跨座式單軌工程樁基柔度增加技術

曾昭武 宋鵬飛 王 竺 張 胥 白小兵

中建五局土木工程有限公司

1 工程概況

柳州某跨座式單軌工程，高架結構，由下至上依次為樁基、承臺、墩柱、鑄鋼支座、PC軌道梁。該工程處于典型喀斯特地貌區域，巖層起伏大，局部巖層整體性好，強度60MPa～80MPa，埋深3m～5m，與承臺底面基本處于同一標高。樁基施工完成后，樁身全部位于巖層中，樁頂剛度過大，柔性不足。

通過研究，提出采用樁頂包裹柔性層方法，在不改變基礎形式、樁基參數、成孔方法的前提下解決該問題。

2 柔度增加原理

該樁基柔度增加原理是在樁基上部一定范圍內包裹柔性層，模擬周邊砂層地質，解決入土深度不足問題。樁基采用旋挖鉆機成孔，先用直徑d+30cm 鉆頭擴孔一定深度（d 代表樁基直徑），然后埋設直徑d+10cm 鋼護筒，在護筒外填砂并用水澆密實，隨后用直徑為d的鉆頭成孔至設計標高，鉆孔完成后，安放鋼筋籠并灌注混凝土。混凝土灌注后，鋼護筒不拔除，擴孔部分所填粗砂夯實以改善樁的受力條件，增加樁頂柔度，滿足水平活載下橋梁樁基的安全性及耐久性。

圖1 樁基柔度增加技術簡圖

該技術中，Ⅰ為樁基柔度增加結構體系，Ⅱ為淺覆蓋完整巖層場地地質結構。

圖中所示編號分別為：

1——地面鋼護筒（用于鉆頭導向，維持孔口穩定）；

2——直徑d+30cm 鉆頭成孔孔壁（擴孔部分加大成孔直徑）；

3——擴孔鋼護筒，d+10cm（作為成樁孔壁）；

4——粗砂（填充與大直徑鉆頭成孔孔壁與擴孔鋼護筒之間，用水澆密實，代替樁基入土作用，增加樁基柔度）；

5——樁基孔壁，直徑為d；

6——樁基礎（已完成混凝土灌注）；

7——填筑土；

8——紅黏土（施工場地黏性土地層）；

9——完整巖層（埋深淺）。

3 施工流程

施工準備→測量放線→鉆機就位→安放地面鋼護筒→鉆孔至擴孔底標高→安放擴孔鋼護筒→護筒外填砂并澆水密實→二次鉆孔至樁底標高→安放鋼筋籠→澆筑水下混凝土。

4 施工方法

（1）擴孔深度范圍內成孔。采用旋挖鉆成孔，旋挖鉆功率滿足要求，能在堅硬巖層成孔。鉆頭直徑d+30cm，直徑可適當偏大，但不得小于改尺寸，成孔至擴孔底標高后，對垂直度進行復測，確保垂直度偏差≦1%。該成孔過程采用干鉆法，以便準確安裝擴孔鋼護筒及填砂。

（2）安裝擴孔鋼護筒。擴孔鋼護筒采用機械卷制加工制作，焊縫全部為雙面坡口，每節制作長度為2m～5m，鋼護筒壁厚≧12mm，具備足夠的剛度，不變形。各節擴孔鋼護筒的連接焊縫均采用雙面開坡口進行滿焊，兩節護筒的連接處施焊外，還需在接縫處焊接30cm×30cm、厚10mm的加強鋼片，每個接口均勻、對稱布置4 個加強鋼片。擴孔鋼護筒安裝后，應高于地面鋼護筒10cm，混凝土灌注后該鋼護筒不拔除。鋼護筒采用汽車吊進行安裝，安裝垂直度偏差≦1%，安裝位置偏差≦3cm。

圖2 擴孔及安裝擴孔鋼護筒

（3）回填粗砂并密實。擴孔鋼護筒外側擴孔部分回填粗砂，所填粗砂不得含有石塊、泥塊，沙粒均勻。要求粗砂巖護筒四周人工分層、均勻回填，四周回填高度應均勻上升，回填高差不得大于30cm，以防止護筒由于一側受力過大，導致偏位，回填后水夯密實。

（4）成孔至設計標高。采用旋挖鉆成孔，鉆頭直徑為樁基設計直徑d，成孔時，鉆頭應下落緩慢且位置準確，嚴禁觸碰擴孔鋼護筒。成孔后，檢查孔壁垂直度與中心線偏差，與上部擴孔部分孔位中心線偏差≦1cm。

（5）樁基灌注。樁基成孔完畢后，安放鋼筋籠并灌注混凝土，樁基施工完成。

圖3 最終成孔并灌注混凝土

5 結束語

隨著我國交通產業的高速發展，跨座式單軌有著強大的市場適應性，多個城市已經規劃或開展了實際工程建設。該技術適用性強，不改變基礎類型，避免與鄰近樁基礎產生不均勻沉降，影響成橋質量。同時避免采用擴大基礎等基礎形式，不需進行大量石方破除，可降低揚塵，減小噪聲污染，減少占地，對交通影響程度小，最大限度實現綠色施工。