試析軟土地基中一柱一樁先插法的施工技術

臺州建筑安裝工程公司

摘要：在建筑工程施工的過程中，一柱一插法施工是借助地面調直設備，通過調直架上下兩層的螺桿、孔內的導向糾偏裝置和第三方垂直度測斜設備對鋼立柱垂直度進行全面的控制，同時還要對立鋼柱加以固定處理的一種施工方法，在工程施工中，其發揮著十分重要的作用。本文主要分析了軟土地基中一柱一樁先插法施工關鍵技術，以供參考和借鑒。

關鍵詞：軟土地基；先插法；調垂工藝；回填注漿

在當今的建筑工程建設和施工中，超深基坑逆作法開挖回筑施工技術得到了十分普遍的應用，在設計的過程中，對逆做支撐柱的要求也越來越嚴格，同時在精度的控制上也更加的具體，此外，在施工的過程中必必須要有一套相對比較科學和完整的調垂方法，在設備方面也應該符合施工的要求。

1、工程概況

某工程是集商務、辦公一體的綜合性工程，總占地面積約5.5萬m2，基坑總面積48000m2，周長960m，由3幢塔樓和5層地下室組成，無裙房，其中塔樓區域挖深28m，純地下室區域普遍挖深約26.5m，整體基坑開挖方式為：首先B0層整體同步挖深約9m，然后地下室停止開挖，塔樓區域順挖到底，待塔樓區地下結構回筑至地面，地下室再繼續向下逆作開挖，最終實現塔樓地上結構與地下室開挖、結構回筑平行施工。

2、先插法工藝原理

2.1工藝原理

先插法是一種非傳統的施工方法，同時其在長期應用的過程中，也越來越成熟，在應用的過程中，設備操作非常的簡單，此外在施工中也不需要非常繁瑣的流程。其主要采用的是1個層數為3層的調垂架，穿過中、下2層水平分布的四肢調節螺桿，對其進行調直，在調直的過程中主要是應用了杠桿原理。在不受其他因素的影響下，鋼管柱在鉆孔的內部只會受到側向泥漿的阻力，采用上層螺桿一點固定的形式，下層螺桿一點調整可以使得鋼管柱移動和調整更加的靈活和便利，如果在這一過程中知識依靠螺桿去調整會存在著一定的難度，同時還可以開啟孔內的導向糾偏千斤頂，從而使得鋼管柱的水平力上升到一個新的水平，調直的質量和精度也得到了非常顯著的改善。

2.2施工工藝的改進

以往的地面調直架一般只是依靠地面以上兩個支點進行調直處理，同時兩點之間的間距只有2m，所以要想對下面接近30m的鋼管柱進行有效的調整是存在著非常大的難度的。

改進之后先插法調直工藝在應用的過程中增加了4只地下的導向糾偏千斤頂作為調垂支點，一方面使得鋼管柱下插的過程中所出現的導向糾偏千斤頂起到了導向的作用，另外一方面在進行調垂處理的時候也大大的延長了地上和地下兩個支點之間的距離，從原來的2m變成了7m，這樣不僅保證了垂直的精度，更改善了垂直的效果。

3、下部支承樁垂直度控制技術

3.1循環水泥管理

泥漿使用質量比較好的膨潤土外加化學添加劑的人工將，泥漿在經過出砂機凈化之后再回到孔內進行全面的重復的利用，這樣就可以有效的保證粘土、砂性土土層當中孔壁的穩定性，清孔泥漿主要采用的是各項指標都適中的材料，此外還要充分的保證空地沉渣在50mm之內。

3.2鉆進過程控制

粘性土層鉆進施工中應該采取中等的轉速，大泵量和密度比較小的泥漿鉆進過程中，粉質粘土和粉土中泥漿的相對密度一定要保持在1.3之內，在實際的工作中應該對進尺提供更多有利的條件，同時還要采取有效的措施避免糊鉆的情況。密實砂性土中應該使用低檔慢速和大泵量的分級鉆進方法，這樣也就能夠有效的避免施工中孔斜度超出最大的限度，軟硬土層交界面應該嚴格控制進尺的速度，鉆頭在透過交界面之后應該反復掃孔2—3次，這樣也就避免了接觸面平衡性差所導致的孔斜問題。

3.3成孔質量檢測

鉆進到孔深一般的時候要使用專業的檢測設備從鉆桿內部測量鉆桿垂直度，如果不能達到1/300的精度時，應該對其進行及時的糾偏處理。終孔在經過了靜靜姨檢測垂直度之后要保證鋼管插入的范圍內，成孔垂直度在1/300之內，插入的范圍以下成孔的垂直度一定要在1/200之內，不然就要對孔斜率進行適當的調整。

4、鋼管柱調垂及檢測關鍵技術

4.1先插法調垂架的改進

本工程采用的先插法調垂架在借鑒以往工程調垂架的基礎上，進行了以下改進：

（a）將調垂架的上下兩層螺桿端部改造成Φ400mm的環形手柄，便于操作工人旋擰螺桿時省時省力；

（b）調垂架的第3層上安裝護欄和踢腳板，提高操作的安全度；

（c）調垂架上增加回填碎石的漏斗，四個方向可以實現同步均勻回填碎石，保證鋼管柱受力均勻，減少擾動；

（d）調垂架4個底角的固定措施進行了加強，在底角接觸面擴大的基礎上，增加了螺栓孔，便于和地面連接固定，保證調垂時架體絕對穩固。

4.2鋼管柱調垂的輔助措施

（a）首次采用長6m的加厚壁鋼護筒，使用90#振動錘振設埋入，埋設垂直度≤1/300，且四周回填足夠密實，為導向千斤頂提供穩定的水平反力；

（b）吊放鋼管柱之前，在孔內（地面下5m）沿超長鋼護筒內壁四周安放4只各300kN頂升力的導向糾偏裝置，為鋼管柱插入、調垂提供導向和水平糾偏推力，便于高效調垂；

（c）引進三維激光測斜儀安放在鋼管柱柱身，及時反映柱身的傾斜方位并指導調垂，同柱身的測斜管檢測數據對比校核；

（d）增加了鋼管柱外的附加注漿，保證調垂后柱身四周受力均勻，避免鋼管柱在懸臂狀態下產生較大的撓度；

（e）支承樁鋼筋籠頂部增加2道雙箍筋，鋼管柱插入范圍內箍筋間距適當調大，防止鋼管柱上的栓釘、環筋等碰觸鋼筋籠造成無法正常調垂。

（f）鋼管柱設計頂標高以上安裝長3m的工具管柱，與主柱靠4個Φ32mm的螺栓連接，保證連接的順直和穩固，方便調垂。

4.3鋼管柱調垂關鍵步序

（a）支承樁鋼筋籠順直吊放入孔后，全站儀再次復核孔位和護筒中心偏差，并做好標識；沿護筒內壁安放4只導向糾偏裝置；

（b）先插法調垂架吊放就位對中、調平與理論樁位中心偏差≤10mm后及時固定4個底角；

（c）鋼管柱插入調垂架后，開啟孔內導向糾偏導向，利用互成直角的2臺激光經緯儀觀測柱身的通長墨線，待鋼管柱靠自重插入至支承樁內5m時，根據觀測數據進行初調；

（d）根據測斜管和三維激光測斜儀的檢測數據，利用調垂架的上下2層螺桿機孔內導向千斤頂對鋼管柱進行調垂，直至達到設計要求的1/500；

（e）將調垂架和鋼管柱分上下2層用槽鋼呈井字形固定，同時在鋼護筒和鋼管柱之間用短鋼筋加強固定；

（f）從鋼管柱內下導管，采用氣舉反循環法將孔底沉渣清除，以滿足孔底沉渣≤50mm標準；

（g）分別澆筑支承樁水下C35和鋼管柱內水下C55混凝土，孔內回填碎石；

（h）待鋼管柱內混凝土終凝后（一般為24h），拆除固定措施，移走調垂架，拔出鋼護筒，進行鋼管柱外孔內注漿。

5、鋼管柱垂直度的保持控制

（a）鋼管柱調垂達標后應立即分別與調垂架和鋼護筒固定，同時調垂架自身必須與地面穩固連接；

（b）二次清孔從鋼管柱內下放導管時，應采取措施嚴禁碰觸鋼管柱本身；清孔采用的氣舉反循環壓力控制應確保在徹底清除孔底沉渣的同時不會對鋼管柱產生附加擾動；

（c）澆筑不同標號混凝土時應采用泵車布管，以勻速且最低速度泵入鋼管柱內的C55混凝土，嚴禁拆拔導管時對鋼管柱造成擾動；

6、結語

在使用了改進之后的先插法進行施工之后，施工的效率得到了顯著的提高，同時混凝土澆筑的質量也得到了非常好的保證，企業在是公測中取得了良好的社會效益，因此該技術在使用的過程中也會有更為廣闊的前景。

參考文獻：

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