試析軟土地基中一柱一樁先插法的施工技術(shù)

臺(tái)州建筑安裝工程公司

摘要：在建筑工程施工的過(guò)程中，一柱一插法施工是借助地面調(diào)直設(shè)備，通過(guò)調(diào)直架上下兩層的螺桿、孔內(nèi)的導(dǎo)向糾偏裝置和第三方垂直度測(cè)斜設(shè)備對(duì)鋼立柱垂直度進(jìn)行全面的控制，同時(shí)還要對(duì)立鋼柱加以固定處理的一種施工方法，在工程施工中，其發(fā)揮著十分重要的作用。本文主要分析了軟土地基中一柱一樁先插法施工關(guān)鍵技術(shù)，以供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：軟土地基；先插法；調(diào)垂工藝；回填注漿

在當(dāng)今的建筑工程建設(shè)和施工中，超深基坑逆作法開(kāi)挖回筑施工技術(shù)得到了十分普遍的應(yīng)用，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)逆做支撐柱的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，同時(shí)在精度的控制上也更加的具體，此外，在施工的過(guò)程中必必須要有一套相對(duì)比較科學(xué)和完整的調(diào)垂方法，在設(shè)備方面也應(yīng)該符合施工的要求。

1、工程概況

某工程是集商務(wù)、辦公一體的綜合性工程，總占地面積約5.5萬(wàn)m2，基坑總面積48000m2，周長(zhǎng)960m，由3幢塔樓和5層地下室組成，無(wú)裙房，其中塔樓區(qū)域挖深28m，純地下室區(qū)域普遍挖深約26.5m，整體基坑開(kāi)挖方式為：首先B0層整體同步挖深約9m，然后地下室停止開(kāi)挖，塔樓區(qū)域順挖到底，待塔樓區(qū)地下結(jié)構(gòu)回筑至地面，地下室再繼續(xù)向下逆作開(kāi)挖，最終實(shí)現(xiàn)塔樓地上結(jié)構(gòu)與地下室開(kāi)挖、結(jié)構(gòu)回筑平行施工。

2、先插法工藝原理

2.1工藝原理

先插法是一種非傳統(tǒng)的施工方法，同時(shí)其在長(zhǎng)期應(yīng)用的過(guò)程中，也越來(lái)越成熟，在應(yīng)用的過(guò)程中，設(shè)備操作非常的簡(jiǎn)單，此外在施工中也不需要非常繁瑣的流程。其主要采用的是1個(gè)層數(shù)為3層的調(diào)垂架，穿過(guò)中、下2層水平分布的四肢調(diào)節(jié)螺桿，對(duì)其進(jìn)行調(diào)直，在調(diào)直的過(guò)程中主要是應(yīng)用了杠桿原理。在不受其他因素的影響下，鋼管柱在鉆孔的內(nèi)部只會(huì)受到側(cè)向泥漿的阻力，采用上層螺桿一點(diǎn)固定的形式，下層螺桿一點(diǎn)調(diào)整可以使得鋼管柱移動(dòng)和調(diào)整更加的靈活和便利，如果在這一過(guò)程中知識(shí)依靠螺桿去調(diào)整會(huì)存在著一定的難度，同時(shí)還可以開(kāi)啟孔內(nèi)的導(dǎo)向糾偏千斤頂，從而使得鋼管柱的水平力上升到一個(gè)新的水平，調(diào)直的質(zhì)量和精度也得到了非常顯著的改善。

2.2施工工藝的改進(jìn)

以往的地面調(diào)直架一般只是依靠地面以上兩個(gè)支點(diǎn)進(jìn)行調(diào)直處理，同時(shí)兩點(diǎn)之間的間距只有2m，所以要想對(duì)下面接近30m的鋼管柱進(jìn)行有效的調(diào)整是存在著非常大的難度的。

改進(jìn)之后先插法調(diào)直工藝在應(yīng)用的過(guò)程中增加了4只地下的導(dǎo)向糾偏千斤頂作為調(diào)垂支點(diǎn)，一方面使得鋼管柱下插的過(guò)程中所出現(xiàn)的導(dǎo)向糾偏千斤頂起到了導(dǎo)向的作用，另外一方面在進(jìn)行調(diào)垂處理的時(shí)候也大大的延長(zhǎng)了地上和地下兩個(gè)支點(diǎn)之間的距離，從原來(lái)的2m變成了7m，這樣不僅保證了垂直的精度，更改善了垂直的效果。

3、下部支承樁垂直度控制技術(shù)

3.1循環(huán)水泥管理

泥漿使用質(zhì)量比較好的膨潤(rùn)土外加化學(xué)添加劑的人工將，泥漿在經(jīng)過(guò)出砂機(jī)凈化之后再回到孔內(nèi)進(jìn)行全面的重復(fù)的利用，這樣就可以有效的保證粘土、砂性土土層當(dāng)中孔壁的穩(wěn)定性，清孔泥漿主要采用的是各項(xiàng)指標(biāo)都適中的材料，此外還要充分的保證空地沉渣在50mm之內(nèi)。

3.2鉆進(jìn)過(guò)程控制

粘性土層鉆進(jìn)施工中應(yīng)該采取中等的轉(zhuǎn)速，大泵量和密度比較小的泥漿鉆進(jìn)過(guò)程中，粉質(zhì)粘土和粉土中泥漿的相對(duì)密度一定要保持在1.3之內(nèi)，在實(shí)際的工作中應(yīng)該對(duì)進(jìn)尺提供更多有利的條件，同時(shí)還要采取有效的措施避免糊鉆的情況。密實(shí)砂性土中應(yīng)該使用低檔慢速和大泵量的分級(jí)鉆進(jìn)方法，這樣也就能夠有效的避免施工中孔斜度超出最大的限度，軟硬土層交界面應(yīng)該嚴(yán)格控制進(jìn)尺的速度，鉆頭在透過(guò)交界面之后應(yīng)該反復(fù)掃孔2—3次，這樣也就避免了接觸面平衡性差所導(dǎo)致的孔斜問(wèn)題。

3.3成孔質(zhì)量檢測(cè)

鉆進(jìn)到孔深一般的時(shí)候要使用專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)設(shè)備從鉆桿內(nèi)部測(cè)量鉆桿垂直度，如果不能達(dá)到1/300的精度時(shí)，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的糾偏處理。終孔在經(jīng)過(guò)了靜靜姨檢測(cè)垂直度之后要保證鋼管插入的范圍內(nèi)，成孔垂直度在1/300之內(nèi)，插入的范圍以下成孔的垂直度一定要在1/200之內(nèi)，不然就要對(duì)孔斜率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

4、鋼管柱調(diào)垂及檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)

4.1先插法調(diào)垂架的改進(jìn)

本工程采用的先插法調(diào)垂架在借鑒以往工程調(diào)垂架的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了以下改進(jìn)：

（a）將調(diào)垂架的上下兩層螺桿端部改造成Φ400mm的環(huán)形手柄，便于操作工人旋擰螺桿時(shí)省時(shí)省力；

（b）調(diào)垂架的第3層上安裝護(hù)欄和踢腳板，提高操作的安全度；

（c）調(diào)垂架上增加回填碎石的漏斗，四個(gè)方向可以實(shí)現(xiàn)同步均勻回填碎石，保證鋼管柱受力均勻，減少擾動(dòng)；

（d）調(diào)垂架4個(gè)底角的固定措施進(jìn)行了加強(qiáng)，在底角接觸面擴(kuò)大的基礎(chǔ)上，增加了螺栓孔，便于和地面連接固定，保證調(diào)垂時(shí)架體絕對(duì)穩(wěn)固。

4.2鋼管柱調(diào)垂的輔助措施

（a）首次采用長(zhǎng)6m的加厚壁鋼護(hù)筒，使用90#振動(dòng)錘振設(shè)埋入，埋設(shè)垂直度≤1/300，且四周回填足夠密實(shí)，為導(dǎo)向千斤頂提供穩(wěn)定的水平反力；

（b）吊放鋼管柱之前，在孔內(nèi)（地面下5m）沿超長(zhǎng)鋼護(hù)筒內(nèi)壁四周安放4只各300kN頂升力的導(dǎo)向糾偏裝置，為鋼管柱插入、調(diào)垂提供導(dǎo)向和水平糾偏推力，便于高效調(diào)垂；

（c）引進(jìn)三維激光測(cè)斜儀安放在鋼管柱柱身，及時(shí)反映柱身的傾斜方位并指導(dǎo)調(diào)垂，同柱身的測(cè)斜管檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比校核；

（d）增加了鋼管柱外的附加注漿，保證調(diào)垂后柱身四周受力均勻，避免鋼管柱在懸臂狀態(tài)下產(chǎn)生較大的撓度；

（e）支承樁鋼筋籠頂部增加2道雙箍筋，鋼管柱插入范圍內(nèi)箍筋間距適當(dāng)調(diào)大，防止鋼管柱上的栓釘、環(huán)筋等碰觸鋼筋籠造成無(wú)法正常調(diào)垂。

（f）鋼管柱設(shè)計(jì)頂標(biāo)高以上安裝長(zhǎng)3m的工具管柱，與主柱靠4個(gè)Φ32mm的螺栓連接，保證連接的順直和穩(wěn)固，方便調(diào)垂。

4.3鋼管柱調(diào)垂關(guān)鍵步序

（a）支承樁鋼筋籠順直吊放入孔后，全站儀再次復(fù)核孔位和護(hù)筒中心偏差，并做好標(biāo)識(shí)；沿護(hù)筒內(nèi)壁安放4只導(dǎo)向糾偏裝置；

（b）先插法調(diào)垂架吊放就位對(duì)中、調(diào)平與理論樁位中心偏差≤10mm后及時(shí)固定4個(gè)底角；

（c）鋼管柱插入調(diào)垂架后，開(kāi)啟孔內(nèi)導(dǎo)向糾偏導(dǎo)向，利用互成直角的2臺(tái)激光經(jīng)緯儀觀(guān)測(cè)柱身的通長(zhǎng)墨線(xiàn)，待鋼管柱靠自重插入至支承樁內(nèi)5m時(shí)，根據(jù)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行初調(diào)；

（d）根據(jù)測(cè)斜管和三維激光測(cè)斜儀的檢測(cè)數(shù)據(jù)，利用調(diào)垂架的上下2層螺桿機(jī)孔內(nèi)導(dǎo)向千斤頂對(duì)鋼管柱進(jìn)行調(diào)垂，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求的1/500；

（e）將調(diào)垂架和鋼管柱分上下2層用槽鋼呈井字形固定，同時(shí)在鋼護(hù)筒和鋼管柱之間用短鋼筋加強(qiáng)固定；

（f）從鋼管柱內(nèi)下導(dǎo)管，采用氣舉反循環(huán)法將孔底沉渣清除，以滿(mǎn)足孔底沉渣≤50mm標(biāo)準(zhǔn)；

（g）分別澆筑支承樁水下C35和鋼管柱內(nèi)水下C55混凝土，孔內(nèi)回填碎石；

（h）待鋼管柱內(nèi)混凝土終凝后（一般為24h），拆除固定措施，移走調(diào)垂架，拔出鋼護(hù)筒，進(jìn)行鋼管柱外孔內(nèi)注漿。

5、鋼管柱垂直度的保持控制

（a）鋼管柱調(diào)垂達(dá)標(biāo)后應(yīng)立即分別與調(diào)垂架和鋼護(hù)筒固定，同時(shí)調(diào)垂架自身必須與地面穩(wěn)固連接；

（b）二次清孔從鋼管柱內(nèi)下放導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)采取措施嚴(yán)禁碰觸鋼管柱本身；清孔采用的氣舉反循環(huán)壓力控制應(yīng)確保在徹底清除孔底沉渣的同時(shí)不會(huì)對(duì)鋼管柱產(chǎn)生附加擾動(dòng)；

（c）澆筑不同標(biāo)號(hào)混凝土?xí)r應(yīng)采用泵車(chē)布管，以勻速且最低速度泵入鋼管柱內(nèi)的C55混凝土，嚴(yán)禁拆拔導(dǎo)管時(shí)對(duì)鋼管柱造成擾動(dòng)；

6、結(jié)語(yǔ)

在使用了改進(jìn)之后的先插法進(jìn)行施工之后，施工的效率得到了顯著的提高，同時(shí)混凝土澆筑的質(zhì)量也得到了非常好的保證，企業(yè)在是公測(cè)中取得了良好的社會(huì)效益，因此該技術(shù)在使用的過(guò)程中也會(huì)有更為廣闊的前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳潔妹.大直徑、高精度的一柱一樁型鋼后插法施工關(guān)鍵技術(shù)[J].建筑施工.2013（12）

[2]陳新華.逆作法施工中一柱一樁垂直度的有效控制[J].建筑施工.2012（08）

[3]張敏，陸宜川.蓋挖順作法一柱一樁高精度定位控制施工[J].建筑施工.2011（03）