一柱一樁調垂先插法施工技術研究

李 林 華

(江蘇華都建設有限公司，江蘇 南京 210000)

1 概述

隨著我國城市化進程的發展，逆作法施工在城市建筑物的建設中得到了廣泛的應用[1-3]。逆作法相對于順作法，可節省1/3工期，節省地下結構總造價的25%～35%，并且施工過程綠色環保，因而應用前景十分廣闊。先期逆作法一柱一樁施工是整個逆作法的重點[4]，直接關系到豎向結構承載和穩定性，若施工時垂直度不能滿足要求，后期補救代價極高。目前一柱一樁調垂已形成多種施工工法，本文結合碧桂園總部三期項目，總結了項目施工過程中一樁一柱調垂先插法施工技術的難點問題，并與其他施工方法進行了對比，結果表明該一樁一柱調垂先插法施工技術具有很好的技術優勢，對今后類似工程具有重要的指導意義。

2 工程概況

2.1 工程總體概況

本項目位于佛山市順德區北滘鎮廣珠西線高速公路以東1號地塊，場地北側緊鄰藍天花園小區，南側緊鄰碧桂園總部一期，建筑主體A裙樓10層，高度52.5 m，結構形式為混凝土框架剪力墻結構；B會議中心3層。地下室為鋼管柱剪力墻結構，地下3層。基坑開挖深度約為9.5 m(±0.000=6.600 m)。

2.2 水文地質條件

根據區域地質資料，本區第四系(Q)堆積物廣泛分布，主要為淤泥質土、砂土、殘積土等，厚度幾米～數十米不等；基巖多為燕山期(γ52(3))、震旦系(Z)和白堊系(K)地層，巖性有花崗巖、花崗片麻巖、泥質砂巖、砂質泥巖、含礫泥巖、砂巖、礫質砂巖等。上部為雜填土，建筑垃圾、生活垃圾，厚度5 m～6 m左右。下層為淤泥質土、砂土、殘積土等，厚度幾米～數十米不等，泥質砂巖、砂質泥巖、含礫泥巖、砂巖、礫質砂巖等。

2.3 設計概況

旋挖灌注樁擬采用直徑1 200/1 400/1 600三種樁徑，樁基持力層為中風化泥質粉砂巖，預估鉆孔深度為35 m～50 m。鋼柱直徑為500，700，800三種樁徑，鋼柱長度約15 m。混凝土強度等級為C40。上部柱底為C60，鋼柱插入地下室底板底標高下3D(D為鋼管外徑)m。鋼結構為地下室逆作鋼柱。超灌高度設計要求2 m，樁長約30 m～45 m，空頭約10 m。鋼管重量約2.5 t～7 t。

3 施工難點

根據區域地質資料，樁基成孔時，穩定性差，上部容易塌孔、擴孔，特別遇上部建筑，生活垃圾回填區域會出現大面積塌孔，給樁基施工帶來很大困難，鉆孔垂直度難以保證。下部全風化，強風化砂巖中存在大量中風化粉砂巖夾層。施工過程易出現鉆進困難，鉆孔偏斜情況。此外項目施工過程中鋼管型號較多，主要包括鋼管長度不一，管徑不一，鋼管需要一一對應相應的樁位，長度不能錯位，包括鋼管下部焊接的法蘭盤及栓釘數量位置都需要精確對應。一樁一柱施工垂直度達到1/1 000比較困難，為保證鋼管達到垂直度要求，施工過程中要對鉆孔及鋼管進行控制，放鋼筋籠過程中，鋼筋籠安放不能傾斜，鉆孔灌注樁質量按GB 50202—2013建筑地基基礎工程施工質量驗收規范執行，鋼管柱安裝質量按JGJ 120—2012鋼筋焊接及驗收規程執行。

4 質量保證措施

在施工過程中，為保證施工質量，制定了以下措施：

1)鋼護筒必須經過水平位置檢查和垂直度檢查，保證后期成孔垂直度。

2)成孔后必須進行孔徑、孔深、孔斜率及成渣厚度的檢測，下鋼筋籠過程應緩慢進行，保證鋼筋籠不偏斜，有助于后期鋼管柱順利安放。

3)鋼管吊孔應對稱開孔，并用動滑輪調節鋼絲繩兩邊長度，達到兩邊長度一致，確保起吊后依靠自重能達到垂直要求。

4)調垂架與鋼管應焊接牢固，焊接件保證剛度不易變形，在調整過程中關注焊縫是否牢固。

5)灌注過程中避免碰撞矯正架，以及在混凝土完全凝固之前做好矯正架保護，不得擾動。

6)矯正架應在澆筑完12 h之后才能拆除，確保混凝土完全凝結。

5 施工工藝

項目實施的施工工藝流程如下：

施工準備→測量定位→埋設護筒→配制泥漿→安裝鉆機→鉆進→終孔→第一次清孔→吊放鋼筋籠→平整孔口位置鋪設鋼板→矯正架安放固定→安裝傳感器(傾角儀)→鋼管(立柱)通過矯正架安放、固定→通過傾角儀讀數調整鋼管垂直度→下導管→第二次清孔→水下混凝土灌注→復測鋼管垂直度→待混凝土凝固→移除矯正架→起拔護筒。

6 樁基垂直度控制技術與其他工法的對比

6.1 安放平臺

該工法的平臺位置按坐標放線位置安放，平臺相鄰兩側工字鋼對應鋼管柱的兩個施工樁位軸線，以便于后期調垂做好準備，鋼支架高約1.2 m,上部夾口固定，支架下部設40 mm厚鋼板，滿足矯正架穩定性，四個腳分別用螺栓桿套連在矯正架上。相對于一般調垂方法，該工法的施工場地不需要用鋼筋混凝土硬化，包括調垂架平臺。因為考慮鋼管重量較輕不需要大的調垂架就能調整垂直度。調垂架安裝便利，只需吊至孔口位置放平即可，從而縮短了工期并節約了成本。

6.2 吊放鋼管柱

本工法在吊裝之前可先將傳感器固定在鋼管上部，鋼柱吊裝時按要求放至標高，鋼柱宜高出支架鋼板大于1.5 m，便于鋼管與支架固定，和安放傾角計,T800型傾角計安裝簡便，用磁片吸附在鋼柱即可，采用兩只傾角計成90°安裝在鋼管柱上，在鋼管柱兩側監測鋼管垂直度傾角計讀出鋼管柱X軸和Y軸兩個方向傾斜角度。

相對于其他調垂方法，被檢測垂直度方法更于簡便，只需傾斜儀吸附在鋼管柱上，不需安裝復雜的監測設備，比如紅外檢測儀，側斜管監測等等，大大提高了施工效率。

7 結論

結合碧桂園總部三期項目，對樁基施工中鋼管垂直度控制措施進行了總結，得到以下結論：

1)在鋼管垂直度施工時，應針對重點難點問題，制定相應的施工措施。在施工時，應嚴格按照施工工藝流程進行施工。

2)在鋼管柱安放中應建立復查程序，保證安放正確對應。調垂過程盡量使傾角計調整精確，保證垂直度要求。