張 揚(yáng)

（中交第三航務(wù)工程局有限公司廈門分公司，福建廈門 361006）

1 工程概況

迎賓大道沿線及周邊分布大片水塘，水塘內(nèi)水深約100～150 cm，需筑壩、抽水、清淤、換填后，再進(jìn)行CFG樁作業(yè)。迎賓大道沿線雜填土以黏性土為主，含有中粗砂、碎石、塊石、建筑垃圾、生活垃圾等硬雜物，硬雜質(zhì)含量約占30%～40%，該層厚度0.50～8.40 m，潛水埋深0.4～4.5 m，影響CFG樁作業(yè)。CFG樁樁徑為600 mm，間距2.0～2.5 m，按等邊三角形布置，樁體進(jìn)入持力層深度為0.5 m，樁身用C15混凝土。單樁承載力至少達(dá)170 kN，基于各樁體所組成的復(fù)合地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值視樁間距而定，2.0 m時為150 kPa，2.5 m時為130 kPa，樁頂采用現(xiàn)澆C20鋼筋混凝土托板，樁位基準(zhǔn)線與道路中心線重合。

2 單樁承載力分析

按如下方法展開計算，確定單樁承載力極限值：

式中：Qs——極限摩阻（kPa）；R——單樁承載力設(shè)計值（kN）；qp——強(qiáng)風(fēng)化花崗巖阻力（kPa）；Qp——極限端阻（kPa）；li——土層厚度（m）；d——樁直徑（m）qsi——阻力（kPa）；。

Qmax=603 kN，實際成樁Qmin=987 kN。相較于設(shè)計值而言，單樁承載力有63%的增幅。說明相比普通泥漿護(hù)壁樁的施工方法，所采取的全新方法可有效改善土層的性質(zhì)，Qs、Qp值均有大幅度提高，綜合應(yīng)用效果較好。

3 長螺旋鉆管內(nèi)泵壓混凝土灌注樁提高承載力的因素分析

（1）以較快的速度鉆進(jìn)，緩解孔內(nèi)滲流現(xiàn)象，減少積水量。

（2）長螺旋具備較強(qiáng)的自進(jìn)力，同時在運(yùn)行期間伴有回轉(zhuǎn)離心力，通過外力的作用達(dá)到擠壓土體的效果。

（3）泵送施工條件較佳，得益于混凝土的流動性，能夠有效向孔壁處滲透，擴(kuò)寬作用范圍。

（4）鉆頭穩(wěn)定可靠，孔底無明顯的沉渣現(xiàn)象。

（5）鉆孔應(yīng)力釋放小，考慮Ф600、Ф400樁，分別對各自的極限承載力展開計算，Q600=1 434 kN；Q400=903 kN。

實測結(jié)果表明，Q600=2 280 kN、Q400=1 620 kN，將其與上述所提的計算結(jié)果展開對比分析，可知Ф600、Ф400樁的單樁極限承載力均有明顯提高，幅度分別為58%、79%。

（6）混凝土灌注施工條件良好，具有連續(xù)性，無樁身局部密實度不足等質(zhì)量問題。

4 提高樁體承載力的方法

4.1 加強(qiáng)原材料的質(zhì)量控制要求

（1）水泥：42.5級及以上的普通硅酸鹽水泥，除質(zhì)量合格證等資料外，還應(yīng)考慮儲存時間對水泥性質(zhì)的影響，超過3個月后，在使用前組織試驗對水泥的質(zhì)量做出判斷。

（2）粉煤灰：Ⅱ級粉煤灰或Ⅲ級粉煤灰，細(xì)度要求（0.045 mm方篩孔篩余）分別為不超過25%、不超過45%，燒失量要求分別為小于8%、不超過45%。除此之外，要求粉煤灰的粒徑為0.001～2 mm。

（3）粗集料：以級配碎石或礫石為宜，要求潔凈，不可殘留垃圾等雜物。最大粒徑要求為碎石不超過20 mm、礫石不超過25 mm。

（4）砂：保持潔凈狀態(tài)，重點控制含泥量，該指標(biāo)不宜超過5%。

（5）水：以飲用水為宜，SO42-的含量≤2 700 mg/L、Cl-的含量≤3 500 mg/L，pH值不宜低于4.5，否則在酸性狀態(tài)下易影響混凝土的綜合性能。

4.2 提高鉆進(jìn)速度

在鉆頭現(xiàn)有規(guī)格的基礎(chǔ)上改進(jìn)，切實提高鉆進(jìn)速度，以免因長時間鉆進(jìn)，導(dǎo)致土體失穩(wěn)。以設(shè)計圖紙為準(zhǔn)，從26軸開始，向1軸方向有序推進(jìn)，低于4倍樁距的樁統(tǒng)一采取隔樁跳打的施工方法。若出現(xiàn)竄孔的情況，及時暫停鉆進(jìn)作業(yè)，持續(xù)泵料，確保下降的樁混凝土面能夠恢復(fù)至原位?；炷翍?yīng)具有和易性，坍落度控制在21～25 cm，以施工需求、實際環(huán)境（運(yùn)輸距離等）為參考，摻入適量外加劑，用于改善混凝土的性能。

4.3 保證混凝土泵送的連續(xù)性

混凝土的泵送作業(yè)應(yīng)具有連續(xù)性，在鉆機(jī)移位過程中，料斗內(nèi)的混凝土應(yīng)始終處于攪拌的狀態(tài)。為避免管道因吸入空氣而堵管的情況，泵送作業(yè)時混凝土高度應(yīng)達(dá)到400 mm或視實際情況合理增加。管道接頭、墊圈等均是泵送施工中的關(guān)鍵裝置，應(yīng)對其采取密封處理措施，以免水泥砂漿從不嚴(yán)密處漏出。施工后，及時清理管道、泵等裝置內(nèi)殘留的混凝土，以免出現(xiàn)硬結(jié)成塊的情況[1]。

4.4 縮短管內(nèi)泵送時間

泵管的布置遵循平順的原則，盡可能減少彎道的數(shù)量，以便混凝土可高效流動。調(diào)整泵與鉆機(jī)的位置，兩者距離最大為60 m。隨著鉆進(jìn)作業(yè)的持續(xù)開展，待鉆進(jìn)至持力層后，開始灌注混凝土，且鉆桿可預(yù)提100 mm，保持該懸停狀態(tài)約20～30 s后開始加大壓力，正式進(jìn)入混凝土灌注施工環(huán)節(jié)。

若輸送管和鉆桿芯管內(nèi)均有足量的混凝土，則勻速向上提升鉆桿，速度控制無特定的標(biāo)準(zhǔn)，具體以現(xiàn)場地質(zhì)條件為準(zhǔn)。粉砂層、粉土層的提升速度應(yīng)穩(wěn)定在0.8～1.2 m/min，遇粉質(zhì)黏土?xí)r適當(dāng)降低速度，0.6 m/min以內(nèi)較為合適。以現(xiàn)場施工需求為準(zhǔn)，拌和站生產(chǎn)足量質(zhì)量達(dá)標(biāo)的混凝土，避免現(xiàn)場停機(jī)等料現(xiàn)象，但需避免混凝土用量過多的情況。施工人員加強(qiáng)對排氣閥的檢查，不可堵塞。

4.5 施工注意事項

（1）長螺旋鉆管內(nèi)泵壓施工時，每盤料的攪拌時間不應(yīng)小于60 s，混合料坍落度控制在160～200 cm；振動沉管施工時不得跳打，每盤料的攪拌時間不應(yīng)小于60 s，混合料坍落度控制在30～50 cm。

（2）成樁施工時，由路基中心線向兩側(cè)推進(jìn)，嚴(yán)禁從兩側(cè)向中間推進(jìn)，以避免由于土的側(cè)向擠壓作用使地基向兩側(cè)移動，造成成品樁斷裂。

（3）長螺旋鉆管內(nèi)泵壓施工時，拔管速率一般控制為2.0～3.0 m/min，成樁過程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，應(yīng)避免后繼供料慢，導(dǎo)致停機(jī)待料。

（4）振動沉管施工時，拔管速率控制為1.2～1.5 m/min，不允許反插、留振；在拔管的同時，應(yīng)采用自動測量裝置監(jiān)控管內(nèi)混合料頂面高程的變化，防止管內(nèi)混合料隨管上浮和空管提拔；導(dǎo)管的內(nèi)壁應(yīng)光滑，接頭平順。

5 施工技術(shù)要點

5.1 沉管成孔

本項目遵循先慢后快的原則，在確保各項施工條件均無誤后方可加快沉管成孔的速度，此方式可減少沉管的晃動量，有利于施工人員及時發(fā)現(xiàn)樁孔的偏差，以便采取糾偏措施。沉管施工期間，首先向孔中投1～2斗料，利用該部分填料阻止孔隙水進(jìn)入管內(nèi)，減小其對成樁質(zhì)量的不良影響。沉管施工時全面記錄數(shù)據(jù)，作為質(zhì)量分析的依據(jù)。若沉管搖晃或鉆進(jìn)難度明顯加大，則應(yīng)放慢進(jìn)尺，以免發(fā)生樁孔偏斜、位移等異?，F(xiàn)象。施工人員應(yīng)做到全方位控制，如鉆進(jìn)速度、沉管姿態(tài)，樁體在穿透淤泥層后，進(jìn)入持力層的深度需達(dá)到0.5 m以上，以維持樁體的穩(wěn)定性。

5.2 投料

本項目制備C15混凝土，通過出廠質(zhì)量檢驗后運(yùn)輸至現(xiàn)場，作為樁身澆筑施工的材料。沉管到位后停機(jī)，經(jīng)檢查后若無誤，則向管內(nèi)投料，保證混合料與進(jìn)料口可呈齊平的關(guān)系?；炷恋墓嘧⒆鳂I(yè)應(yīng)具有連續(xù)性，以保證樁體質(zhì)量的均勻性。以設(shè)計灌注量為參照，要求實際用料量不少于該值，成樁后，浮漿厚度最大為20 cm，超過該值會影響樁體的質(zhì)量?；炷翝仓┕r制作標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊（要求每班組各一組），待其達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度要求后拆模，轉(zhuǎn)至養(yǎng)護(hù)室內(nèi)，做好養(yǎng)護(hù)工作，以判斷混凝土的強(qiáng)度。

5.3 拔管

本項目留振5～10 s后可拔管，速度穩(wěn)定在1.2～1.5 m/min之間，遇淤泥質(zhì)土層時可在該基礎(chǔ)上放慢速度。拔管施工期間不可反插，若存在上料量不足的情況，應(yīng)在拔管時同步投料，確保最終樁頂標(biāo)高具有合理性，應(yīng)超過設(shè)計標(biāo)高0.5 m。按上述方法順利拔出沉管后，檢查沉樁質(zhì)量，均滿足要求則用粒狀材料封頂。

5.4 清土、截樁

本項目加強(qiáng)了對樁頭的保護(hù)，若強(qiáng)度或齡期不滿足要求，應(yīng)禁止重型機(jī)械碾壓。成樁24 h后，通過小型機(jī)械設(shè)備與人工相結(jié)合的方式高效清土，將產(chǎn)生的渣土外運(yùn)至指定區(qū)域。小型機(jī)械運(yùn)行過程中，挖土需離開樁邊20 cm，余土由施工人員進(jìn)一步處理，在機(jī)械和人工的合理搭配后，能夠保證清土的效果，可避免樁體受損的情況?？拥最A(yù)留20 cm土層，該部分由人工先清理、后找平，使其保持潔凈、平整的狀態(tài)；人工截樁環(huán)節(jié)，用3根鋼釬間隔120°設(shè)置，沿徑向楔入樁體內(nèi)，期間加強(qiáng)觀察與防護(hù)，在上部樁體斷開后，使用小纖適度修整，鑿除凸出部分。

6 結(jié)語

綜上所述，長螺旋鉆孔注漿灌注樁具有適用范圍廣、施工效果好等多重應(yīng)用優(yōu)勢，作為一種新型施工方式，其在實踐中尚有諸多有待解決的問題，但隨著施工技術(shù)的逐步優(yōu)化，將發(fā)揮更為顯著的作用。通過與傳統(tǒng)方式的對比可知，長螺旋鉆孔注漿灌注樁的應(yīng)用效果顯著，具有研究價值和推廣價值。