超前加固植入式預制樁施工方法應用

宋俊領 王記濤 任新偉

（1.中鐵十局集團第二工程有限公司，河南 鄭州 450000；2.河南金途科技集團股份有限公司，河南 鄭州 450000）

本文通過對樁基施工組合結構的分析闡述旋挖引孔植入式預制樁的施工整體效能，探索推進工業化建造，促進資源節約集約利用、強化節能減排和污染防治、強化交通生態環境保護修復三大任務，以實現施工過程環境有效評估、節水節電、機具、設備重復利用及減少質量通病等。旋挖引孔植入式預制樁施工，遵循樁基工業化建造的內在規律與要求，以標準化設計、工廠化制造、裝配化施工、信息化管理為目標，著力研發新的結構形式與構造，以及制造工藝、施工方法等綠色建造技術，充分認識到組合結構施工更符合循環利用要求的結構形式，更符合樁基施工采用工業化建造模式的內涵要求。

一、技術要點

在樁基工程實踐中，單一樁型往往有一定的局限性。衍生出了相互復合的樁型，相互補充并作為同一整體，提高樁基承載能力。植入式預制樁從設計、安全性驗證、存放、運輸、植入式臨時措施、測量控制、信息化管理七個方面與旋挖引孔的超前加固施工相結合，消除了常見的塌孔、縮頸等樁身質量通病，同時，提高效率、降低工程施工成本、節約資源并具有較好的結構組合能力，確保樁體質量穩定，達到設計承載能力。

（一）設計與安全性驗證

預制樁符合標準化、系列化的設計思路，樁基構建采用同一模數協調尺寸，具有規格少、組合多、通用性強、重復率高的特點。同時，預制樁基運輸、安裝過程中的重要受力部位和受力狀態，如吊點或吊孔、支點設置、預制樁反轉時的受力狀態等，需要根據施工過程的受力要求設計樁基構造，滿足預制樁各工況下的結構安全性。

（二）存放與運輸

預制樁的存放、運輸階段，混凝土的起吊強度與孔道漿體的預期強度，以及吊點和支點位置均應符合設計要求。制定合理的預制樁運輸的組織方案和運輸的保護方案，包括運輸時間、運輸方向、運輸線路、構件吊點設置、構件翻身處理、構件固定、成品保護等，符合周邊環境要求并滿足樁基自身的結構特征。

（三）植入式臨時措施與測量控制

預制樁植入式施工前，應采取臨時措施，滿足與樁基設計、樁基生產、樁基運輸等各環節的協調配合與組織管理要求，設置預埋件、預留孔及局部加固構件等臨時措施，確保預制樁植入式的銜接施工與后續施工環節的可靠連接。同時，明確測量是預制施工的關鍵環節，測量控制系統的合理設置和施工精度會直接影響樁基預制線形控制和樁基植入安裝精度。

（四）結構組合提升承載力

利用深層攪拌樁機施工方法將壓入的水泥漿液與周圍土體強制拌和，使之形成水泥加固土體，達到超前加固效果；同一施工時間段內同步預制樁基，并在預先成孔的水泥土發生初凝之前，用靜壓樁機將預制樁植入水泥土中，在此過程中始終保持預制樁截面與超前加固體的中心保持吻合，直至樁頂設計標高，超前加固與植入式預制兩項綠色施工的組合，使超前加固水泥土、植入式預制樁與樁身周圍土體連接形成豎向承載整體。

（五）信息化管理

預制樁植入施工在工程的設計、預制、施工期間采用信息化技術，通過對BIM、互聯網、物聯網等信息化技術的集成應用，實現工程實際、預制生產、構建運輸、施工建造等環節的協同工作，達到綠色施工的高效與節約。

二、植入式預制樁綠色施工

植入式預制樁作為樁基工廠化建造的橋梁綠色施工典范，各個施工環節銜接快捷、工期較短，充分踐行了綠色思想。樁體周圍超前加固與預制樁身組合結構形成復合樁，樁身均勻性更容易控制，改變了中心預制樁成樁環境，加強周圍土體，解決了預制樁穿透性較差的問題，提升整體承載能力，推動樁基建設方式變革，減少污染物排放，提高了勞動生產率。

（一）超前加固預制樁植入式施工特征

植入法利用了靜壓樁機壓力大、廢漿少、環境污染小、無噪音污染等優點，貫徹節能減排、資源集約與循環利用和生態環境保護的施工理念，同時避免了錘擊法對預制樁樁身的破壞，是環境友好型綠色樁基新技術。在植入過程中對樁周水泥土及樁周土體產生擠密作用，結合形成高強度結合體，進一步提高樁周土體的承載力。通過對預制樁樁周土體超前加固處理，水泥漿與土體形成水泥加固體，增加樁側摩阻力和樁端阻力，有效結合了鉆孔灌注樁和高強度管樁等多種樁型的優點，實現了多種工藝結構的相互融合，同時規避了傳統樁型的弊端，顯著提高單樁承載力。

圖1 一個工藝流程三大亮點

（二）超前加固植入式施工控制

1.超前加固施工控制

成孔后應根據計算和先期試樁工藝，填筑合適深度的填充料，預制樁外灌注填充料應根據設計要求選擇，采用預灌注細石混凝土時，應采用導管灌注，控制坍落度的同時應添加水泥量0.3%的緩凝劑，延緩填充料初凝時間，以滿足植入樁時間需要；當采用水泥砂漿或水泥土作為填充料時應根據設計要求通過配合比試驗確定。澆筑前，對不同直徑、深度的樁孔分別計算出填充料澆筑灌入量，施工中要保證灌入量滿足要求，防止填充高度不足和超灌過量，以超灌量600mm至1000mm為宜，達到超前加固。

2.預制樁靜壓植入控制

靜壓法沉樁場地應考慮地質條件、預制樁型號、入土深度等因素，滿足壓樁機接地壓力的要求，并采取壓樁機穩定措施。首節樁植入時，預制樁適當位置設置水平偏位觀測點，垂直度偏差不得大于0.5%；植樁時壓樁機應保持水平；抱壓力不應大于樁身允許側向壓力的1.1倍；應盡量縮短中間停頓時間，植樁應避免在接近持力層時接樁，宜連續一次性將樁沉到設計標高，預設終壓標準宜取單樁承載力特征值的1.5至1.8，植入預制樁后形成復合管樁，顯著提高承載力。

三、結語

在運輸機械、運輸能力、吊裝工藝及拼裝植入過程均可以實現的情況下，預制植入與超前加固的結構組合思想可以縮短樁基施工分部工程的建設工期，相互補充降低質量通病，其各項質量指標、安全風險控制、施工效率均優于傳統現澆施工工藝，在此基礎上，還可以保護場地周邊環境安全，并對施工人員的人身健康等方面有積極作用，符合追求高質量、高效率、高效益的建設目標，具有較好的示范效應和推廣應用價值。