鹽漬化濕陷性黃土地區微型套管樁架空地面施工技術*

孫賢軍，楊 崢

(甘肅金廈建筑安裝有限責任公司，甘肅 蘭州 730020)

0 引言

蘭州新區位于秦王川盆地，屬鹽漬化濕陷性黃土地區。在該地區建成的某工程自2013年底交付使用以來，地面陸續發生大面積嚴重鼓脹，在很大程度上影響了使用功能，且治理難度較大、成本較高。經組織專家進行方案論證，多次采用挖除1.5m厚灰土墊層后換填砂夾石、塊石，并在地面鉆應力釋放孔的方式進行鼓脹治理，但效果較差，地面仍持續鼓脹。為徹底解決地面鼓脹問題，經多次研究、論證與設計，根據蘭州新區土層特性，將原地面更換為微型套管樁架空地面，即將微型套管樁作為支撐，在樁頂設置縱橫向型鋼梁，并利用鋼筋桁架樓承板作為地面基層，使地基土與地面結構層脫離架空。根據工程實際情況進行施工技術創新，達到良好的治理效果。

1 工程概況

蘭州新區某公共建筑工程占地面積28 071m2，總建筑面積61 100m2，長526.9m，寬163.5m，高42.6m。本工程地上2層及以下為鋼筋混凝土框架結構，最小柱距12m，最大柱距18m，地上2層以上為鋼結構，屋面采用主桁架+曲面空間網格體系。地上1層樓地面治理前持續鼓脹，最大鼓脹量>160mm，換填治理后仍存在50～72mm的鼓脹變形。為徹底解決鼓脹問題，采用微型套管樁架空地上1層樓地面，總治理面積約1 807m2。微型套管樁長5m，內鋼管直徑250mm，厚8mm，外UPVC管公稱直徑400mm，樁端1m范圍內澆筑C30細石混凝土，通過φ16栓釘控制內鋼管與外UPVC管間距，如圖1所示。樁頂設有型鋼梁，其上為鋼筋桁架樓承板架空層，架空層上部鋪貼大理石，架空層與地基土間預留150mm空隙。

圖1 微型套管樁示意

2 關鍵施工技術

1)采用逆作法施工工藝，首先進行微型套管樁入孔就位，然后預拼裝型鋼梁，再通過測量進行準確定位，最后澆筑樁內混凝土。本工程采用的逆作法施工工藝保證了微型套管樁樁位準確，并使型鋼梁施工滿足技術指標要求。

2)由于室內施工高度有限，且微型套管樁直徑較小，人工成孔困難，為此，采用經技術改進的低空間小直徑電動洛陽鏟進行機械成孔，以滿足施工要求，加快施工進度。

3)由于微型套管樁較長，且受室內施工高度限制，內鋼管與外UPVC管無法分步垂直入孔，為此，采用同步傾斜下孔的安裝方案，可使鋼管與UPVC管相對位置關系滿足要求，保證微型套管樁安裝滿足設計要求。

3 施工工藝流程

施工工藝流程：施工準備→測量放線→微型套管樁成孔與初步安裝→型鋼梁安裝→微型套管樁、型鋼梁校正→微型套管樁內混凝土澆筑→鋼筋桁架樓承板鋪設→栓釘焊接→邊模板施工→分布鋼筋布設與管線敷設→鋼筋桁架樓承板混凝土澆筑→面層施工→檢查驗收。

4 施工要點

4.1 施工準備

1)進行鋼結構圖紙深化設計，在工廠加工型鋼梁、鋼筋桁架樓承板等。

2)轉移施工區域原有設施，進行場地清理，完成公共大空間區域周邊隔離封閉及架空作業面清理工作。

3)組織施工人員進場，對施工內容及周邊環境等進行技術交底。

4)電動洛陽鏟、電焊機、鋼結構構件、UPVC管等進場，材料需驗收合格。

4.2 測量放線

按施工方案將需治理的樓地面面層清除，達預定標高后初步整平場地，采用全站儀、水準儀、鋼卷尺等進行測量放線。測量放線以原設計軸線為依據，現場參照裝飾裝修材料實際尺寸或相互距離等，與原結構位置進行對比，進行合理定位。

4.3 微型套管樁成孔與初步安裝

1)在微型套管樁上部安裝電動洛陽鏟，支架根部所在地面須堅實穩定，安裝過程中須注意保護既有吊頂、墻面等。

2)進行試成孔作業，搜集相關地基參數作為成孔依據，施工過程中注意積累經驗，以便為后續大面積施工提供技術支撐。

3)按機械成孔工藝進行鉆孔作業，當孔深達設計要求后進行清底，對樁孔垂直度、直徑進行檢查驗收，并對小偏差部位進行人工修整。

4)在孔頂1m范圍內人工開挖斜向溝槽(見圖2)，溝槽寬度與微型套管樁直徑相同，人工修整至平滑順直，并進行二次清孔。

圖2 斜向溝槽剖面

5)將鋼管套入UPVC管，利用電動葫蘆將微型套管樁沿溜槽整體置入樁孔，并進行初步校正。

6)按設計及有關規范要求，在原框架結構基礎梁設計點位上鉆孔植入螺栓。待膠粘劑固化至一定強度后，安裝H型鋼短柱，復核垂直度及設計標高，達到設計要求后緊固螺栓進行固定，為系統校正提供條件。

4.4 型鋼梁安裝

按先主梁后次梁、先大梁后小梁的原則進行型鋼梁安裝，型鋼梁運至作業面后，將其置于2根微型套管樁之間，梁端通過螺栓固定在微型套管樁樁端。

4.5 微型套管樁、型鋼梁校正

當框架結構單元區間內微型套管樁、型鋼梁、H型鋼短柱等初步安裝完成后，對軸線、標高進行全面復核校正，通過電動葫蘆調整標高，達到設計要求后利用鋼管支架臨時固定，并終擰全部螺栓。

4.6 微型套管樁內混凝土澆筑

1)按設計要求分層分次澆筑微型套管樁內混凝土，初次澆筑量根據孔底標高與樁底封板標高計算確定(考慮充盈系數)。采用ZN25型小直徑振搗器進行混凝土振搗，每根微型套管樁設置4個振搗點，每個振搗點振搗15s，確保樁端振搗密實。

2)澆筑微型套管樁周邊部位混凝土，同樣采用ZN25型小直徑振搗器進行混凝土振搗。

應在各框架結構單元區間微型套管樁混凝土澆筑完成后，立即對微型套管樁、型鋼梁軸線與標高進行復核校正，并按校正后標高調整固定鋼管支架。

4.7 鋼筋桁架樓承板鋪設

1)微型套管樁內混凝土強度達1.2MPa后，對樁周溜槽進行回填，確保場地平整，為鋼筋桁架樓承板安裝提供作業面。

2)當微型套管樁內混凝土強度達75%時，拆除型鋼梁鋼管支架，按設計要求對型鋼梁連接板進行涂飾，經檢查驗收合格后，將按設計位置進行編號的鋼筋桁架樓承板轉運至作業面。

3)按堆放次序及施工順序鋪設鋼筋桁架樓承板，鋪設質量按有關規范要求進行控制。

4.8 栓釘焊接

鋼筋桁架樓承板鋪設前放線出栓釘準確位置，鋪設完成后在型鋼梁上及時焊接栓釘。焊接前檢查焊機各項性能，并通過試焊確定焊接參數。對于外觀質量檢查合格的栓釘，應按有關規范要求進行彎曲試驗，并檢查焊接部位是否出現裂縫。

4.9 邊模板施工

1)邊模板施工前須仔細閱讀圖紙，根據邊模板與既有墻面的距離等確定模板型號及搭接長度。

2)邊模板安裝時緊貼型鋼梁表面，每隔300mm點焊25mm長、2mm高焊縫。所有邊模板均按圖紙要求安裝完成后方可進行鋼筋桁架樓承板安裝。

3)預留洞口模板拉線校直，調整完成后利用一端與栓釘點焊、一端與邊模板點焊的鋼筋固定邊模板。

4.10 分布鋼筋布設與管線敷設

1)按設計要求安裝鋼筋桁架樓承板下部附加分布鋼筋，安裝完成后在分布鋼筋上鋪設預埋地面指示燈等。

2)地面指示燈等鋪設完成后，按設計要求設置框架柱周邊附加受力鋼筋、支座連接分布鋼筋及負彎矩筋，支座連接分布鋼筋應與鋼筋桁架樓承板鋼筋進行綁扎連接。

3)按設計要求在鋼筋桁架樓承板預留洞口周邊安裝加強筋(設置在鋼筋桁架樓承板面筋下方)，待鋼筋桁架樓承板混凝土達到設計強度后，切斷鋼筋桁架樓承板鋼筋及鋼板。

4.11 鋼筋桁架樓承板混凝土澆筑

鋼筋桁架樓承板經隱蔽驗收合格后開始澆筑混凝土，采用插入式振搗器將混凝土振搗密實，并將混凝土表面抹壓平整。混凝土澆筑完成12h后及時進行灑水養護，確保混凝土表面濕潤，養護時間≥14d。搭設施工運輸通道，通道支座置于型鋼梁或微型套管樁頂端。卸料時分散進行，盡量減少對模板的沖擊。

4.12 面層施工

按原設計面層施工工藝、設計做法、材質等恢復面層，也可按新建工程設計要求施工。

4.13 檢查驗收

面層施工完成后，將表面清理干凈，按樓地面驗收標準進行驗收。

5 施工質量控制

5.1 控制依據

依據GB 50205—2001《鋼結構工程施工質量驗收規范》、GB 50661—2011《鋼結構焊接規范》、GB/T 12467.1—2009《金屬材料熔焊質量要求 第1部分：質量要求相應等級的選擇準則》、GB/T 12467.2—2009《金屬材料熔焊質量要求 第2部分：完整質量要求》、GB/T 12467.3—2009《金屬材料熔焊質量要求 第3部分：一般質量要求》、GB/T 12467.4—2009《金屬材料熔焊質量要求 第4部分：基本質量要求》、GB/T 12467.5—2009《金屬材料熔焊質量要求 第5部分：滿足質量要求應依據的標準文件》、GB 50202—2018《建筑地基基礎工程施工質量驗收標準》、GB 50209—2010《建筑地面工程施工質量驗收規范》等的規定，嚴格控制施工質量。

5.2 控制措施

1)構件及材料進場后，須檢查產品合格證和質量保證書，并嚴格按有關規范要求進行驗收，驗收及復測合格后方可用于施工。

2)對樁孔垂直度、直徑進行檢查驗收，并對小偏差部位進行人工修整。嚴格控制電動洛陽鏟成孔質量及人工開挖斜向溝槽后的清底作業質量，為保證清底作業徹底有效，清底完成后采用灰土擠密樁施工常用的重錘進行二次夯實。

3)內鋼管與外UPVC管同步傾斜下孔后，在對垂直度進行初步調整的同時，嚴格按設計要求調整鋼管與UPVC管的相對位置。

4)微型套管樁、型鋼梁等均采用預安裝、終安裝的階段性安裝方案，確保骨架體系設計與功能滿足要求。

5)微型套管樁內混凝土澆筑是本工程逆作法施工的質量控制要點，因此采用細石混凝土進行分層澆筑。嚴格控制混凝土澆筑量、振搗時間等，以保證微型套管樁樁端混凝土振搗密實。

6)各框架結構單元區間微型套管樁混凝土澆筑完成后，立即對微型套管樁、型鋼梁軸線與標高進行復核校正，確保標高滿足設計要求。

7)土方開挖標高偏差控制為20mm，微型套管樁成孔直徑偏差控制為50mm、垂直度偏差控制為10mm，鋼筋桁架樓承板平整度控制為5mm，鋼筋網格間距偏差控制為5mm，混凝土表面平整度控制為5mm。

6 結語

以蘭州新區某公共建筑工程為依托，根據該地區土層特性，將原地面更換為微型套管樁架空地面，即將微型套管樁作為支撐，在樁頂設置縱橫向型鋼梁，并利用鋼筋桁架樓承板作為地面基層，使地基土與地面結構層脫離架空。針對傳統施工工藝局限性，結合工程實際情況，創新性地采用逆作法施工工藝，保證了微型套管樁樁位準確，型鋼梁施工滿足技術指標要求。針對室內施工高度有限、微型套管樁直徑較小、人工成孔困難的問題，通過采用經技術改進的低空間小直徑電動洛陽鏟進行機械成孔加以解決。針對內鋼管與外UPVC管無法分步垂直入孔的問題，采用同步傾斜下孔的安裝方案加以解決，使鋼管與UPVC管相對位置關系滿足要求，進而保證微型套管樁安裝滿足設計要求。

通過施工技術優化與創新，治理后的地面平整度未發生變化，取得良好治理效果，為鹽漬化濕陷性黃土地區地面鹽脹治理提供參考，同時對于新建建筑地面工程施工具有借鑒意義。