【工程檔案】軟基處理施工中素混凝土樁應用
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本文選自《商品混凝土》雜志2024年第4期
軟基處理施工中素混凝土樁應用
黃玉輝，陳二松，智學美
［摘要］軟土地基具有壓縮性高、含水量高、承載力低、土層分布不均勻等特點，若不進行針對性處理，會對建筑質量與結構安全產生嚴重影響。文中以某房屋建筑工程為例，結合軟土地基條件提出素混凝土樁處理措施，分析了素混凝土樁工藝流程及要點，并進行成樁荷載試驗，顯著改善了軟土地基性能，可供參考。
［關鍵詞］軟土地基；素混凝土樁；工藝流程；荷載試驗
隨著城市化建設的全面提速，軟土地質條件也變得較為常見。軟土地基具有承載力低、含水量高等特點，易發生不均勻沉降、變形問題，直接威脅建筑結構安全與穩定。基于此，怎樣改善軟土地基性能，提升承載力與穩定性，是土木工程研究的重點之一。素混凝土樁屬于一種全新的軟土地基處理技術，操作便捷、適用性強、效果突出，可有效增強軟土地基承載力與抗變形能力。
工程概況
某房屋建筑總面積約為91355.282m，一共為棟樓，棟樓是地上33層，地下層，設計為框剪結構；棟樓為地上層，地下層，設計為框架結構。基礎結構為灌注樁基礎，樁型采用端承樁，樁端嵌入持力層的深度不低于1.0m。本工程中持力層是花崗巖，呈現中風化狀態，巖質較為堅硬，設計灌注樁的樁身混凝土強度是C30，樁長是2030m。經勘查項目現場無溶洞，管道布設較為簡單，地下水豐富，主要是孔隙水，水位埋深在3.313.86m。土層地質條件詳見表
素混凝土樁技術
2.1工藝流程
本工程素混凝土樁施工工藝流程見圖
2.2前期準備
）提前熟悉圖紙，強化圖紙會審，編制合理、可行的施工方案，做好技術交底。對水準點、導線點進行嚴格復核，按照設計樁位坐標通過全站儀等設備精準定位放線[1]
）將腐殖土、垃圾土等清除干凈。建設臨時施工便道并安裝圍擋，合理規劃施工用水、用電。采用推土機將場地整平，然后鋪設枕木作為施工面，并建立排水橫坡與開挖排水溝，形成一套完善的排水系統。
）將現場新填土區域進行強夯處理，可減少干鉆過程中旋挖引孔的塌孔問題。在夯實階段先通過履帶挖掘機對場地初次夯壓，要注意碾壓設備沉陷問題，然后通過振動壓路機按照“先慢后快”“先輕后重”的基本原則進行密實碾壓，最后通過沖擊夯錘實施強力夯實[2]
2.3旋挖引孔
2.3.1鉆機就位
本工程采用旋挖鉆機，布置時左、右履帶要持平，保證鉆孔過程中不會出現傾斜、移動問題，始終與樁孔位置對齊，且動力頭方向和履帶相平行。通過鉆機雙側吊錘方法進行鉆桿垂直度的調校。從樁架上安裝標尺，合理管控鉆進深度，同時做好觀測與記錄。
2.3.2護筒埋設
本工程采用的是鋼護筒，由10mm鋼板制作而成，直徑比樁孔直徑略大，為1.53.0m，同時護筒要比地面高，以免碎土、泥水等進入[3]。在埋設鋼護筒前，通過大直徑鉆頭鉆孔到護筒底部標高，再插入鋼護筒并從其周圍回填黏土與夯實，保證護筒外側密封。
2.3.3鉆進引孔
）旋挖鉆頭直徑要比樁徑略大，采用擴孔鉆進方法。鉆孔前安排專人對鉆機設備進行全面檢查，將旋挖鉆機調平，保證鉆桿垂直，并與孔位為準。動力頭主軸中心、起吊滑輪中心、孔口中心要保證處于同一鉛垂線上，且鉆頭中心和樁位中心點對齊。
）旋挖鉆孔階段應低速鉆進，以免孔位出現偏差。利用鉆頭回轉將巖土破碎處理并裝入鉆斗內，然后通過鉆桿提出鉆頭把破碎巖土卸到孔外，經過反復操作鉆至設計要求深度。整個鉆進過程要對鉆桿垂直度進行密切監測，利用深度計數器確保孔深符合要求[4]
）鉆進速度和壓力存在一定關系，主要通過鉆頭和鉆桿自重摩擦進行加壓。若壓力為150MPa，進尺為20cm/min；若壓力為200MPa，進尺為30cm/min；若壓力為260MPa，進尺為50cm/min[5]。鉆進時進尺不可過快，入孔要保證勻速、緩慢，同時嚴格控制鉆斗提升速度，防止出現負壓導致質量事故。
）鉆到孔底標高后，要求引孔的中心位偏差不超過±50mm
2.4黏土回填
2.4.1黏土質量要求
本工程中回填黏土直接影響二次成孔和樁身質量，因此黏土中不能存在碎石等雜物，且具備良好硬塑性，若需要可進行過篩處理；通過試驗確定黏土最佳含水量，而回填過程中控制為最佳含水量的±2%；結合實際可從中摻入適量的膨潤土等，改善其二次鉆進過程中護壁性能。
2.4.2施工要求
通過分層回填方式進行黏土回填。因現場空間比較小，防止夯實沖擊導致塌孔問題，應選用小型挖掘機把黏土填入孔內，分層厚度控制在3050cm，然后用夯錘進行夯實。先將夯錘提到一定高度，然后使夯錘自由落下，當夯擊面無明顯凹坑后即一層夯實結束。
2.5二次成孔
2.5.1密閉性試驗
本工程中長螺旋鉆機進行第一次鉆孔時要采用泵送方法提供水與M10水泥砂漿，完成密閉性試驗。把鉆桿移到作業區外，通過高壓泵先供水2m，再供水泥砂漿2m，直到出料口溢出水泥砂漿，然后對泵壓管密閉性進行仔細檢查[6]。同時，泵壓前應做好管道潤滑處理。
2.5.2二次鉆進成孔
）在進行長螺旋鉆孔時，首先移動鉆桿使鉆頭與地面接觸，然后啟動馬達正式鉆進。
）在鉆進階段貫徹“先慢后快”原則，控制鉆桿晃動與鉆孔移位，提升成孔質量。
）根據長螺旋鉆性能特點，旋挖引孔時已經鉆到巖層，并回填黏土。若條件特殊可通過長螺旋鉆鉆入強風化巖層。但長螺旋鉆作業過程中，一旦察覺鉆桿晃動或鉆進速度變緩，則表明鉆入強風化巖層，需要及時控制進尺速度，以免發生樁孔移位等問題，甚至造成鉆具破損。鉆入強風化巖層50cm即滿足設計要求。
）從鉆機塔身處詳細標記進尺，便于進行孔深測量。結合地面、孔底標高數據計算得出孔深。當鉆孔到設計標高后要馬上停止鉆進。
）鉆進階段，注漿軟管的擺放一定要圓順，防止軟管下落過程中存在折角問題導致堵管或爆管。同時還要密切關注電流突變處電流值，從而為地質復核提供依據。成孔階段要將鉆進速度調整為0.52.7m/min，同時鉆機電流值調整為60160A，當鉆進強風化巖層后需要使鉆機電流值略高于160A，還應對鉆進壓力與進尺量進行合理控制，通常要少進尺[7]
）鉆孔完成后要將孔底虛土清理干凈。若采用干作業成孔法，可從孔底標高位置進行空鉆清孔，一直到虛土清理干凈。
2.6灌注混凝土成樁
）根據工程實際計算得出混凝土灌注量與提拔高度。經檢查確定二次鉆進成孔質量滿足規定要求后，就可以進行泵送水下混凝土。本工程混凝土灌注作業，在鉆桿頂部冒漿后要立即停止泵送混凝土，然后提拔鉆桿約為2m實現混凝土自由落體成樁，經過反復開泵循環一直到成樁。
）在灌注混凝土過程中關于混凝土用量管控主要利用記錄泵壓次數方式。針對型號一致的灌注泵，可以采用試驗方法得出泵壓次數，即1m/4次，泵壓控制在8MPa，且拔管速度為3m/min，充盈系數為1.151.16。在鉆桿芯管灌注滿混凝土之后就可以拔管，要注意的是提拔鉆桿前必須停鉆。為了能夠提升樁身質量，在灌注混凝土階段應超灌約50cm，并按照規定要求進行樁體養護。
）檢查確定成樁強度符合設計要求后，要進行截樁處理，并將樁間土清理干凈。
2.7加筋墊層施工
素混凝土樁施工中還應鋪設一層墊層，厚度控制為50cm左右，主要為雙層雙向土工格柵，具體鋪設流程見圖。同時，要對土工格柵鋪設質量進行檢測，詳見表
荷載試驗
本工程素混凝土樁施工結束28天內，按照規定要求對樁基進行了荷載試驗，結果見表。分析表可知，樁基承載力范圍在269295kPa，平均值為280.6kPa，符合設計要求的不低于220kPa要求。同時，樁基沉降數值范圍在1728mm，平均值為22.6mm，滿足設計要求的不超過200mm
結語
為了有效處理軟土地基結構承載力低、沉降量大、土層分布不均勻等問題，本文對素混凝土樁施工技術進行了研究，同時嚴格按照工藝流程及要點進行軟土路基加固處理，顯著提升了地基結構承載力，通過鋪設雙層雙向土工格柵，進一步增強了樁間土承載力。該技術具備操作簡單、效率高等特點，且質量易于管控，效益突出，值得推廣應用。
參考文獻
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[2] 孔文健．淺析大直徑素混凝土樁復合地基設計和施工以及監測的實施——以四川省成都市簡陽三岔鎮工程為例[J]．科技創新導報，2019,16(28): 1-4
[3] 張傳海，王長鎖，黃寧，等．復雜地質條件下旋挖鉆孔灌注樁三段式成孔技術[J]．施工技術中英文2022,51(17): 117-120
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[5] 李峰宇．旋挖鉆鉆孔樁施工技術研究——以三門峽黃河公鐵兩用大橋南引橋樁基施工為例[J]．工程技術研究，2022,7(24): 48-50
[6] 王睿，韓青芝，牛凱功等．超長小直徑素混凝土剛性樁復合地基施工技術研究[J]．建筑機械，2023,(07): 101-105
[7] 時海城，王鵬程，檀峰雷，等．素混凝土樁復合地基在四川地區富水軟土地基中的運用[J]．工程建設與設計，2023,(23): 29-31
供稿人：黃玉輝，陳二松等
編輯員：李海亮
審核人：孫繼成，寧夏
【標準規范】
【會議培訓】
第十屆全國建筑固廢和余泥渣土處理及資源化利用大會暨中國砂石協會建筑固廢利用分會年會
2025第二十一屆全國商品混凝土可持續發展論壇暨2025中國商品混凝土年會
【咨詢服務】
預拌混凝土質量追溯研究
高速公路及橋涵高性能混凝土技術咨詢
課題研究
研發中心建設
[綠滿庭院]《HJ建筑圍護結構自保溫技術體系》推廣等
【建材“雙碳”業務】
低碳膠凝材料研發與制備
復合摻合料和再生復合摻合料研發與制備
建筑垃圾處置與資源化利用
建筑垃圾再生砂粉應用技術
建筑垃圾再生輕粗骨料技術
碳化再生骨料制備技術
【期刊著作】
《常見預拌混凝土質量事故分析百例》圖書
《預拌混凝土企業標準化試驗室建設指南》圖書
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