淺談微型鋼管樁的施工工藝

　　關(guān)鍵詞：微型鋼管樁；施工；工藝

　　在我國，尤其是改革開放以后，隨大規(guī)模經(jīng)濟建設(shè)的迅猛發(fā)展，由于工業(yè)布局和城市規(guī)劃的需要，在軟弱地基或者在特定場所興建大型、高聳、重型的工業(yè)廠房、高層樓宇、碼頭涵閘、橋梁筒倉等結(jié)構(gòu)物越來越多，因此這類工程的基坑支護技術(shù)得到了全面的發(fā)展。微型鋼管樁作為一種“小徑高強”樁在一些特定場合以其獨特的優(yōu)勢開始逐漸受到設(shè)計人員的重視。對微型鋼管樁的施工研究，對現(xiàn)場施工具有一定的指導意義。

　　1打樁施工

　　1.1打樁設(shè)備的選擇

　　打樁設(shè)備由打樁機械(水上施工要有打樁船)，包括樁錘、打樁架、和附屬設(shè)備(比如樁帽、緩沖墊、送樁用替打)等構(gòu)成。

　　(1)打樁架。是配合樁錘進行打樁施工的必要設(shè)備，作用是完成樁錘的導向，起落樁錘、豎樁等。

　　(2)樁錘�？煞譃闆_擊式(柴油錘、蒸氣錘、汽錘和落錘)、振動式(振動錘)和壓入式(壓樁機)。其中柴油錘效率比較高，構(gòu)造簡單，并使樁可以獲得較大的承載力，因此在鋼管打入時使用廣泛。

　　(3)附屬設(shè)備。樁帽的作用:保護樁的頭部使其受到的沖擊力均勻分布、保持樁的垂直度。緩沖墊:緩沖墊在樁帽的上部，與錘的砧部接觸，直接承受錘的強力沖擊，使樁帽上的力均勻下傳，可以防止錘本身的損壞。

　　1.2樁錘的選定

　　根據(jù)掌握的樁錘的特性，結(jié)合鋼管樁的形狀、尺寸、重量、埋入深度、結(jié)構(gòu)類型和土質(zhì)等條件來進行樁錘的選定。如圖1所示樁錘的選定流程圖。

　　1.3注意事項

　　(1)打樁施工的注意事項有:在微型鋼管樁上彈出中線和尺寸線，以便對中和掌握打入打入深度;準備好有充分起吊能力的起重設(shè)備;海上作業(yè)要用儀器從兩個方向來決定打樁的位置。

　　(2)打樁的順序。

　　由于樁的打入，會使土體受到擠密，對軟土來說由于打樁使孔隙水壓力急劇增高而造成土的側(cè)向或向上的流動和涌出，故應視情況對打樁的順序加以調(diào)整，一般考慮先在周圍打樁，然后往內(nèi)部打樁。

　　對于打入閉口樁或者布樁過密，中央部位后打時，會產(chǎn)生中央地基擠密而使入樁困難，同時也會使周圍的樁受到有害的彎曲應力，為解決這種情況應從中央到周圍或一面打入，平行進行。也可并用挖掘形式的施工方法(適用螺旋鉆等)。

　　(3)打樁要領(lǐng)。正式打入之前，要先做預打，在確定樁的中心位置和角度后，再正式打入。若為斜樁并且傾角較大時，如果快速打入，會引起打樁機架的重心劇烈移動，所以開始輕打是必要的。在入土2-3m若發(fā)生傾斜，應將樁帽取出進行修正，或拔出重打。

　　(4)接樁。在接樁時下節(jié)樁的打剩高度，除了使接樁容易就位的接樁高度外，為了便于焊接作業(yè)，一般下節(jié)樁的打剩高度位50-80cm最好。

　　(5)打樁工藝流程如圖2所示。

　　1.4打入精度和停打標準

　　(1)打入精度。

　　樁的打入精度取決于作業(yè)人員的技術(shù)水平、認真程度、樁的制造誤差、機械、放置打樁架的平臺等影響，同時也受到地基的影響。樁頂?shù)钠矫嫖灰茖τ诔信_邊的邊樁來說要求小于D/5;對中間樁要小于D/4并不超過6cm;樁頂標高偏差要小于D/10(D為樁徑);樁的傾斜度應小于全長的1/1000.

　　(2)停打標準。

　　由于地質(zhì)條件的差異和樁長尺寸的差異，所以不可能做出固定統(tǒng)一的停打標準，只有根據(jù)現(xiàn)場情況進行判斷。不過控制停打，應主要從三方面去判斷，即:打入深度，最后10擊平均貫入度和總錘擊數(shù)和最后lm的擊數(shù).

　　需要注意的是，對于已經(jīng)打完的樁，要及時做好標高測量，因為鄰近打入的樁可能使己經(jīng)打入的樁發(fā)生上浮或下沉的現(xiàn)象，要據(jù)此判斷修正或再打入的必要性，特別是要注意閉口樁的上浮現(xiàn)象。

　　1.5打樁時遇到的問題和解決對策

　　(1)遇到的問題分析

　　在打樁過程中通常遇到的問題有:打不到設(shè)計深度;樁身發(fā)生了破壞;雖然打到了設(shè)計深度，但還不能停打;樁的偏移或傾斜超過了允許值;樁的打入狀況與地基調(diào)查或試驗樁的記錄比較起來差別較大。

　　對上面產(chǎn)生的問題分析起來大概有:相對于樁形、斷面和地基狀態(tài)來說，樁錘的重量選用不恰當;對樁帽和緩沖墊的選用和使用有錯誤，導致能量損失太大;樁錘的配重不好引起的;就位不好產(chǎn)生了較大的偏移或管理不當;對地基的調(diào)查不夠充分，沒有發(fā)現(xiàn)地層中的硬夾層、孤石等障礙物的存在;由于樁對土的擠密和樁間距太小導致樁周摩阻力變大;送樁“替打”與樁頭的接觸面不好或脫落.

　　無論是什么情況，當樁不能順利打入時，都要停下來處理，有的不得不做善后處理，誤工費事，所以在打樁前做好事先調(diào)查和充分的施工管理是十分重要的。

　　(2)入樁困難時的對策

　　當樁無法打入時，首先應針對上述原因采取相應的對策。

　　樁未破損而不能打入，可以認為是設(shè)備的問題，即:柴油錘一次沖擊0.5mm,汽油錘也基本一樣。振動錘每分鐘貫入25mm以下，或者振幅跌落到額定的1/3一1/5以下時。在打樁過程中應盡量詳細的做好打入記錄，這樣有利于分析事故的原因，從而做出適當?shù)慕鉀Q方案。如下是常見的問題和解決辦法:

　　①適用柴油錘，當遇到不可能打入的硬地層時，錘的落距應超過2-2.2m。若以大于該落距不能打入時，則可能是送油狀況不佳或緩沖墊選用不合適導致。

　　②若幾條樁的記錄偏差非常大，是由于地下有障礙物。

　�、郛敾貜椓看�、樁內(nèi)的土砂量少時，是由于樁尖破損或地下有障礙物所致。

　　有時采取以下措施:更用更大一級的錘;是否可以停打;改變樁尖和樁斷面，使閉口樁改為開口樁來減小打入阻力。

　　(2)在打入過程中，遇到樁體破損，原則上可以采取下面的措施。

　�、僭诘跞胫衅茡p，最好先更換一根。

　　②在打入完畢時樁頭破損(一般僅限于頭部，對樁身沒有影響)，當長度不充裕時，并且破損長度為lm左右，可以挖出頭部，進行補強加箍，澆注混凝土。但是當破損長度比較大，最好打入新樁了。

　　③在打入中樁本體破損，原則上要打入新樁。但樁己經(jīng)打完，而其破損程度又不太嚴重，設(shè)計方也認可可以使用，則要在微型鋼管樁內(nèi)澆注混凝土進行補強。

　　(3)當承載力不足時，根據(jù)打樁記錄等的判斷，原則上應該接樁，使樁能夠得到承載力規(guī)定的地方。

　　(4)打樁作業(yè)的中斷。從開打到停止的這段時間，應盡量避免長時間的中斷，或者由于要遵守作業(yè)時間而引起中斷，在打樁過程中將作業(yè)留到第二天，這樣長時間的中斷會使樁周摩擦力恢復而難以繼續(xù)打入。因此除了制訂不使生產(chǎn)中斷的計劃外，在對設(shè)備、動力源進行配備檢修的同時，還要有應付由于摩擦力增大也能照樣把樁打下去的設(shè)備。

　　2鉆孔灌注法施工

　　(1)研究設(shè)計方案是否可行，設(shè)計措施是否經(jīng)濟合理，是工程能否成功的第一步。設(shè)計質(zhì)量控制包括工程勘察質(zhì)量控制和施工圖設(shè)計質(zhì)量控制。

　　(2)施工質(zhì)量控制

　�、俪煽踪|(zhì)量

　　成孔質(zhì)量主要是指孔徑、孔深、樁孔傾斜度等應滿足設(shè)計及有關(guān)規(guī)范技術(shù)要求，如質(zhì)量控制不好，可能發(fā)生塌孔、縮徑、樁端持力層與設(shè)計不符或發(fā)生樁孔偏移等問題。

　　②孔位、樁孔傾斜度的控制

　　場地平整后，根據(jù)施工圖采用經(jīng)緯儀和水平儀進行鉆孔定位并編號，用鋼管鋪設(shè)排架固定，嚴格控制孔位與設(shè)計偏差在25mm以內(nèi)�？孜淮_定后，按設(shè)計樁的傾斜度，調(diào)整鉆架角度，在孔口設(shè)置定位鋼管，以保證鉆孔角度符合微型樁傾角要求.同時鉆進過程中應對導桿角度進行測量，嚴格控制傾角偏差在1%以內(nèi)。

　�、坫@孔孔徑控制

　　微型樁是先成孔再在孔內(nèi)成樁，成孔孔徑的大小直接關(guān)系到成樁的直徑。為避免施鉆過程引起的動應力影響相鄰孔壁的穩(wěn)定，施工時采用跳孔分批實施的方案。鉆孔過程中針對不同地層的穩(wěn)定情況，主要采用了干鉆、套管鉆進、調(diào)整鉆進速度、復核鉆頭直徑等鉆進工藝來保證成孔孔徑滿足設(shè)計要求。

　�、軜堕L控制

　　設(shè)計微型樁作為一個復合受力結(jié)構(gòu)，需要承受抗拉，抗壓，抗剪等應力，樁長穿過軟弱面深入下部穩(wěn)定地層，如樁長不足將達不到預期的效果。為控制鉆進深度，鉆架就位后及時復核鉆具的總長度并作好記錄，以便在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機上的余長來校驗成孔達到的深度。如孔壁穩(wěn)定情況較差，提鉆過程中碰撞了孔壁，將發(fā)生塌孔現(xiàn)象，并在孔底形成沉渣，則在下鋼管前應對鉆孔進行清孔，以保證樁長。

　　⑤成樁質(zhì)量的保證

　　為確保成樁質(zhì)量，除嚴格檢查進場原材料的質(zhì)量外，應控制孔內(nèi)注漿的工藝。微型樁注漿采用孔底返漿法，每孔的注漿過程應連續(xù)一次完成。將注漿管連同鋼管下放至孔底，在孔底進行注漿排水灌注，一般注漿壓力不低于0.6-0.8MPa并應控制漿液的水灰比，以保證注漿飽滿，密實。為防止發(fā)生斷樁，夾泥，堵管等現(xiàn)象，要控制好灌注工藝及操作，有序的拔管和連續(xù)注漿是保證成樁質(zhì)量的關(guān)鍵，灌漿速度應適宜，速度太快孔內(nèi)水及灰漿不易排出，形成斷樁;提拔注漿管時速度和力度均應適中，如注漿速度過快，提升幅度過大，水泥砂漿直接沖刷孔壁，形成孔壁土體塌落，導致樁身夾泥，這種現(xiàn)象在砂質(zhì)地層尤其容易發(fā)生。

　　結(jié)論

　　對于微型鋼管樁來說，常用的施工方法是打樁和預鉆孔，也可以根據(jù)實際情況采取多種方法相結(jié)合。在施工時，應根據(jù)實際情況和工程造價，采取合理、經(jīng)濟的方案;在微型鋼管樁的運輸、保管和污染控制中的注意事項。對于打樁施工，首先要正確選擇樁錘等設(shè)備，針對打樁過程中的擠土效應，應做好臨樁的檢測;對于鉆孔灌注樁不存在擠土問題，但是要做好泥漿排泄措施。

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