提供樁孔坐標(biāo)，用全站儀放出樁位。樁位經(jīng)施工人員、監(jiān)理單位測量人員、建設(shè)單位在開挖前檢驗合格，釘上木樁，并以樁上的鐵釘作標(biāo)記，用混凝土固定木樁，放樣完畢即可進行下一道工序。

2)開挖第一節(jié)樁孔土方:開挖樁孔應(yīng)從上到下逐層開挖，每節(jié)的開挖高度應(yīng)根據(jù)土質(zhì)和設(shè)計而定，一般以0.9 m～1.2 m為宜。從樁孔中挖出的雜填物或地層物應(yīng)及時運輸?shù)竭h離孔口的地方，決不能堆放在開挖樁孔口周圍的1 m～2 m范圍以內(nèi)，現(xiàn)場所用的運輸機械設(shè)備的通行不得對樁周圍環(huán)境或樁本身質(zhì)量的安全造成隱患。

3)澆筑第一節(jié)混凝土護壁:人工成孔灌注樁第一節(jié)混凝土護壁應(yīng)在樁孔挖成并經(jīng)校驗無誤后進行，采用人工澆筑，人工振搗密實，混凝土強度一般設(shè)計為C20，厚度不應(yīng)小于100 mm，并按設(shè)計要求配制不小于8 mm的構(gòu)造鋼筋，每節(jié)護壁應(yīng)當(dāng)在當(dāng)日連續(xù)施工完畢。坍落度控制在100 mm以內(nèi)為宜，要保證護壁堅固、穩(wěn)定?；炷翉姸缺仨氝_到1.2 MPa或澆筑完成24 h之后再拆模。第一節(jié)混凝土護壁做好以后，按第一節(jié)的操作程序向下進行第二節(jié)混凝土護壁的操作，上下兩節(jié)混凝土護壁的構(gòu)造鋼筋應(yīng)相互連接，以確?；炷磷o壁的整體穩(wěn)定性。而且上下節(jié)護壁應(yīng)該搭接，且搭接長度不小于50 cm。

4)檢查樁位及孔口標(biāo)高:人工成孔灌注樁的第一節(jié)護壁做好后都要進行檢查、校驗，并且要檢查孔壁的垂直度、平整度，不合要求的必須及時進行修整，孔深應(yīng)以按要求測設(shè)的基準(zhǔn)點為依據(jù)，用測繩進行測量。確保人工成孔灌注樁的樁孔軸線位置、標(biāo)高、直徑等都滿足設(shè)計和技術(shù)規(guī)范的要求。

5)架設(shè)垂直運輸架:人工成孔灌注樁第一節(jié)樁孔完成后，應(yīng)架設(shè)垂直運輸?shù)脑O(shè)備。垂直運輸設(shè)備的支架的制作一般可以采用鋼管吊架形式，要求搭設(shè)的垂直運輸支架設(shè)備必須穩(wěn)定、牢固。搭設(shè)完成后要組織相關(guān)技術(shù)人員進行檢查，合格安全后方可進行施工作業(yè)。

6)其他安全設(shè)備的準(zhǔn)備及安裝:隨著成孔的進一步加深，孔口周圍應(yīng)設(shè)置安全防護欄，高度約0.8 m，孔內(nèi)必須設(shè)置供操作人員上下的應(yīng)急爬梯，或者使用配有保險裝置安全可靠的電動葫蘆、吊籠等。每日開工前應(yīng)檢測井下的有毒、有害氣體，挖孔深度超過10 m時，應(yīng)采用專用的井下送風(fēng)設(shè)備，且送風(fēng)量不少于25 L/s。施工現(xiàn)場周圍設(shè)警戒標(biāo)志，防止通行人員或車輛發(fā)生危險并危及作業(yè)人員，確保施工作業(yè)人員的安全。

7)支盤制作:支盤制作應(yīng)根據(jù)設(shè)計院的要求或施工現(xiàn)場實際地質(zhì)情況確定支盤位置，確定好后應(yīng)先選擇一根或幾根有代表性的樁進行試驗。驗證樁的設(shè)計是否合理，安全是否有保障，并根據(jù)實際情況和業(yè)主，設(shè)計院等進行研究，確定最終方案。支盤應(yīng)該從樁底開始，由下向上施工，挖土應(yīng)按設(shè)計尺寸從上向下施工。施工時確保與設(shè)計的尺寸相吻合。合理選擇支盤承力層，密切配合設(shè)計人員，綜合設(shè)計與施工因素，保證支盤間距，有效利用縱向土層的承載力。做好支盤施工必需的支撐體系，應(yīng)采用鋼管或者角鋼制作支撐架，既能在施工過程中減少塌方的可能性，也可以在澆筑混凝土后增加支盤的柔性。

8)檢查驗收:樁孔挖成以后，必須對樁位、樁徑、支盤尺寸、孔底標(biāo)高、樁孔的垂直度、虛土厚度進行全面檢查驗收，然后清理孔壁上的泥土和不平整的地方以及孔底殘雜，并同時檢查支盤的尺寸及完好程度，查看支盤部位是否有坍塌，確保支盤開挖尺寸與設(shè)計相符合。做好施工記錄，辦理隱蔽驗收手續(xù)。報業(yè)主和監(jiān)理進行檢查驗收。

9)鋼筋籠制作、吊放:為了確保鋼筋籠成型后有足夠的強度和剛度，對鋼筋籠的焊接質(zhì)量嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范要求控制，對焊條的類型選擇、焊接尺寸、焊接方法等應(yīng)滿足設(shè)計與規(guī)范的要求。吊放過程中注意，不能使鋼筋籠受力開焊、變形。

10)樁身混凝土灌注方式:如果沒有地下水或滲水量過大時，采用串筒或?qū)Ч鼙盟?。清理干凈之后，?jīng)監(jiān)理驗收后進行灌注。灌注混凝土?xí)r當(dāng)混凝土的落距高度超過3 m時，應(yīng)用串筒進行下料，串筒末端離孔底高度不大于2 m。當(dāng)?shù)叵滤疂B水量過大時，應(yīng)采用截水、降水等措施，確保樁孔中沒有集水，或采用導(dǎo)管水下灌注。灌注時應(yīng)采用插入式振搗器將混凝土振搗密實。確保混凝土澆筑的質(zhì)量?；炷翝仓綐俄敃r，應(yīng)按規(guī)范要求進行超灌0.5 m ～1.0 m。

4 承載效果分析

擴底支盤樁比普通灌注樁只增加很少的混凝土用量及施工費用，承載力可以提高50%～200%。由于單樁承載力較大，在負(fù)荷相同的情況下，可比普通直孔樁縮短樁長，減小樁徑或減少樁數(shù)，作為高層建筑及重要構(gòu)筑物的基礎(chǔ)，可供設(shè)計靈活使用，既可作樁下單樁方案以減少承臺施工量，又可沿箱基墻下或筏基柱下布樁以減少底板厚度及配筋量。

樁周土的承載潛力因增設(shè)支盤而得到有效開發(fā)和利用，提高了單樁的承載力，因此樁基的樁數(shù)樁長可以大大減少。造價工期可以大幅度降低。由于人工成孔給設(shè)計人員如實掌握地質(zhì)情況提供了可靠的資料，極大地降低了樁基檢測時承載力達不到設(shè)計要求而增加費用的風(fēng)險，為工程的順利開展奠定了基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

人工成孔支盤灌注樁在本工程的應(yīng)用中，各項指標(biāo)均滿足設(shè)計和規(guī)范要求，說明在地基處理中該技術(shù)是切實可行的。不僅能節(jié)省投資，而且具有施工方便、工期短、造價低等優(yōu)點。

［1］JGJ 94-94，建筑樁基技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］JGJ 79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.