淺談特殊地基處理螺釘樁施工及前截法樁帽一體化施工工藝及控制要點

何芳梅

（甘肅鐵科建設工程咨詢有限公司，甘肅 蘭州730000）

1 特殊路基地基處理要點及范圍

1.1 路基地基處理要點

嚴格落實地質核查、核對：施工前，應按設計地質資料進行現(xiàn)場核對。發(fā)現(xiàn)與設計資料不符時，施工單位應及時向建設、勘察設計單位反饋，必要時采取補勘或其他手段。

落實工藝先行、樣板引路：依據(jù)現(xiàn)行驗標、圖紙對地基處理選擇有代表性地段進行成樁工藝性試驗或試驗性施工，以確定施工工藝參數(shù)，形成總結報告并經(jīng)監(jiān)理審查確認后，方可后續(xù)施工。

排水系統(tǒng)不完善：路堤填筑施工前應做好路基范圍及兩側的地面排水、防滲和地下水的攔截、引排，地下水的出露位置和處理前后的出水情況應有記錄。

未檢驗、核查即開展施工導致質量事故：地基處理應加強施工過程質量控制和加固效果監(jiān)測。地基處理質量驗收合格后方可進行基床底層施工。

堆載預壓后觀測數(shù)據(jù)不實或期限不足：路基填筑后應進行連續(xù)觀測，路基填筑完成或堆載預壓后沉降觀測時間不宜少于6個月。如遇觀測數(shù)據(jù)不足以評估或工后沉降評估無法滿足設計時，應相應延長觀測期，必要時可采取加速或控制沉降的措施。

1.2 適用范圍

適用于一般黏性土、粉土、砂土、碎(卵)石土、殘積土及強風化巖等土層。對于其他土層，應通過成孔、成樁試驗和載荷試驗確定其適應性，高速鐵路項目螺釘樁、CFG樁等剛性樁復合地基一體化施工。當樁帽周邊土體為土質地層且樁帽為倒柱圓臺形狀時，優(yōu)先采用機械旋挖成孔、土模澆筑施工；當樁帽為方形樁帽或樁帽地層為碎石土等非土質地層時，采用人工或專用設備成孔后進行樁帽混凝土澆筑施工。

2 成樁工藝性試驗

施工前應根據(jù)地層條件差異與工裝設備變化選擇代表性地段進行成樁工藝性試驗（一般不少于3個加固單元），確定各項施工工藝參數(shù)后，進行單樁或復合地基承載力試驗，確定設計參數(shù)。監(jiān)理、勘察設計單位應參加工藝性試試樁并確認試驗結論，施工單位按工藝試驗確定的參數(shù)組織施工。

試驗是為下一步軟基處理工程施工提供技術依據(jù)，其中包括

主要設備的適用性、配套設備的型號及數(shù)量；

根據(jù)地質情況初步選定施工工藝和施工順序的合理性，通過確定施工控制參數(shù)及工序時間，相關人員的配備、配合；

樁身質量、處理后單樁承載力或地基承載力是否達到設計要求等。

3 樁體施工

螺釘樁樁身可為全螺紋樁身，也可以為部分直桿+部分螺紋樁身。螺釘樁采用鉆機鉆具旋轉擠壓土體成孔，管內(nèi)泵壓混凝土成樁。當采用部分螺紋樁身時，上部為圓柱型，下部為螺絲型，螺紋段外徑等于直桿段直徑，直桿段長度為總樁長的1/3～1/2，且不小于4m。

3.1 施工工藝流程

施工準備→測量放線及復核→鉆機就位（垂直度檢查）→下鉆→砼供應 （試件制作與養(yǎng)護→強度試驗報告）→提鉆同時泵送砼→移機至下一根樁（鉆機就位等循環(huán)）→成樁

3.2 控制要點

3.2.1 施工準備

1）施工前應具備的條件

已完成工程施工圖會審、設計交底；

施工組織設計/專項方案已批準，并進行交底；

施工場地應具備“四通一平”；

原材進場檢驗合格，砼配比符合現(xiàn)行規(guī)定及設計規(guī)定；

測量控制點應埋設在施工影響范圍外，并應妥善保護、定期復測；

底線管線、障礙物已清理或保護妥善。

2）施工前應按下列規(guī)定進行工藝參數(shù)試驗

試樁的類型、樁長應符合設計規(guī)定

應根據(jù)設計要求的數(shù)量、位置進行試樁，確定工藝參數(shù)；

應根據(jù)試樁結果優(yōu)化設計或指導后續(xù)施工。

3.2.2 樁體施工

1）施工順序應根據(jù)專項方案、試樁結果、設計圖紙及場地實際情況確定，并應符合下列規(guī)定：

施工順序應考慮樁間距、地質和周圍建筑物/鄰近既有線情況，施打順序宜根據(jù)樁間距及地層情況采用從線路中心向兩側順序推進或跳打施工。按流水法分區(qū)施工；

鉆機就位就位應調直、調平并穩(wěn)固；鉆機開始前，應關閉鉆頭閥門；鉆孔開始時鉆進應先慢后快；過程中保持勻速下鉆，鉆桿旋轉一圈，應同時下降一個螺距，在土體中形成螺紋，鉆至設計孔深后停鉆；確保螺釘樁垂直度容許偏差≤1%。樁位容許偏差≤5cm。

2）混凝土灌注應符合下列規(guī)定：

鉆頭鉆至設計標高后，停止鉆進，開始泵送混合料，當鉆桿芯管充滿混合料后鉆桿開始反向旋轉提升鉆桿，灌注混凝土時，應確保每根螺釘樁的混凝土應連續(xù)灌筑，且泵送混凝土速度與提鉆速度相匹配，嚴格控制提升速度與旋轉速度，使二者匹配，嚴禁先提管后泵料。成樁的提拔速度宜控制在每分鐘2～3m,成樁過程宜連續(xù)進行，應避免因供料滯后而導致停機待料；

混凝土細骨料宜采用中砂，粗骨料宜采用連續(xù)級配，最大粒徑不應大于20mm；

混凝土拌合物擴展度應＞500mm,坍落度應控制在 180mm～230mm；

混凝土拌合物填充鉆桿的量應根據(jù)地質情況確定，且保證鉆桿內(nèi)有連續(xù)的砼；

通過采用樁身施工數(shù)字化自動監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了對樁長、垂直度、鉆進速率、鉆機電流等重要參數(shù)的實時自動監(jiān)測和記錄，有效消除了施工中人為影響因素，并能夠實現(xiàn)遠程監(jiān)控及自動生成檢驗批所需原始記錄，有效保證了地基處理質量；

提鉆成螺并泵送（螺紋段）:鉆頭鉆至設計深度后，順時針旋轉提升鉆桿，提升過程中嚴格控制鉆桿提升速度和旋轉速度相匹配，保持鉆桿順時針旋轉一周，提升一個螺距；以擠壓土體形成螺紋空間。在順時針提鉆的同時，通過鉆桿向孔內(nèi)壓灌混凝土，填充土體的螺紋空間，形成混凝土螺紋段樁身；

提鉆掃螺并泵送 （直桿段）: 提鉆到設計的樁身直桿部分時，鉆桿由順時針旋轉改為逆時針旋轉并提升產(chǎn)生柱狀空間。在逆時針提鉆的同時，通過鉆桿向孔內(nèi)壓灌混凝土，填充土體的柱狀空間，形成混凝土直桿段樁身。

樁頭前置處理。在復合地基剛性現(xiàn)澆樁灌注過程中，螺桿樁、CFG樁等現(xiàn)澆混凝土樁，通過水準儀進行標高控制，以控制樁頂標高，當樁身混凝土灌至樁頂高程以上20～30cm時對樁頂以下2m內(nèi)混凝土進行振搗，并用鐵勺清除樁孔內(nèi)灌注的多余混凝土，標高控制至樁頭設計高程，后用塑料膜覆蓋樁頭，保濕養(yǎng)護。

4 樁體質量驗證

1）樁體質量檢驗應進行進行樁身完整性、單樁及復合地基承載力等指標檢測。樁身檢測合格后，方可進行樁帽施工。

2）螺釘樁身施工完畢后需進行檢測，包含樁身完整性檢測、樁身強度檢測、單樁承載力監(jiān)測:

成樁7天內(nèi)，采用低應變檢查樁身完整性，低應變檢測取總樁數(shù)的2‰,且不少于3根；

成樁28天后，應在樁體中心處、樁長范圍內(nèi)垂直鉆孔取芯，觀察樁體完整性，在樁身上、中、下取不同深度，且不少于3個試樣做抗壓試驗，檢測數(shù)量為施工總數(shù)的2‰，且不小于3根；

成樁28天后檢測單樁承載力，工程樁檢驗數(shù)量不應少于總樁數(shù)的1%，且不小于3根，靜載試驗樁必須在靜載前全部進行低應變檢測。

5 螺釘樁、CFG樁等帽施工

螺桿樁、CFG樁等剛性灌注樁采用前截法樁頭處理 (樁頭清理→樁頂標高修整→樁頭搗震→樁頭保護)→樁基檢測→機械一體化樁帽施工(樁間土清理→樁帽土模機械成型→樁帽土模修整→樁帽灌注→樁帽養(yǎng)護)[1]。

樁身樁帽一體化機械施工或樁帽 “前截法”施工時，樁間土不需清除，當樁間土擾動時，應清除并采用與墊層料相同填料回填、壓實。此環(huán)節(jié)省去了樁頭開挖及環(huán)切工藝，減少了樁間土的擾動，且保證了樁身完整性[2]。

土質地層中的圓臺形樁帽，可采用樁帽成型器旋挖成孔，將上部豎向載荷分解為斜向作用力，該作用力能對樁間土壤產(chǎn)生擠密效果，從而加強了樁土見承載力[8。

一臺樁帽成形器一臺班可連續(xù)施工約300～480個樁帽，有效降低了成本，提高了施工速度[4]。

6 總結

通過在該工藝流水化施工及推廣、普及，不但在滿足施工進度、標準化要求的同時，有效的保證了工程質量，圓滿完成了工程施工任務，為今后的施工提供了寶貴的施工及管理方面的經(jīng)驗，也使得項目管理人員、作業(yè)人員樹立了堅定信心，增強了質量意識。在今后施工中將繼續(xù)嚴要求、重落實，爭優(yōu)創(chuàng)先。