摘要：針對(duì)錦繡華庭項(xiàng)目復(fù)雜的地質(zhì)條件，通過現(xiàn)場(chǎng)分別進(jìn)行靜壓沉樁法與錘擊沉樁法沉樁試驗(yàn)，總結(jié)分析兩種不同沉樁方式的優(yōu)缺點(diǎn)，通過考慮施工工藝的適用性和可改進(jìn)性以及對(duì)工期、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益等方面，最終選擇更適合本項(xiàng)目施工的錘擊沉樁法，但錘擊沉樁法施工噪聲和振動(dòng)非常大。并且項(xiàng)目位于古遺址、古文物區(qū)域，城區(qū)居民區(qū)，對(duì)施工振動(dòng)、噪聲控制等文明施工要求很嚴(yán)格。因此，對(duì)錘擊沉樁施工方法進(jìn)行了改進(jìn)，以減少噪聲和降低振動(dòng)，同時(shí)達(dá)到了速沉樁、成樁率高的目的。并且克服了傳統(tǒng)植樁法在復(fù)雜地基施工過程中遇到的難題。為以后相近條件的項(xiàng)目施工提供參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁旋挖引孔植樁靜壓法錘擊法

SelectionandApplicationofPre-StressedPipePileConstructionTechnology

CENZhida

GuangxiHydroelectricConstructionBureauCo.，Ltd.，ChinaEnergyEngineeringCorporationLimited，NanningCity，GuangxiZhuangAutonomousRegion，530500China

Abstract：InviewofthecomplexgeologicalconditionsofJinxiuHuatingproject，theadvantagesanddisadvantagesoftwodifferentpilejacking-inmethodsaresummarizedandanalyzedthroughthefieldtestofstaticpressurepilejacking-inmethodandhammerpilejacking-inmethod.Byconsideringtheapplicabilityandimprovementoftheconstructiontechniques，aswellastheirimpactonprojectduration，economy，andsocialbenefits，thehammerpilejacking-inmethodwhichismoresuitableforthecPQLCtx5O8mdpj+r2LfknKU5tJPH/YAns2i3G7HXXqjo=onstructionofthisprojectisfinallyselected.However，theconstructionnoiseandvibrationcausedbyhammerpilejacking-inmethodareverylarge.Moreover，theprojectislocatedintheancientruins，ancientculturalrelicsarea，urbanresidentialarea，withstrictrequirementsforcivilizedconstructionsuchasconstructionvibrationandnoisecontrol.Therefore，theconstructionmethodofhammerpilejacking-inisimprovedtoreducenoiseandvibration，whileachievingthegoaloffastpilejacking-inandhighpileformingrate.Ithasalsoovercametheproblemsencounteredintheconstructionofcomplexfoundationbytraditionalpilejacking-inmethods，providingreferenceforfutureprojectconstructionwithsimilarconditions.

KeyWords：Pre-stressedconcretepipepile;Rotarydrillingholejacking-inpile;Staticpressuremethod;Hammermethod

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁一種高效、經(jīng)濟(jì)的軟地基加固以及提高地基承載力的有效手段。目前，常用的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的沉樁法主要有錘擊法和靜力壓樁法。但不同的沉樁法有不同使用范圍：錘擊法施工時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲和振動(dòng)，其主要用于遠(yuǎn)離城區(qū)及偏遠(yuǎn)地區(qū)工程沉樁施工；靜力壓樁施工時(shí)產(chǎn)生的噪聲低和振動(dòng)較小，適用于居民聚集區(qū)或城區(qū)工程項(xiàng)目沉樁施工。由于錦繡華庭一期工程處于上林縣大豐鎮(zhèn)居民區(qū)附近，同時(shí)臨近上林縣衛(wèi)城古遺址。因此，本項(xiàng)目沉樁施工優(yōu)先考慮選擇采用靜力壓樁法，但項(xiàng)目基礎(chǔ)處于卵石、礫石等復(fù)雜地質(zhì)條件，采用靜力壓樁施工時(shí)，其效果并不理想。項(xiàng)目部根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，只能考慮采用錘擊法，但采用此方法施工時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲和振動(dòng)，因此，需要對(duì)錘擊法沉樁工藝進(jìn)行改進(jìn)，以降低噪聲和振動(dòng)并能夠順利、快速的將預(yù)應(yīng)力混凝土管樁沉入設(shè)計(jì)規(guī)定地層中。

1工程概況

錦繡華庭一期工程總共有10棟樓，建筑高度分別為86.5～89.5m。除5#樓外，其他樓均采用復(fù)合地基（如圖1所示），總共需要植（沉）入1259根預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（樁徑：Φ600樁長(zhǎng)：12～15m），原設(shè)計(jì)采用靜力壓植（沉）樁方式，整個(gè)樁基計(jì)劃施工工期為6個(gè)月，是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工期。

1.2工程地質(zhì)

根據(jù)委托方提供的XX地礦地質(zhì)工程勘察院《巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告》，揭露的7層地質(zhì)層，自上而下依次為耕土①（Qpd）、粉質(zhì)黏土②1（Qal）、卵石③（Qal）、

淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土④（Qal）、粉質(zhì)黏土⑤1（Qel）、粉土⑥（Qel）、全風(fēng)化硅質(zhì)巖⑦1（D3I）、

強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)巖⑦?（D3I）、全風(fēng)化白云巖⑧1（D3I）。

2管樁施工難點(diǎn)分析

2.1復(fù)雜的地質(zhì)導(dǎo)致植樁困難

由于項(xiàng)目所處區(qū)域，基礎(chǔ)卵石層、基巖（全風(fēng)化白云巖⑧1）埋深較淺，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土樁植入困難。

2.2工期要求

由于項(xiàng)目植樁工期屬于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工期，工期要求時(shí)間緊，為了下道工序的順利進(jìn)行，因此，需要提高施工效率。

2.3噪聲與振動(dòng)環(huán)境的影響

由于施工現(xiàn)場(chǎng)位于上林南丹衛(wèi)城遺址，且周圍就是居民區(qū)，從保護(hù)文物及避免擾民的角度考慮，需要想辦法減小施工噪聲及振動(dòng)對(duì)周邊環(huán)境的影響。

3施工方案分析及選擇

3.1施工方案分析

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的每延米造價(jià)介于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁與長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁之間[1]。目前植樁施工常見的方案主要有兩種：一種是靜力壓樁法施工方案，另一種是錘擊法沉樁施工方案[2]，這兩種施工方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，以下通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)兩種施工方案進(jìn)行對(duì)比。

3.1.1靜力壓樁法施工方案

現(xiàn)場(chǎng)采用PC600預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，靜壓法施工，樁長(zhǎng)12～15m，施工結(jié)果顯示，雖然施工噪聲和振動(dòng)小，但是樁尖無法進(jìn)入設(shè)計(jì)要求的深度，即使靜壓力壓樁機(jī)靜力增加至最大值（600t），也無法順利沉樁，如強(qiáng)行采用最大靜力將應(yīng)力混凝土樁壓穿越地下卵石層會(huì)使樁身?yè)p傷甚至破壞，且沉樁速度慢、效率低，無法滿足工期節(jié)點(diǎn)要求，同時(shí)存在靜壓機(jī)械損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

3.1，2錘擊法沉樁施工方案

現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錘擊法沉樁時(shí)，可有效的將預(yù)應(yīng)力混凝土管樁沉入設(shè)計(jì)要求的深度，且施工在復(fù)雜的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件下能順_{ig1NlgeFuvIyz3ZFcCk5eyA57SD1kmo7eRkGNHr21R0=}利、快速、安全沉樁，且沉樁效率高。施工質(zhì)量與施工進(jìn)度滿要求。

3.2施工方案選擇

通過對(duì)上述兩種施工案的試樁施工對(duì)比分析，由于項(xiàng)目工期緊，靜壓法施工速度慢，效率低，同時(shí)由于地質(zhì)原因，靜壓法無法順利施工，工藝改進(jìn)空間小，因此，選擇錘擊法沉樁施工方案。

但是，錘擊法沉樁施工時(shí)的噪聲和振動(dòng)非常大，居民樓離施工現(xiàn)場(chǎng)最近的距離僅有100m，這樣的大振動(dòng)和高噪聲將會(huì)對(duì)周圍居民的生產(chǎn)、生活造成很大的影響，而且，項(xiàng)目位于上林縣南丹衛(wèi)城古遺址、古文物區(qū)域，所以施工振動(dòng)、噪聲控制及文明施工要求嚴(yán)格，因此，需要對(duì)錘擊法植樁施工方案進(jìn)行改進(jìn)，既能保證工程施工質(zhì)量及工期按時(shí)完成，又能降低對(duì)周邊居民與環(huán)境的影響。

4錘擊沉樁法工藝改進(jìn)

4.1產(chǎn)生較大噪聲和振動(dòng)的原因

（1）地質(zhì)基礎(chǔ)存在卵石層，基巖（全風(fēng)化白云巖⑧1）埋深淺，預(yù)應(yīng)力混凝土樁入巖過程中，需要重錘擊才能順利植入，這樣導(dǎo)致產(chǎn)生了較大的噪音和振動(dòng)。（2）由于原設(shè)計(jì)中引孔部分灌注材料為細(xì)石混凝土，細(xì)石混凝土的摩檫力較大，這也加強(qiáng)了預(yù)應(yīng)力混凝土樁的入巖難度。需柴重錘擊植入，從而產(chǎn)生較大噪音和振動(dòng)。

4.2產(chǎn)生的其他影響

（1）樁頭或樁身會(huì)出現(xiàn)破碎的情況。（2）會(huì)導(dǎo)致周圍土體被擠壓，出現(xiàn)擠土效應(yīng)，影響周邊環(huán)境中埋設(shè)的管線。

4.3施工工藝改進(jìn)措施

從上面的分析中得出，較大噪聲與振動(dòng)產(chǎn)生原因在于錘重?fù)羰┕?dǎo)致的，可以從以下兩方面做出改進(jìn)，減小重錘錘擊持續(xù)時(shí)間，從而達(dá)到解決問題的目的。具體改進(jìn)措施如下。

4.3.1先旋挖引孔，后錘擊

在施工中先旋挖引孔植樁，然后錘擊沉樁，同時(shí)為了降低施工振動(dòng)和噪聲，以及減短打樁時(shí)間，施工現(xiàn)場(chǎng)盡量增大引孔深度，縮小樁身入持力層深度（預(yù)留持力層須滿足設(shè)計(jì)要求），這樣可以減小重錘錘擊持續(xù)時(shí)間，從而減少噪聲與振動(dòng)。并且旋挖引孔植樁法較傳統(tǒng)的沉樁法可節(jié)省投入約15%[3]。

根據(jù)規(guī)范，樁基入巖的最小深度為樁徑的1.5～3倍，因此決定將引孔的深度改為10～13m，樁身入持力層深度為2m。

4.3.2改變引孔注漿材料

施工中，引孔部分采用C25水泥砂漿代替原設(shè)計(jì)C25細(xì)石混凝土灌注，由于C25水泥砂漿流動(dòng)性比C25細(xì)石混凝土好，有效減小沉樁阻力，大大減小施工振動(dòng)和施工噪聲，同時(shí)有效防止塌孔。

5旋挖引孔錘擊沉樁施工

旋挖引孔錘擊沉樁施工過程包含的主要施工工序、工序之間施工先后順序（步驟）以及施工過程工序質(zhì)量控制等內(nèi)容如圖2所示。

5.1施工準(zhǔn)備

施工前應(yīng)做好機(jī)械設(shè)備及材料進(jìn)場(chǎng)，做好“三通一平”，編制好施工方案并報(bào)監(jiān)理審批，制定好安全管理制度，建立質(zhì)量管理體系，做好人員培訓(xùn)，準(zhǔn)備好混凝土施工配合比等工作。

5.2測(cè)量放線

樁位放樣按從整體到局部的原則進(jìn)行樁基的位置放樣，規(guī)劃行車路線時(shí)，使便道與鉆孔位置保持一定的距離，以免影響孔壁穩(wěn)定。本項(xiàng)目采用全站儀及GPS-RTK按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行樁位放樣，并在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置明顯的標(biāo)志，同時(shí)對(duì)放樣結(jié)果進(jìn)行復(fù)核，確保誤差控制在10mm內(nèi)。

5.3護(hù)筒施工

每個(gè)樁位定出十字控制樁后，進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)工作。護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑200mm，長(zhǎng)3.5～6m，個(gè)別鉆孔根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及流沙層厚度做適當(dāng)調(diào)整。周圍用黏土夯實(shí)，護(hù)筒中心與樁位中心的偏差≤50mm。

5.4旋挖機(jī)引孔

采用旋挖鉆機(jī)（鉆頭直徑為800mm，型號(hào)：徐工150）進(jìn)行旋挖引孔，在施工過程中保持鉆頭垂直（垂直度控制在1%以內(nèi)），施工過程中應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，確保施工安全和施工質(zhì)量。

5.5成孔

孔徑控制：鉆孔過程中應(yīng)嚴(yán)格控制鉆頭直徑，確?？讖椒显O(shè)計(jì)要求（Φ800mm）。孔徑偏差應(yīng)在允許范圍內(nèi)，保證孔壁平順完整、無擴(kuò)大。

孔深控制：根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求，確定每個(gè)孔的鉆深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本項(xiàng)目孔深分別為10～13m不等。所以施工過程中應(yīng)經(jīng)常監(jiān)測(cè)孔深，確保鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并防止超鉆或欠鉆情況部出現(xiàn)。

5.6清孔

在鉆孔上部留一定余量后，停止旋轉(zhuǎn)鉆頭，使用旋挖抓斗將孔底松渣清出，盡量將孔底渣土清理干凈以免影響灌注的混凝土強(qiáng)度。

5.7沉渣檢測(cè)

清孔后，需對(duì)沉渣進(jìn)行檢測(cè)，按設(shè)計(jì)要求沉渣厚度不宜超過50mm。

5.8澆筑混凝土

混凝土導(dǎo)管底口距孔底0.3～0.5m，并位于鉆孔中央。細(xì)石混凝土數(shù)量經(jīng)精確計(jì)算后進(jìn)行澆筑，以管樁頂高程與混凝土上浮高程一致為準(zhǔn)，再采用錘擊樁機(jī)植入PHC樁。PHC管樁的植入必須在混凝土初凝前完成。混凝土設(shè)計(jì)坍落度宜為140～180mm，并添加高效減水劑、緩凝劑，且應(yīng)具有良好的和易性。

5.9吊裝定位

復(fù)核樁位準(zhǔn)確無誤后開始起吊預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，起吊過程中防止樁體晃動(dòng)或碰撞其他物體，對(duì)準(zhǔn)樁位將預(yù)應(yīng)力管樁準(zhǔn)確落下孔內(nèi)。保證樁體垂直穩(wěn)固。

5.10捶擊與送樁及終止

調(diào)整樁身垂直度輕輕放下樁錘，管樁施打過程中，樁錘、樁帽和樁身的中心線應(yīng)重合，將樁打入2～3m，保證第1節(jié)樁垂直度控制在0.5%內(nèi)，插樁就位后，用兩臺(tái)經(jīng)緯儀相互交叉成90°檢測(cè)樁身的垂直度，必要時(shí)，宜拔出重插。管樁施打過程中，樁錘、樁帽和樁身的中心線應(yīng)重合。打樁過程以最終12擊貫入度作為參考。同時(shí)，為了減小擠土效應(yīng)，可采用開口型樁尖[4]。但是，沉樁過程有適當(dāng)?shù)臄D土是對(duì)提高單樁豎向承載力有一定的作用[5]。

6施工效果

6.1施工速度

經(jīng)過改進(jìn)施工工藝后（采用先旋挖引孔+錘擊植（沉）樁方式），根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)施效果表明此施工技術(shù)安全可靠，在復(fù)雜的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件下能順利、快速、安全沉樁，且沉樁效率高；完成整個(gè)樁基（1259根樁）施工實(shí)際工期為4個(gè)月，比原計(jì)劃工期提前了2個(gè)月（原計(jì)劃的施工工期6個(gè)月），施工速度有了大幅度提升。

6.2樁基承載力

所有樁施工完成后，按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求采用低應(yīng)變法檢測(cè)樁身完整性，抽檢數(shù)量不少于總樁數(shù)的20%（檢測(cè)結(jié)果樁身完成率100%）；單樁豎向承載力檢測(cè)采用靜載試驗(yàn)法，抽檢數(shù)量為總樁數(shù)的1%，且不少于3根，由業(yè)主委托第三方進(jìn)行檢測(cè)，共抽取13根（1259×1%=12.59≈13），檢測(cè)結(jié)果均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求（達(dá)到設(shè)計(jì)要求復(fù)合地基承載力特征值fspk=400kPa，單樁豎向承載力特征值大于標(biāo)準(zhǔn)值1600～1800KN）。

6.3經(jīng)濟(jì)效益

通過對(duì)比分析測(cè)算：采用靜力壓植樁方式，總的機(jī)械設(shè)備費(fèi)用與人工費(fèi)為403.8萬元；采用旋挖引孔錘擊植樁方式，總的機(jī)械設(shè)備費(fèi)用與人工費(fèi)為273.6萬元。綜上所述，采用旋挖引孔錘擊植樁方式節(jié)約費(fèi)用為130.2萬元。

6.4社會(huì)效益

優(yōu)化后的施工工藝，降低了施工振動(dòng)和噪聲，同時(shí)單樁施工振動(dòng)和噪聲持續(xù)時(shí)間也相應(yīng)減小，避免了擾民，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定，構(gòu)建社會(huì)和諧，有效保護(hù)上林衛(wèi)城遺址及古文物；加快施工速度，促進(jìn)當(dāng)?shù)匕l(fā)經(jīng)濟(jì)發(fā)展；提高施工企業(yè)形象。

7結(jié)語

采用改進(jìn)旋挖引孔錘擊植（沉）樁方式實(shí)施效果表明此施工技術(shù)安全可靠，在復(fù)雜的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件下能順利、快速、安全沉樁，且沉樁效率高；大大減小施工振動(dòng)和施工噪聲，避免擾民，并且能有效提高單樁承載能力；完成整個(gè)樁基（1259根樁）施工實(shí)際工期為4個(gè)月，比原計(jì)劃工期提前了2個(gè)月，節(jié)約施工成本。上述施工方式也有不足之處：引孔施工成本較高，錘擊植樁有較嚴(yán)重的擠土效應(yīng)等[6]。但是，本施工工藝的改進(jìn)技術(shù)有效解決了復(fù)合地基的沉樁問題。同時(shí)，也為其他同類似的項(xiàng)目施工提供借鑒。

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