軟土地基中一柱一樁先插法施工關鍵技術

王昕

摘 要：由于超大超深基坑施工越加普遍，施工中對支撐樁柱要求也越加嚴格，現階段我國國內的超大超深基坑施工工程中的逆作支撐柱垂直度通常控制在1/600-1/500之間，這樣高的精度應該滿足于兩個方面的條件，一是下部支撐樁垂直度的精度要必須滿足于中1/300-1/200之間，另一個是需要擁有一套技術先進、安全成熟的調垂方法以及相應的設備，而一柱一樁先插法施工技術完全能夠滿足于這一要求。本文以某案例為例，對軟土地基中一柱一樁先插法施工關鍵技術進行了分析，僅供參考借鑒。

關鍵詞：軟土地基；一柱一樁先插法；施工技術

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。

1 先插法工藝原理

1.1 工藝原理

先插法施工是一種比較傳統、成熟的施作一柱一樁調垂鋼管柱的施工工藝，具有設備簡單、操作方便的優點。其主要采用1個3層的調垂架，通過中、下2層水平排布的各4只調節螺桿，利用杠桿原理對鋼管柱進行調垂。理想情況下鋼管柱在鉆孔內僅受側向泥漿阻力，利用上層螺桿一點固定，下層螺桿一點調整可以輕易地將鋼管柱移動、調整。如果僅靠螺桿調整鋼管柱比較困難，可以同時開啟孔內（地下5m處）的導向糾偏千斤頂給鋼管柱施加水平力，提高調垂的效果和精度。

1.2 施工工藝的改進

常規的地面調垂架僅依靠地面以上的2個支點調垂，且兩支點間距僅約2m，依靠僅2m的短管節調垂下部近30m的鋼管柱難度極大。改進的先插法調垂工藝新增加了地下的4只導向糾偏千斤頂做調垂支點，一方面在鋼管柱下插過程中開啟導向糾偏千斤頂作導向，另一方面，在調垂時延長了地面上和地面下2個支點的距離，由原來的2m增長為7m，以7m長度的短管節來調垂下部逾20m的鋼管柱，調垂達到設計要求精度的保證率提高很多。

2 軟土地基下部支承樁垂直度控制技術

2.1 循環泥漿管理

該工程所使用的泥漿主要是優質膨潤土以及添加劑，添加劑主要應用氫氧化鈉或是碳酸鈉，屬于典型的人工漿。泥漿在使用過一次后，還需要經過砂機凈化循環以便可以再利用，而且這樣做還能夠在很大程度上確保黏性土以及砂性土始終保持穩定狀態，選用的清孔泥漿各項指標都要適中，確保孔底沉渣不大于5cm。

2.2 鉆進過程控制

由于該工程中一部分土層是黏性土，因此在鉆進的過程中要使用中等轉速、不用太過濃稠的泥漿方法來完成鉆進工作。就本工程而言，粉質黏土及其泥漿密度都不能高于1.3，將進尺看作是依據，避免出現糊鉆、進尺速度過慢的情況。至于密實砂性土要選擇應用大泵量、較慢速度的方法進行鉆進，定要將孔隙度控制在一定范圍之內；軟土層與硬土層之間鉆進工作人員要控制進尺速度，當鉆頭穿過交界面以后，工作人員務必要進行掃孔，大約是2-3次，這樣就能夠最大限度的避免不平衡接觸面產生的孔斜。

2.3 成孔質量檢查

當鉆進到一半孔深時，工作人員要借助專業檢測儀來對著鉆桿垂直度進行檢測，若精度達不到1/300，要馬上糾正，糾正之后再繼續鉆進，完成鉆進后工作人員還需要應用井徑儀進行垂直度檢測，若鋼管柱成孔垂直度未能超過1/300即算合格，如若不然就掃孔對孔斜率進行必要的調整。

3 鋼管柱調垂及檢測關鍵技術

3.1 先插法調垂架的合理改進

由于本工程具有一定的特殊性，不能完全使用其他工程的先插法調垂架施工技術，應該在其基礎上進行必要的改進：

第一，施工人員需要將調垂架這螺桿端部改換成為環形手柄，這樣操作人員在旋擰螺桿時不僅能夠節省時間，也不耗費力氣；第二，調垂架第3層處要設計護欄，并且安裝踏腳板，以此保證施工人員作業安全；第三，調垂架上還需要添置漏斗，以便各個方位都能夠回填碎石，以此確保鋼管柱得到平均的受力，不會產生不必要的擾動；第四，對調垂架底角進行固定加強處理，既要擴大底角與地面的接觸面積，還應該多設計一些螺栓孔，以此保證調垂架與地面之間可以進行更加有效的固定，確保調垂過程中架體穩定不發生任何的偏移。

3.2 輔助性手段

第一，使用加厚壁鋼護筒，長度為6m，之后再運用振動錘振設進入，垂直度要控制在1/300之內，與此同時要保證四周回填密實，這樣才能夠保證千斤頂使用過程有足夠的水平反力；第二，正式吊放鋼管柱之前，要在孔中放置導向糾偏裝置，每個方向各一只，共4只，這樣鋼管柱插入時就能夠提供參考數據，這樣就能夠更叫高效的調垂；第三，使用三維激光測斜儀設備，將該設備放置在鋼管柱柱身，這樣就能夠在第一時間檢測出柱身是否發生傾斜，是否需要進行調垂；第四，隨時關注鋼管柱外情況，要及時注漿，以此確保調垂后面柱身四周都能夠得到均勻的受力，同時也能夠防止鋼管柱懸臂時產生過于明顯的撓度；第五，支承柱鋼筋籠頂部還需要添加設置雙箍筋，依據本工程需求，需要2道雙箍筋，避免鋼管柱接觸到鋼筋籠，而導致難以調垂。

4 一柱一樁高低標號混凝土澆筑控制

由于下部支承樁澆筑水下C35混凝土，鋼管柱內澆筑水下C55混凝土，兩種不同混凝土澆筑界面的控制關鍵在于：（1）采用泵車布管澆筑，開始澆筑水下C55混凝土時導管埋深2.5m，使兩種混凝土置換面位于鋼管柱底以下2m；（2）通過前幾根的原位試驗，依據泥漿相對密度、石子體積、質量等精確計算出C35混凝土的上升速率，當管外碎石與C55混凝土的頂托力平衡時即可停止回填；（3）保證合理低速的澆筑速度，拆除起拔導管時嚴禁生拉硬拽碰觸鋼管柱本身；（4）待鋼管柱頂端（高出地面約20cm）的溢流孔內溢出C55混凝土時停止澆筑。

結束語

綜上所述，可知本工程所使用的一柱一樁先插法施工技術，是在原有工程地面調垂架調垂基礎上進行的改良，改良后既提升了調垂的效果，也提升了鋼管柱的垂直度，最終數據統計，應用此種方法后，一次性調垂成功率超過了90%。總之改進之后的一柱一樁先插法，不僅能夠創造出豐富的經濟效益，也能夠創造出豐富的社會效益，再加之，此種施工方法的工藝更加成熟，因此具有非常好的應用前景。■

參考文獻

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