斜樁施工技術在基坑支護方面的應用

徐立松，閔曉文，陳勁慧，鐘祺，吳海平

（1.中建海嘉建設工程有限公司，廣東 佛山 528000；2.東莞浩鴻建工有限公司，廣東 東莞 523000）

0 引言

近年來，隨著我國經濟的不斷發展和城市化進程的加快，各類地下工程大量興建，斜樁支護結構受到了越來越多工程技術人員的重視[1-3]。與豎直樁相比，斜樁在入土時與垂直方向有一定的夾角，并通過預留的鋼筋及鋼絞線與基礎錨固連接，因此可作為斜向的“抗拔錨桿”。在相同荷載作用下，斜樁可承受比豎直樁更大的水平荷載，抵抗更大的土體水平位移，進一步限制基礎的變形[4-5]。

然而，在施工工藝上，斜樁與豎直樁有著較大差異，施工難度較大[6]，還需要具體的施工技術控制要點為其他類似工程提供參考。佛山市某項目地上主要擬建建筑物為高層廠房及其配套基礎設施，建筑高度在20.00～49.90m，局部基坑支護采用斜樁支護方式進行施工，現場施工情況如圖1 所示。場區屬于沖積平原地貌，鉆孔揭露深度范圍內土層自上而下主要為第四系填土層、第四系積土層、第四系殘積層、燕山期地層、白堊系地層。

圖1 斜樁支護現場施工情況

本文以此工程項目為背景，在施工過程對測量放線、插樁、沉樁、送樁等關鍵問題進行了重點分析，對斜樁在深基坑支護方面的應用及斜樁施工技術及質量控制方案進行探討，以此保證斜樁施工方式在支護方面的安全可靠。

1 斜樁施工工藝流程

斜樁在入土時并非垂直于地面，需要調試好角度再進行壓樁，具體工藝流程如下：①進行施工前準備，清理作業面；斜樁測量放線定位后，樁基就位。②起吊第一節樁就位，調試角度。③壓第一節樁，樁基回正角度；起吊第二節樁就位，調試角度。④采用幫焊條對焊縫進行焊接。⑤壓第二節樁，樁基回正角度；起吊送樁基就位后，調試角度，與第二節樁基對中。⑥送樁至設計深度，終壓。

2 施工技術控制要點

2.1 場地平整

在打樁施工前，先對施工作業面進行清理，保證樁機能順利進場并開展工作。施工場地應碾壓平整，坡度不能大于3°，以此保證樁機的移動和穩定垂直。

完成清理后，檢查和確認施工場地滿足樁機接地比壓要求，保證行走的短船與長船落在較平整的地面上，中間不允許有小面積的尖硬凸起物體。當施工場地不能滿足樁機施工要求時，應對施工場地處理達到要求后再進行施工。遇到舊城改造的工地，特別是磚塊或石塊（包括碎磚、碎石）埋藏較多的土層情況，應先進行有效清理。

2.2 測量放線

由于斜樁軸線在入土時與鉛垂方向帶有一定傾角，在測量放線時就需要考慮這一影響，保證入土樁位點及觀測點無誤，具體控制要點如下。

（1）斜樁入土樁位點。首先根據軸線，在地面放出斜樁樁頂中心所在的樁位線，撒上石灰；并在斜樁樁頂中心在地面的投影點處，插上鋼筋作為標記。因地面標高與樁頂標高不一致，且斜樁存在一定角度，所以入土樁位需要沿斜樁在地面的投影線，向遠離基坑的方向偏移一段距離，以保證斜樁入土后送至正確的樁位。偏移距離L 計算如式（1）所示。

式中：L——入土樁位中心點與斜樁樁位中心點之間的水平距離，m；H——地面標高，m；h2——斜樁樁頂標高，m；α——斜樁傾斜角度，（°）。

根據式（1）計算并放出斜樁入土樁位的中心點后，以該點為圓心，以r/cos15°為半徑用石灰畫出斜樁的入土樁位（r 為斜樁半徑，單位為m）。此時樁位上沿斜樁投影遠離基坑方向的最外側點即為斜樁的入土點（即斜樁最先與地面接觸的點）。

（2）斜樁垂直度觀測點。為了保證斜樁在施工過程中的垂直度，需在基坑外側設置垂直度觀測點。觀測點位置確定方法如下：先在距離基坑邊緣10m 處放一條與基坑邊緣平行的線，撒上白灰；然后從斜樁樁位中心點出發，沿斜樁在地面投影遠離基坑方向放線，撒上白灰，再以兩條線的交點為圓心，斜樁半徑畫圓，即可確定觀測點的位置。

此外，在施工中需要定期做好檢查。當定位點需要移動時，先檢查其準確性，并做好測量記錄。同時，認真做好每根樁基的測量放樣記錄，并及時提請監理復核，復核手續及時、完善，經監理復核通過后再施打。

2.3 管樁吊運及堆放

在預制管樁制作完成后，應進行高壓倉養護，養護結束后進行吊運前樁身混凝土強度不低于設計強度的70%，運輸前其強度需達到100%。管樁運輸至現場堆放前，場地應進行平整壓實，按照要求設置墊木，墊木高度水平高度一致，按照吊點間距確定墊木間距，管樁最大堆放高度不大于4 層。根據樁機自身就近原則，堆放位置不宜超過50m，便于樁基進行吊運。

管樁碼放過程中，最下層宜按兩支點簡支在墊木上，兩端懸挑長度0.2l（l 為管樁長度）。管樁運輸過程中宜設置橡膠墊片，防止樁身出現振動、碰撞。樁身卸載時，宜采用雙吊帶或者采用專用工具進行兩端勾吊法進行卸車，墊木間距宜與吊點間距相一致。為確保樁身吊運安全，可先將樁身吊起0.2~0.3m，檢查機身穩定性、制動器的可靠性和吊具的牢固性，確認一切狀況良好后，再緩慢起吊、轉向，下降時必須低速輕放，避免樁身受損。

2.4 插樁

管樁采用靜壓樁機自有的吊機進行場內轉運、吊裝，由于樁身打入土體后難以修正樁身垂直度等，在樁身入土前采用吊錘等測量工具進行測量，同時調整靜壓樁機夾具，確保管樁角度滿足要求。

在插樁時，首先將第一節管樁提起并輕輕插入地下20cm，保持入土位置準確，然后調整樁身夾具，在傾斜過程中也要調整樁機的位置，保證樁架與管樁平行，慢慢傾斜達到施工要求的傾斜角度。校核樁的垂直度時，在樁機的正前方向設置吊垂線，使管樁在傾斜面內保持垂直，其后再通過樁機導架的橫向及側向移動進行調整管樁的傾斜角度及垂直度。吊錘線設置在不受打樁影響處，并經常加以調平，使之保持垂直，若有偏差需及時糾正，偏差值過大難以糾正需時拔出重打。具體控制要點如下。

（1）斜樁豎向角度。斜樁的豎向角度由樁機調整，樁機儀表盤讀數即為管樁的豎向角度。操作樁機調整龍門架的豎向角度，直至儀表盤讀數與斜樁設計角度一致，此時斜樁豎向角度調整到位。

（2）斜樁偏移角度。根據設計圖紙中斜樁偏移的角度，將偏移角度轉化為方位角。具體操作流程如下：①操作樁機的短船落地長船離地，同向操作兩個短船行走油缸，使其各伸出油缸行程一半，這時短船與平臺中心基本對中。②反向操作短船行走油缸使平臺轉動。③操作支腿頂升油缸，放下長船，使短船離地。④使兩組油缸處于全伸和全縮位置，這時由于短船回轉座上的復位裝置，使短船恢復到平臺一致的方向后放下短船。⑤重復上述操作，直到樁機上方位角的讀數與設計的方位角相同。此時斜樁的偏移角度調整到位。

（3）斜樁垂直度。斜樁水平方向的垂直度，需通過在觀測點設置吊錘進行觀察。若吊錘線與斜樁邊緣重合，則垂直度調整到位。在壓樁的整個過程中，應時刻觀察垂直度，一旦出現偏差，立即停止壓樁，調整到位后方可重新施工。

2.5 沉樁

調整好斜樁角度后，利用夾樁器開始進行沉樁，根據傾斜油缸的長度，夾樁器每次沉樁深度約1.5m。沉樁過程中應控制沉樁速度，當達到傾斜油缸最大長度，夾樁器松開后開始緩慢沿管樁向上提升，提升至最高點后開始繼續進行沉樁作業，重復上述操作，直至沉樁至距離地面0.5~1.0m 處，停止進行沉樁。

沉樁施工具體控制要點如下：①沉樁前應檢查樁尖焊接質量是否合格，合格后測量樁的施工角度是否與設計角度相一致，檢查無誤后方可施工，沉樁過程中應校核樁身傾斜角度符合設計要求，并對傾斜角度進行實時監控。②第一節管樁起吊就位插入地面時的垂直度偏差不得大于0.5。③管樁在液壓施壓打入過程中，樁身傾斜率不得超過0.8%。④在較厚的黏土或粉質黏土層中施打管樁。不宜采用大流水打樁施工法。宜將每根樁一次性連續打到底。盡量減少中間休歇時間，且盡可能避免在接近設計深度吋進行接樁。⑤如遇到壓力值或終壓值突變，樁頭混凝土剝落，樁身出現裂紋或破碎，突然角度過大，相鄰樁身上浮或一次性位移過大等情況時應暫停打樁，并及時與設計，監理等有關人員研究處理。⑥所有管樁均應采取跳打方式施工。

2.6 接樁

當下節樁與上節樁對中后開始進行接樁作業，控制要點如下：①當管樁的設計長度不大于15m 時，不應接樁。②靜壓樁機經過管線上方時應設置2cm 厚的鋼板防止壓塌現狀管線。③管樁長度不足需要接樁時，為便于焊接，未入土部分的樁頭宜高出地面0.5~1.0m。④下節樁的樁頭處宜設導向箍以方便上節樁就位。接樁時上下節樁段應保持順直，錯位偏差不宜大于2mm，樁節彎曲矢高不得大于樁長的0.1%，且不得大于20mm。⑤為保證焊接質量，管樁端頭板焊接前，端頭板位置處應采用鐵刷去除泥土、浮銹等雜質，端頭板接口處以露出金屬光澤為準。⑥焊接采用幫條焊，幫焊板均勻布置，基坑開挖正面和背面需各有一塊幫焊板，幫焊板采用鋼材型號為Q235B。

2.7 送樁

管樁下節樁沉樁至距離地面0.5~1.0m 處，起吊送樁器就位，開始進行送樁。送樁時，應注意以下控制要點。

（1）送樁前，下節樁樁頂應進行封頂處理防止上部土體進入管樁內部。

（2）根據斜樁樁頂標高與入土樁位的相對位置，計算出斜樁送樁距離，用粉筆作上標記，然后用送樁器將斜樁送至設計標高，送樁距離S 按式（2）進行計算。

式中：S——斜樁送樁距離，m；H——地面標高，m；h1——直樁樁頂標高，m；α——斜樁傾斜角度，（°）。

（3）支護樁采用靜壓法施工時，送樁的終壓條件應為樁長和壓力值同時滿足設計要求，終壓時應連續復壓2~3 次，每次穩壓時間3~5s。

3 施工質量控制要點

3.1 測量檢查

測量人員必須使用經過校核的儀器及測量控制點和水準點進行測量作業，每次放樣前對使用的測量控制點和水準點進行復核。在施工開始前及結束后需分別進行復核，針對送樁深度及結束點位要進行重點復核，確保送樁深度及終止角度符合圖紙要求。

3.2 施工檢查

為保障施工質量，做好過程中的質量控制，斜樁施工時應注意以下要點：①為保證管樁樁位準確，垂直度滿足要求，不宜在夜間施工。②管樁堆放吊運過程中要注意保護，嚴禁碰撞損壞樁身。③插樁時應將樁端對準樁點，垂直度采用角度儀和吊線錘控制法。④壓樁過程中，要隨時檢測樁身垂直度及入土角度，發現問題及時糾偏。⑤接樁過程中，焊縫必須飽滿、連續，且根部必須焊透，同時應對稱施焊，保證管樁對接處受力均勻，垂直度滿足要求。⑥要保證樁頂標高準確，嚴禁超打。⑦沉樁過程要詳細記錄每根樁的施工過程，注明樁的編號、截面尺寸、長度、入土深度、入土角度、壓樁力、施工機械和施工日期等。

4 結語

與傳統的豎直樁相比，斜樁作為支護結構可以更有效地提高深基坑的穩定性。本文提出施工技術控制要點及質量控制要點有利于提高該技術在其他工程中應用的施工效率及施工質量，為斜樁支護技術的應用推廣提供了一定的借鑒。