軟土地基中一柱一樁先插法施工關(guān)鍵技術(shù)

王昕

摘 要：由于超大超深基坑施工越加普遍，施工中對支撐樁柱要求也越加嚴(yán)格，現(xiàn)階段我國國內(nèi)的超大超深基坑施工工程中的逆作支撐柱垂直度通常控制在1/600-1/500之間，這樣高的精度應(yīng)該滿足于兩個方面的條件，一是下部支撐樁垂直度的精度要必須滿足于中1/300-1/200之間，另一個是需要擁有一套技術(shù)先進(jìn)、安全成熟的調(diào)垂方法以及相應(yīng)的設(shè)備，而一柱一樁先插法施工技術(shù)完全能夠滿足于這一要求。本文以某案例為例，對軟土地基中一柱一樁先插法施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，僅供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：軟土地基；一柱一樁先插法；施工技術(shù)

某工程是集商務(wù)、辦公一體的綜合性工程，總占地面積約5.5萬m2，基坑總面積48000m2，周長960m，由3幢塔樓和5層地下室組成，無裙房，其中塔樓區(qū)域挖深28m，純地下室區(qū)域普遍挖深約26.5m，整體基坑開挖方式為：首先B0層整體同步挖深約9m，然后地下室停止開挖，塔樓區(qū)域順挖到底，待塔樓區(qū)地下結(jié)構(gòu)回筑至地面，地下室再繼續(xù)向下逆作開挖，最終實現(xiàn)塔樓地上結(jié)構(gòu)與地下室開挖、結(jié)構(gòu)回筑平行施工。

1 先插法工藝原理

1.1 工藝原理

先插法施工是一種比較傳統(tǒng)、成熟的施作一柱一樁調(diào)垂鋼管柱的施工工藝，具有設(shè)備簡單、操作方便的優(yōu)點。其主要采用1個3層的調(diào)垂架，通過中、下2層水平排布的各4只調(diào)節(jié)螺桿，利用杠桿原理對鋼管柱進(jìn)行調(diào)垂。理想情況下鋼管柱在鉆孔內(nèi)僅受側(cè)向泥漿阻力，利用上層螺桿一點固定，下層螺桿一點調(diào)整可以輕易地將鋼管柱移動、調(diào)整。如果僅靠螺桿調(diào)整鋼管柱比較困難，可以同時開啟孔內(nèi)（地下5m處）的導(dǎo)向糾偏千斤頂給鋼管柱施加水平力，提高調(diào)垂的效果和精度。

1.2 施工工藝的改進(jìn)

常規(guī)的地面調(diào)垂架僅依靠地面以上的2個支點調(diào)垂，且兩支點間距僅約2m，依靠僅2m的短管節(jié)調(diào)垂下部近30m的鋼管柱難度極大。改進(jìn)的先插法調(diào)垂工藝新增加了地下的4只導(dǎo)向糾偏千斤頂做調(diào)垂支點，一方面在鋼管柱下插過程中開啟導(dǎo)向糾偏千斤頂作導(dǎo)向，另一方面，在調(diào)垂時延長了地面上和地面下2個支點的距離，由原來的2m增長為7m，以7m長度的短管節(jié)來調(diào)垂下部逾20m的鋼管柱，調(diào)垂達(dá)到設(shè)計要求精度的保證率提高很多。

2 軟土地基下部支承樁垂直度控制技術(shù)

2.1 循環(huán)泥漿管理

該工程所使用的泥漿主要是優(yōu)質(zhì)膨潤土以及添加劑，添加劑主要應(yīng)用氫氧化鈉或是碳酸鈉，屬于典型的人工漿。泥漿在使用過一次后，還需要經(jīng)過砂機凈化循環(huán)以便可以再利用，而且這樣做還能夠在很大程度上確保黏性土以及砂性土始終保持穩(wěn)定狀態(tài)，選用的清孔泥漿各項指標(biāo)都要適中，確?？椎壮猎淮笥?cm。

2.2 鉆進(jìn)過程控制

由于該工程中一部分土層是黏性土，因此在鉆進(jìn)的過程中要使用中等轉(zhuǎn)速、不用太過濃稠的泥漿方法來完成鉆進(jìn)工作。就本工程而言，粉質(zhì)黏土及其泥漿密度都不能高于1.3，將進(jìn)尺看作是依據(jù)，避免出現(xiàn)糊鉆、進(jìn)尺速度過慢的情況。至于密實砂性土要選擇應(yīng)用大泵量、較慢速度的方法進(jìn)行鉆進(jìn)，定要將孔隙度控制在一定范圍之內(nèi)；軟土層與硬土層之間鉆進(jìn)工作人員要控制進(jìn)尺速度，當(dāng)鉆頭穿過交界面以后，工作人員務(wù)必要進(jìn)行掃孔，大約是2-3次，這樣就能夠最大限度的避免不平衡接觸面產(chǎn)生的孔斜。

2.3 成孔質(zhì)量檢查

當(dāng)鉆進(jìn)到一半孔深時，工作人員要借助專業(yè)檢測儀來對著鉆桿垂直度進(jìn)行檢測，若精度達(dá)不到1/300，要馬上糾正，糾正之后再繼續(xù)鉆進(jìn)，完成鉆進(jìn)后工作人員還需要應(yīng)用井徑儀進(jìn)行垂直度檢測，若鋼管柱成孔垂直度未能超過1/300即算合格，如若不然就掃孔對孔斜率進(jìn)行必要的調(diào)整。

3 鋼管柱調(diào)垂及檢測關(guān)鍵技術(shù)

3.1 先插法調(diào)垂架的合理改進(jìn)

由于本工程具有一定的特殊性，不能完全使用其他工程的先插法調(diào)垂架施工技術(shù)，應(yīng)該在其基礎(chǔ)上進(jìn)行必要的改進(jìn)：

第一，施工人員需要將調(diào)垂架這螺桿端部改換成為環(huán)形手柄，這樣操作人員在旋擰螺桿時不僅能夠節(jié)省時間，也不耗費力氣；第二，調(diào)垂架第3層處要設(shè)計護(hù)欄，并且安裝踏腳板，以此保證施工人員作業(yè)安全；第三，調(diào)垂架上還需要添置漏斗，以便各個方位都能夠回填碎石，以此確保鋼管柱得到平均的受力，不會產(chǎn)生不必要的擾動；第四，對調(diào)垂架底角進(jìn)行固定加強處理，既要擴大底角與地面的接觸面積，還應(yīng)該多設(shè)計一些螺栓孔，以此保證調(diào)垂架與地面之間可以進(jìn)行更加有效的固定，確保調(diào)垂過程中架體穩(wěn)定不發(fā)生任何的偏移。

3.2 輔助性手段

第一，使用加厚壁鋼護(hù)筒，長度為6m，之后再運用振動錘振設(shè)進(jìn)入，垂直度要控制在1/300之內(nèi)，與此同時要保證四周回填密實，這樣才能夠保證千斤頂使用過程有足夠的水平反力；第二，正式吊放鋼管柱之前，要在孔中放置導(dǎo)向糾偏裝置，每個方向各一只，共4只，這樣鋼管柱插入時就能夠提供參考數(shù)據(jù)，這樣就能夠更叫高效的調(diào)垂；第三，使用三維激光測斜儀設(shè)備，將該設(shè)備放置在鋼管柱柱身，這樣就能夠在第一時間檢測出柱身是否發(fā)生傾斜，是否需要進(jìn)行調(diào)垂；第四，隨時關(guān)注鋼管柱外情況，要及時注漿，以此確保調(diào)垂后面柱身四周都能夠得到均勻的受力，同時也能夠防止鋼管柱懸臂時產(chǎn)生過于明顯的撓度；第五，支承柱鋼筋籠頂部還需要添加設(shè)置雙箍筋，依據(jù)本工程需求，需要2道雙箍筋，避免鋼管柱接觸到鋼筋籠，而導(dǎo)致難以調(diào)垂。

4 一柱一樁高低標(biāo)號混凝土澆筑控制

由于下部支承樁澆筑水下C35混凝土，鋼管柱內(nèi)澆筑水下C55混凝土，兩種不同混凝土澆筑界面的控制關(guān)鍵在于：（1）采用泵車布管澆筑，開始澆筑水下C55混凝土?xí)r導(dǎo)管埋深2.5m，使兩種混凝土置換面位于鋼管柱底以下2m；（2）通過前幾根的原位試驗，依據(jù)泥漿相對密度、石子體積、質(zhì)量等精確計算出C35混凝土的上升速率，當(dāng)管外碎石與C55混凝土的頂托力平衡時即可停止回填；（3）保證合理低速的澆筑速度，拆除起拔導(dǎo)管時嚴(yán)禁生拉硬拽碰觸鋼管柱本身；（4）待鋼管柱頂端（高出地面約20cm）的溢流孔內(nèi)溢出C55混凝土?xí)r停止?jié)仓?/p>

結(jié)束語

綜上所述，可知本工程所使用的一柱一樁先插法施工技術(shù)，是在原有工程地面調(diào)垂架調(diào)垂基礎(chǔ)上進(jìn)行的改良，改良后既提升了調(diào)垂的效果，也提升了鋼管柱的垂直度，最終數(shù)據(jù)統(tǒng)計，應(yīng)用此種方法后，一次性調(diào)垂成功率超過了90%?？傊倪M(jìn)之后的一柱一樁先插法，不僅能夠創(chuàng)造出豐富的經(jīng)濟效益，也能夠創(chuàng)造出豐富的社會效益，再加之，此種施工方法的工藝更加成熟，因此具有非常好的應(yīng)用前景?！?/p>

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