滨海地区软基条件下劲性复合桩施工技术研究.pdf

地基与基础建 筑 技 术 开 发166 Foundation and BasementBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月滨海地区软基条件下劲性复合桩施工技术研究庄恢权，许铭浩，孙 鸿，钟鸣智，韩 文（中国建筑第二工程局有限公司海南分公司，海口 570000）摘要 滨海地区软基条件下采用钻孔灌注桩或预制管桩等常规桩型，易产生挤土效益、对周边环境影响较大，遇密实性砂层施工的难度大，成桩质量难以保证。结合本工程实际情况，通过对现有常规桩型的优化，改造形成劲性复合桩，可以解决深厚淤泥单独适用管桩存在疑义的问题（如超长管桩稳定性问题）；可以解决坚硬粘土层、密实砂层、卵石层以及风化岩层管桩沉桩问题，优化桩长以桩身强度控制承载力特征值，从而节省造价。关键词 软土地基；桩型选择；劲性复合桩 中图分类号TU 753.3 文献标志码A 文章编号1001-523X（2023）08-0166-04RESEARCH ON THE CONSTRUCTION TECHNOLOGY OF THE FLEXIBLE COMPOSITE PILE UNDER THE SOFT FOUNDATION CONDITION IN THE COASTAL AREAZhuang Hui-quan，Xu Ming-hao，Sun Hong，Zhong Ming-zhi，Han Wen AbstractUnder the condition of soft foundation in coastal area,conventional pile types such as bored pile or prefabricated pipe pile,which is easy to produce crowding benefit,has a great impact on the surrounding environment,is difficult to meet the construction of compacted sand layer,and the quality of pile formation is difficult to ensure.According to the actual situation of the project,the optimization of the existing conventional pile type can solve the problem of deep silt(such as the stability of ultra-long pipe pile),concrete sand,pebble and weathered rock,and optimize the pile length to control the bearing capacity characteristic value by pile strength,so as to save the cost.Keywordssoft soil foundation;pile type selection;strength composite pile1 工程概况某场馆项目位于海南省三亚市崖州区三亚崖州湾科技城内。项目建设用地面积36 901.01 m2，总建筑面积74 837.81 m2。建筑设计（合理）使用年限为50年，建筑结构的安全等级二级；地基基础设计等级（大地下室部分）乙级。地下室的抗浮设计等级为 乙级。工程桩基采用劲性复合桩类型，外芯为 800水泥土搅拌桩，内芯采用先张法预应力混凝土管桩PHC500AB125C80（混凝土强度），桩端持力层选择粗砂层，承载力特征值2 500 kN。基础所在位置为粗砂层；地下岩层起伏不一；岩土层自上而下主要有杂填土、粉质粘土、中砂和粗砂，上部砂层较厚，地下水埋藏浅，地下水对桩基施工具有一定 影响。2 桩型选择2.1 预应力混凝土管桩（PHC）+引孔管桩沉桩施工时主要采用静压和锤击两种方法，其优点主要为：造价较低，施工速度快，效率高。其缺点主要为：管桩施工时会产生巨大的挤土效应，对周边已有建筑物、道路及管线造成影响，引发不均匀沉降等现象；管桩送桩的深度有一定的局限性，在不利的地质条件下，管桩不宜被使用。2.2 钻（冲）孔灌注桩与管桩锤击法相比，其优点在于施工噪声和震动较小，有很强的环境适应性，可以适用于各类复杂地层环境，单桩分布距离较大，无明显挤土效应。其缺点主要为：成孔速度较慢，成本较高，工期较长，桩身质量不易控制，易出现塌孔、缩颈、断桩、桩身局部夹泥等质量事故，不易消除桩底沉渣问题。2.3 劲性复合桩主要特点可有效提高承载力；施工工艺为非挤土桩工艺（即搅拌成孔后植入预制管桩），对周边环境影响小；施工过程中可减少泥浆排放；成桩速度快，功效好，有效缩短工期；预制管桩由专业工厂进行加工，质量可靠，避免了传统灌注桩的塌孔、缩孔、沉渣等质量问题。通过对预制管桩+引孔、灌注桩、劲性复合桩3种方案综合比选，并结合三亚市崖州地理位置条件，采收稿日期：20230404作者简介：庄恢权（1991），男，海南文昌人，工程师，主要研究方向为房屋建筑。地基与基础建 筑 技 术 开 发 167Foundation and BasementBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月用劲性复合桩在技术质量可靠性、经济性方面全面优于管桩+引孔和灌注桩。3 劲性复合桩施工方法3.1 施工原理利用搅拌钻机注入水泥浆成孔后中植入高强预应力管桩作为内芯桩形成的具有高承载力的复合基桩（图1）。预制桩水泥土桩 预制桩水泥土桩（a）（b）预制桩水泥土桩（c）图1 复合基桩示意（a）等芯桩；（b）短芯桩；（c）长芯桩3.2 工法特点抗水平承载力、抗拔承载力高；无泥浆排放、无挤土效应。3.3 适用范围适用滨海地区各类强风化、砂土、淤泥等软质基岩地层。特别适用于深厚淤泥、密实砂层地质条件，其中可解决深厚淤泥单独适用管桩存在疑义问题（如超长管桩稳定性问题）；可解决坚硬粘土层、密实砂层、卵石层以及风化岩层管桩沉桩问题，优化桩长以桩身强度控制承载力特征值，从而节省造价。3.4 施工设备搅拌桩机、高压旋喷桩机、改进的长螺旋钻机+压桩机（振动锤）、静压与搅拌一体机。3.5 整体工艺流程工艺流程如图2所示。场地处理样桩施放搅拌桩机就位搅拌成孔复核签证制浆垂直度监测垂直度监测垂直度监测垂直度监测桩坑回填喷浆搅拌提升搅拌桩机移机施工下一根桩、压桩机就位桩起吊施工记录植桩植桩送桩对桩、接桩桩位复核、施工记录桩位复核、施工记录图2 工艺流程4 搅拌植桩施工工艺根据试验段地质情况、周边环境及施工经验，采用搅拌植桩法施工工艺沉桩，先通过搅拌成孔设备成孔，直径为800 mm，成孔深度与设计入土桩长相同，搅拌提升注浆成孔后，再静压沉桩。沉桩过程中，需根据现场情况及时调整施工工艺。4.1 搅拌成孔（1）场地处理。水泥搅拌桩施工前，应进行推土和施工现场的平整，达到能行走水泥搅拌桩架 即可。（2）测量定位。按照设计图进行放样定位及高程引测工作，确认无误后进行搅拌施工。（3）桩机就位。桩机就位，移动前看清各方情况，及时发现并清除障碍物，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。桩机应平稳、平正，并用经纬仪经常校核。水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，偏差值应不大于1 cm。（4）搅拌注浆。水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应严格控制下沉和提升速度，在桩底部分适当持续搅拌注浆。（5）制备水泥浆液及浆液注入。在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，在开机前应进行浆液的搅制。根据水泥浆液的水灰比确定每立方搅拌水泥土水泥用量，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算，浆液流量以浆液输送能力控制。4.2 植桩（1）应选择满足沉桩施工相关设计技术要求的桩机，并具有足够的稳定性、强度、稳定性。考虑对周边环境的影响，可采用静压方式。（2）预应力管桩采用静压沉桩方式，管桩施工地基与基础建 筑 技 术 开 发168 Foundation and BasementBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月时应采用桩长及压力双控制，施工中应对照勘察报告，确保桩端进入持力层的深度满足设计要求，终止沉桩应以桩长控制为主，压力控制为辅。4.3 接桩施工接桩可采用机械抱箍式连接，具体结构如图3 所示。半圆头内六角螺栓图3 管桩机械连接示意4.3.1 准备工作（1）将接桩部位清理干净，如果有松动的混凝土块要凿除掉，桩主筋焊接时注意不要烧伤原桩体钢筋的主筋箍筋。（2）有浮浆的桩已剔凿至坚硬露出石子混凝土面，达到设计及规范要求，并经监理验收确认。（3）桩头浮灰、泥土已冲冼或吹干净，确保桩头没有积水。4.3.2 焊接要求焊接接桩完毕后，必须自然冷却8 min后方可继续施打（压），严禁采用水冷却和焊接后立即施打（压），焊接接桩应符合下列规定。（1）下节桩的桩头宜高出地面0.5 m。（2）管桩对接前，应用铁刷子清刷干净上下端板表面，坡口处应刷至露出金属光泽。（3）接桩时上下节桩应保持顺直，错位偏差不宜大于2 mm，接桩错位纠偏时不得采用大锤横向 敲打。（4）焊接接头应进行质量检查，外观质量等级不低于二级。并应采用探伤检查，同一工程探伤检查抽样数量为总接头的1%，且不得少于3个接头。4.3.3 防腐要求接桩头焊接完成、焊缝冷却后，在焊缝、端板、桩端钢套箍外露表面涂抹耐磨防腐涂层，厚度300 m。4.4 送桩（1）压桩机利用送桩杆将预制管桩压至设计 标高。（2）植桩桩顶标高允许偏差为50 mm，采用水准仪进行控制。（3）垂直度允许偏差0.5%。5 外芯水泥土桩施工技术要求（1）外芯水泥土桩采用“湿法”“四搅两喷”工艺，其施工机具必须同时具备高压旋喷与机械搅拌功能，并需根据地层条件选择合适的钻具，保障成桩工艺的可行性及成桩质量。（2）高压旋喷钻机的钻杆施工前必须全部接好，在施工过程中不能出现停钻接杆。单个孔位高压旋喷成孔时间不能超过3 h。（3）水泥土桩垂直偏差不得超过1%；桩位偏差不得大于50 mm；桩径、桩长不得小于设计值。（4）钻杆提升速度不超过0.8 m/min，搅拌头每旋转一周，其提升高度不得超过15 mm。（5）搅拌头的直径应定期复核检查，其磨耗量不得大于10 mm。（6）水泥土桩施工时，要求桩身完整、搅拌均匀、几何尺寸准确，每根桩应一次性连续完成，不得中途中断、不得有空壳和夹心现象。6 先张法预应力混凝土管桩施工技术要求（1）预应力管桩采用静压沉桩，预应力管桩施工应在水泥土桩施工后1 h内进行。（2）管桩基础采用电焊焊接，坡口尺寸各加大1 mm，或做10%的焊缝探伤检查。（3）采用的预制桩为先张法预应力混凝土 管桩。（4）管桩施工机械就位后，应有可靠的垂直度控制措施，垂直度偏差不得超过0.5%。（5）管桩接桩焊接应符合GB 506612011钢结构焊接规范规定；焊接接桩完毕后，必须自然冷却8 min后方可继续施打（压），严禁采用水冷却和焊接后立即施打（压）。（6）接桩头焊接完成、焊缝冷却后，在焊缝、端板、桩端钢套箍外露表面涂抹耐磨防腐涂层，厚度300 m。（7）压桩时，若进桩困难，且压桩反力大于2倍桩抗压承载力特征值时，可收桩。7 施工重点注意事项（1）在预制管桩植入过程中，应随时检测，偏差超过设计要求必须进行校正。用2台经纬仪互成地基与基础建 筑 技 术 开 发 169Foundation and BasementBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月深基坑“零”距离既有车站结构安全 评估与监测实例分析韩守程1，2，张 睿3，刘 健1，2，安育芳1，2，张 凯1，2（1.北京城建勘测设计研究院有限责任公司，北京 100101；2.城市轨道交通深基坑岩土工程北京市重点实验室，北京 100101；3.南