端承摩擦樁后注漿與自平衡檢測技術(shù)在超高層房 建樁基工程中的應(yīng)用

聶青峰 陳 冬 陽 華 秦 卿 陳 飛

（1.中國建筑第二工程局有限公司華南分公司，深圳 518000；2.深圳市羅湖人才安居有限公司，深圳 518000）

1 工程概況

人才安居集團景?；▓@棚戶區(qū)改造項目位于深圳市羅湖區(qū)蓮塘街道，項目用地面積1.7 萬m2，總建筑面積19 萬m2，由3 棟超172 m 的超高層住宅和3 層沿街商業(yè)配套和社區(qū)配套組成，地下4 層車庫，框支剪力墻結(jié)構(gòu)。塔樓采用機械成孔灌注樁加承臺基礎(chǔ)，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級甲級，設(shè)計使用年限50 年，抗震設(shè)防烈度7 度。

2 地質(zhì)條件與工程樁設(shè)計概況

本工程場地內(nèi)地層及基巖面起伏較大，詳勘揭露有中風化夾層。場內(nèi)發(fā)育一北東向區(qū)域斷層，地質(zhì)條件復雜。原設(shè)計塔樓采用機械成孔灌注樁，設(shè)計單樁承載力為10 500 ～45 000 kN，樁徑為1.2 ～2.8 m，樁端持力層為中風化巖，設(shè)計要求全截面入中風化巖面1D。在塔樓樁超前鉆施工過程中發(fā)現(xiàn)，場地內(nèi)存在大量中風化夾層。穩(wěn)定的中風化巖面較深，尤其是C棟塔樓區(qū)域總共41 根塔樓樁。根據(jù)超前鉆結(jié)果計算，其中9 根樁的樁長為81.65 ～89.95 m（含空樁長度，下同），15 根樁長為90.00 ～94.85 m，17 根樁長為

95.0 ～104.3 m。

超深機械成孔灌注樁施工存在成本高、工期長的問題，同時因成孔時間長，大大增加了成孔及清孔過程中發(fā)生塌孔等情況的概率，導致質(zhì)量與工期難以控制。因此，施工單位聯(lián)合業(yè)主單位多次組織地質(zhì)及設(shè)計專家舉行專家會議，探討超深樁設(shè)計優(yōu)化的可能性，最終決定采用摩擦端承樁加樁端樁側(cè)后注漿的施 工工藝。

3 關(guān)鍵施工工藝

3.1 工藝流程

施工準備→測量放線→鉆進成孔→加工鋼筋籠→焊接荷載箱、綁扎鋼筋計→安裝聲測管、注漿管→下放鋼筋籠→下導管→灌注混凝土→超聲法樁身完整性檢測→樁側(cè)樁端注漿→自平衡法靜載檢測[1]。

3.2 部分關(guān)鍵工序

3.2.1 注漿管布置

布置注漿管時需保證注漿的均勻性，便于安裝和保護。豎向注漿管規(guī)格為Φ32 mm×2.5 mm。管路均沿鋼筋籠加勁箍內(nèi)側(cè)布置，并與每道加勁箍綁扎固定，注漿管頂應(yīng)高出地面20 cm。樁端管超出鋼筋籠底部8 ～10 cm。注漿器采用具備單向閥的專利產(chǎn)品。

布置樁端注漿頭時，樁徑大于等于2 m 時，在樁端均勻布置4 個；樁徑小于2 m 時，在樁端均勻布置3 個。

環(huán)向樁側(cè)注漿管的豎向間距為10 000 mm（10 m），設(shè)置在樁頂8 000 mm（8 m）以下及樁底5 000 mm （5 m）以上區(qū)域內(nèi)，如圖1 所示[2]。

3.2.2 注漿管安裝

樁端注漿管的下料長度與每節(jié)鋼筋籠的長度一致，以保證下籠時注漿管的連接和鋼筋籠的連接在同一工作面處。

注漿管采用絲扣連接。每節(jié)注漿管的外螺紋上均需纏生料帶，套筒與注漿管用管鉗擰緊，不得漏水，不得松動。樁端注漿頭與注漿管的連接要求同上。每節(jié)鋼筋籠下放就位后，及時向注漿管內(nèi)注水，保證內(nèi)外水壓一致。

豎向注漿管固定在鋼筋籠內(nèi)部[3]。

針對樁底注漿管的固定，要求4 根注漿管應(yīng)平分鋼筋籠內(nèi)圈，其中一根注漿管（D2 管）與做標記的定位主筋固定。注漿管與鋼筋籠固定均采用14#鐵絲綁扎，每4 m 設(shè)一個綁扎點，綁扎牢固。

針對樁側(cè)注漿管的固定，固定順序沿做標記的主筋（D2 管）逆時針每隔一根主筋固定（可根據(jù)現(xiàn)場施工環(huán)境調(diào)節(jié)位置，確保標記準確無誤即可），并在每節(jié)鋼筋籠內(nèi)的注漿管的兩端用記號筆做標記，以區(qū)分樁底注漿管和每一層樁側(cè)注漿管。

針對空樁部位注漿管的固定，注漿管與輔助籠采用14#鐵絲綁扎，每2 ～3 m 設(shè)一個綁扎點，綁扎牢固。下完鋼筋籠后，須及時做好標記。

空樁段采用輔助籠，各注漿管、聲測管等應(yīng)與輔助籠固定好。輔助籠應(yīng)確保有足夠剛度，以保證在起吊中不會變形。

3.2.3 鋼筋籠下放與連接

下放每套籠子安排2 ～3 名工人進行注漿管的連接，在主筋連接完畢后，對鋼筋籠內(nèi)部的注漿管進行連接及固定工作，要求接頭連接應(yīng)符合設(shè)計要求。待鋼筋籠下至有樁側(cè)注漿截面處時，安裝樁側(cè)環(huán)形注漿裝置并固定。各注漿管應(yīng)與輔助籠按圖示順序固定好，不得隨意擺放。

鋼筋籠下放時采用逐段吊裝逐段下放的方法，如圖2 所示。兩節(jié)鋼筋籠連接時，50%的鋼筋接頭須錯開，錯開長度不小于35 dm，并不小于50 cm。連接時，上下兩節(jié)的鋼筋籠主筋軸心必須對齊。連接完成后，按要求補焊箍筋使其形成整體。

3.2.4 注漿管的保護

在下放導管和灌注混凝土時，導管和料斗不得碰撞孔口注漿管，要保證孔口注漿管的完好。在成樁之后注漿之前，應(yīng)在孔口設(shè)置圍欄和警示標志，防止其他設(shè)備破壞管子和人員墜入孔中。

3.2.5 壓水開塞

注漿管開塞工序應(yīng)在樁基首灌混凝土澆筑完成后12 ～24 h，使用注漿泵壓入清水。若水壓突然下降，表明單向閥已打開，應(yīng)立即停泵，封閉閥門5 min，以消散壓力。若觀察到有水外噴現(xiàn)象，應(yīng)繼續(xù)關(guān)閉閥門，每2 ～5 min 后再次觀察，直至管內(nèi)壓力消散。

3.2.6 樁孔回填

本工程注漿管及超聲管頂高出地面20 cm。由于空樁量較大，空樁高度較高，為確?？諛抖蝺?nèi)注漿管和超聲波管不被破壞，地面3 m 以下采用場地內(nèi)現(xiàn)有土進行回填，3 m 至地面采用摻5%水泥的石粉回填。回填過程中應(yīng)特別注意不可碰撞擠壓預埋注漿管和超聲管。

3.2.7 后注漿施工

基樁混凝土澆筑完畢2 d 后進行樁側(cè)、樁底后注漿施工[4]。

首先，水泥漿制備。第一，注漿采用強度等級為42.5R 的普通硅酸鹽水泥；第二，水泥漿7 d 強度不宜小于10 MPa。對于飽和土水灰比宜為0.45 ～0.65，對于非飽和土水灰比宜為0.7 ～0.9，可摻適量外加劑，保證漿液具有較好的流動性和穩(wěn)定性。嚴格控制漿液配比，攪拌時間不少于2 min。漿液應(yīng)具有良好的流動性，不離析，不沉淀，進入儲漿桶時必須用16 目紗網(wǎng)進行過濾。

其次，注漿順序。一方面，宜先樁側(cè)后樁端，樁側(cè)注漿應(yīng)先上后下；另一方面，樁端注漿應(yīng)對同一根樁的各注漿導管依次實施等量注漿。

再次，注漿參數(shù)。第一，樁端注漿終止注漿壓強值宜為4.0 ～10 MPa，最大流量不應(yīng)大于75 L·min-1。第二，注漿作業(yè)宜于成樁2 d 后開始，不宜遲于成樁30 d 后；注漿作業(yè)與成孔作業(yè)點的距離不宜小于8 ～10 m。 第三，注漿量和注漿壓強應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求執(zhí)行。

最后，注漿要求及終止注漿條件。第一，注漿量達到設(shè)計要求，注漿壓強達到控制壓強并持荷5 min，可終止注漿。第二，若注漿量達到設(shè)計要求但注漿壓強未達到控制壓強要求，可按以下條件終止注漿：若注漿壓強≥0.8 倍最低控制壓強，應(yīng)增加注漿量至110%后封壓；若注漿壓強小于0.8 倍最低控制壓強，應(yīng)改為間歇注漿，間歇時間宜為30 ～60 min，增加注漿量至120%后封壓[5]。第三，若注漿壓強達到控制要求，但注漿量未達到設(shè)計要求可按以下條件終止注漿：增加注漿壓強，達到設(shè)計注漿量，即可終止注漿；增加注漿壓強達到10 MPa，即可終止注漿。

4 效益分析

4.1 社會效益

本工程周邊環(huán)境復雜，均為老舊居民區(qū)。工程樁采用摩擦樁加后注漿工藝后，大大減少了旋挖機入巖所引起的震動，有效減少了周邊居民的恐慌與投訴。

4.2 經(jīng)濟效益

本工程C 棟塔樓區(qū)域共41 根塔樓樁，按原嵌巖樁設(shè)計，其中9 根樁的樁長為81.65 ～89.95 m（含空樁長度，下同），15 根樁長為90.00 ～94.85 m，17根樁長為95.0 ～104.3 m。在試樁檢驗合格后，變更為摩擦樁后平均樁長為65 m（含空樁），總計縮短樁長1 098.84 m，節(jié)約施工成本近1 000 萬元。

4.3 施工進度

以本工程C 棟T3-2 樁（樁徑2.8 m）為例，原設(shè)計有效樁長77 m，含空樁段總樁長為99.3 m，入中風化巖深度為2.8 m，按經(jīng)驗預計成孔時間13 d，變更后有效樁長48 m，含空樁總樁長為70.3 m，不需入巖，預計成孔時間4.5 d，可節(jié)約工期8.5 d。整體而言，以兩臺機同時施工計算，本次摩擦樁加后注漿變更為項目節(jié)約工期約60 d。

5 結(jié)語

本次端承摩擦樁后注漿與自平衡檢測是在人才安居集團項目中的首次應(yīng)用。本項目實踐證明，在有效保證設(shè)計承載力要求的情況下，所提方案有效解決了傳統(tǒng)超深嵌巖灌注樁在復雜地質(zhì)條件下施工中易產(chǎn)生的塌孔、頸縮以及卡管等問題，提升了成樁質(zhì)量，節(jié)約了施工成本，縮短了施工工期，對超深嵌巖樁的設(shè)計與施工優(yōu)化具有借鑒意義。