李祥進 秦婕妤 熊躍鑫 李金洲 羅 科

1. 中建四局第一建筑工程有限公司 廣東 廣州 510800；2. 中國建筑第四工程局有限公司 廣東 廣州 510630

1 工程概況

廣東廣雅中學花都校區(qū)建設(shè)工程項目地下室區(qū)域存在薄壁溶洞，經(jīng)超前鉆勘察，統(tǒng)計溶洞見洞率達51%。項目質(zhì)量、工期要求高，若采用傳統(tǒng)的灌注樁施工，則成本較大、周期較長，無法高密度地進行平行作業(yè)，且傳統(tǒng)灌漿作業(yè)的漿液流失嚴重，成本較高。因此，通過對薄壁溶洞進行處理和優(yōu)化，采用預應力管樁＋微型鋼管樁組合施工技術(shù)，有效避免了灌注樁施工時遇到的難題[1-5]。

2 技術(shù)原理與主要工序

本技術(shù)實施時，將下端設(shè)有鋸齒樁尖的預應力管樁從地面打至溶洞頂部上方且在未打穿溶洞頂壁位置處停止打入。利用鉆機在預應力管樁內(nèi)進行鉆進成孔。

鉆孔深度要求及補強措施如下：

1）先鉆入樁底巖層≥3 m，如果鉆孔中沒有溶洞，則停止鉆入。相應的補強措施為注漿灌滿。

2）如果鉆孔中發(fā)現(xiàn)溶洞，則繼續(xù)鉆入，直至穿過溶洞，并進入下面的連續(xù)微風化灰?guī)r層≥0.8 m。相應的補強措施為：溶洞連續(xù)高度不超過5.5 m，則樁底接微型鋼管樁；溶洞連續(xù)高度超過5.5 m，則需通知設(shè)計復核。

鉆機成孔后發(fā)現(xiàn)溶洞時，將管壁周圍均布有注漿孔的微型鋼管樁從預應力管樁中間插入，并垂直貫穿溶洞直至打入溶洞底部的微風化灰?guī)r層≥0.8 m，微型鋼管樁頂端位于預應力管樁內(nèi)。通過孔底返漿灌漿法，將水泥漿從預應力管樁頂口向預應力管樁和微型鋼管樁內(nèi)注入，直至微型鋼管樁樁頂返出純漿體時停止灌漿。預應力管樁及微型鋼管樁通過水泥漿形成整體，同時微型鋼管樁周圍溢出的水泥漿將其包裹形成一圈嚴密的防腐層，注漿結(jié)束后注漿面高度高出微型鋼管樁頂端一段距離（圖1）。

圖1 預應力管樁＋微型鋼管樁組合做法

微型鋼管樁樁底標高由設(shè)計根據(jù)現(xiàn)場超前鉆勘察數(shù)據(jù)確認，即樁端進入微風化灰?guī)r層≥0.8 m。

2.1 管樁及微型樁組合施工

預應力管樁與微型鋼管樁應嚴格按照打樁及鉆孔深度要求施工，預應力管樁成孔后應準確記錄樁孔深度，用以鋼管備料。終孔時應進行樁端持力層驗收，合格后方可繼續(xù)施工。微型鋼管作為施工的主要材料，打入微風化灰?guī)r層的深度不小于0.8 m，下段3排注漿孔的孔距為0.5 m，其余孔距為1.0 m。鋼管可采用高頻焊管或無縫管，需做防腐處理，垂直度容許偏差為1/100，中心位置容許偏差為直徑的1/20，樁身直徑容許偏差為－20 mm。

2.2 組合結(jié)構(gòu)注漿

向預應力管樁和微型鋼管樁內(nèi)注入水泥漿時，應根據(jù)具體情況調(diào)整注漿設(shè)備的注漿壓力在1.5～2.5 MPa范圍內(nèi)，防止水泥漿在溶洞內(nèi)從注漿孔中噴射溢出，應確保注漿的均勻性，注漿孔孔徑為10 mm。注漿結(jié)束后，預應力管樁和微型鋼管樁均留在地下，將微型鋼管樁作為穿越溶洞時的加固支撐。微型鋼管樁外表被52.5R純水泥漿全方位包裹，有效解決鋼管樁的腐蝕性問題，且微型鋼管樁底端嵌入微風化灰?guī)r層≥0.8 m，承載力得到保障，安全可靠性較高。

3 工藝操作要點

3.1 現(xiàn)場布置

在工程前期準備階段，應完成臨時道路的修筑，接通臨時水、電，平整樁基礎(chǔ)施工場地，保證現(xiàn)場排水暢通，滿足樁機及管樁材料的進場要求。

3.2 樁機就位

3.2.1 樁機組裝

合理確定樁機設(shè)備的停放位置，安排電氣控制線路鋪設(shè)位置和方向。根據(jù)現(xiàn)場情況，清理裝配現(xiàn)場障礙物、平整場地，必要時鋪設(shè)墊塊或枕木擴大樁機承托面積，大噸位（靜力壓）樁機停置場地的地基承載力不應低于35 kPa。

3.2.2 樁位定位放線

根據(jù)已有設(shè)計資料，采用全站儀運用極坐標的方法放出樁位，插入竹片或鋼筋作為樁位標記，并在竹片或鋼筋上做出醒目標記，保證打樁時不易搞錯，放出的樁位需經(jīng)建設(shè)方、監(jiān)理復核簽認后才可施工。

施工過程中，由于土體擠壓或樁機行走等因素，在打樁前應對樁位進行復核，并定期復核各軸線的控制點。

3.3 微型鋼管樁施工

預應力管樁按照常規(guī)施工方法施工即可，主要是標高及終壓值的控制。管樁中所套鋼管樁的施工工藝如下。

1）鉆機成孔：采用MGL-150D鉆機嚴格按照鉆孔深度要求成孔，鉆孔前復核測量基線、水準點及樁位。鉆孔過程中不斷檢測樁中心及直徑，并隨時觀察土質(zhì)變化，對照復核地質(zhì)報告，如出入較大，應和勘察、設(shè)計單位聯(lián)系，采取處理措施。管內(nèi)先采用雙液漿封底，后灌注水泥漿，樁端進入完整中-微風化灰?guī)r層≥0.8 m后可終孔。預估控制樁長（管樁樁底標高以上4 m計）8.0～18.0 m。

2）清孔：采用氣壓或清水清孔。

3）壓力灌漿微型鋼管樁制作：鋼管樁φ168 mm，厚14 mm，鋼管頂端4 m和入完整巖部分（≥0.8 m）范圍內(nèi)開孔，出漿孔孔徑10 mm，前3排孔距500 mm，上部孔距1 000 mm，呈梅花狀分布。

4）壓力灌漿微型鋼管樁安裝：采用起吊設(shè)備，將制作好的鋼管放入孔內(nèi)，預估樁端埋深20.0～30.0 m。在鋼管樁安裝過程中，為控制好鋼管的垂直度，提高鋼管安裝質(zhì)量，特以操作平臺及兩向垂線法控制垂直度。

5）配漿：采用水泥漿，按水灰比0.4～0.6配制，采用52.5R純水泥漿。

6）注漿：采用孔底返漿灌漿法，將灌漿管插至孔底，直至鋼管樁樁頂返出純漿體時停止灌漿。

7）拆管：當漿液至鋼管管口時，即停止灌漿，關(guān)閉進漿閥，拆除注漿鍍鋅鋼管。

需要說明的是：灌漿后，由于漿體的凝固收縮及沉淀，要及時進行樁管內(nèi)補漿，并采用水泥漿將鋼管與管樁的間隙充填密實，特別是在管樁內(nèi)壁與鋼管樁外側(cè)，通常會有空隙出現(xiàn)，所以施工中在水泥漿初凝后，必須對空隙位置進行補灌漿處理，使側(cè)壁位置灌漿飽滿。

4 結(jié)語

廣東廣雅中學花都校區(qū)建設(shè)工程成功應用了組合管樁施工技術(shù)，很好地解決了薄壁溶洞區(qū)域地基基礎(chǔ)為預應力管樁時的施工問題。施工過程中鋼管樁運輸方便，施工速度快且成樁質(zhì)量檢測速度相比灌注樁方案更快，大大減輕了項目的工期壓力，對項目管理進度起到了重要的推進作用，取得了管理與經(jīng)濟的雙重效益，具有廣泛的應用和推廣前景。