長(zhǎng)螺旋灌注樁在仰光粉磨站工程中的應(yīng)用

李德余，周娟英，吳宏旻，張思蒙（中國(guó)中材國(guó)際工程股份有限公司（南京），江蘇 南京 211100）

0 前言

長(zhǎng)螺旋灌注樁適用土層類地基，和短螺旋、旋挖樁類似，都是摩擦端承型灌注樁，其長(zhǎng)度介于短螺旋鉆和旋挖灌注樁之間，施工原理同短螺旋灌注樁?？蓪㈤L(zhǎng)螺旋灌注樁設(shè)計(jì)成普通鋼筋混凝土樁基，也可以利用樁土共同作用設(shè)計(jì)成復(fù)合地基，處理后的復(fù)合地基承載力可達(dá)500～800kPa，比短螺旋CFG復(fù)合地基承載力高，基本滿足水泥工程所有車間承載力要求。長(zhǎng)螺旋與旋挖灌注樁相比，成樁直徑更?。沙浞职l(fā)揮摩擦樁的特性），在承載力相同條件下可節(jié)約20%～30%混凝土量，所以在土層類地基處理時(shí)，可優(yōu)先使用長(zhǎng)螺旋灌注樁。

1 長(zhǎng)螺旋后插筋灌注樁施工技術(shù)

長(zhǎng)螺旋后插筋灌注樁采用專用長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)鉆至設(shè)計(jì)深度，在提鉆的同時(shí)利用混凝土泵通過鉆桿中心通道，以一定壓力將混凝土壓至樁孔中，混凝土灌注到設(shè)定標(biāo)高后，再借助鋼筋籠自重或?qū)Ｓ谜駝?dòng)設(shè)備將鋼筋籠插入混凝土中至設(shè)計(jì)標(biāo)高成樁，是一新型的樁基施工工藝，其特點(diǎn)施工速度快、成樁質(zhì)量好、工程造價(jià)低。其樁型適用于填土層、淤泥土層、沙土層及卵石層等，不受土中地下水位限制，亦可在軟土層、流沙層等不良地質(zhì)條件下直接成樁。樁徑一般采用500～800mm，樁長(zhǎng)30～38m，后插鋼筋籠長(zhǎng)度依據(jù)不同土層可達(dá)15～25m

長(zhǎng)螺旋后插筋灌注樁可用于各類建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)樁和基坑、深井支護(hù)的支護(hù)樁。當(dāng)用作建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)時(shí)有2種處理方法：一種是當(dāng)做剛性摩擦樁基樁使用，此時(shí)后插鋼筋的長(zhǎng)度要滿足摩擦樁的構(gòu)造要求，基樁上面再設(shè)置承臺(tái)。另一種是和地基土共同作用形成復(fù)合地基，此時(shí)后插筋長(zhǎng)度可以以穿過淤泥、流砂層厚度為依據(jù)，當(dāng)?shù)鼗凛^好時(shí)也可不插鋼筋，在樁頂設(shè)置300～450mm褥墊層使之樁土共同承受上部建筑物的荷載。長(zhǎng)螺旋后插筋灌注樁技術(shù)施工工藝流程見圖1。

圖1 長(zhǎng)螺旋后插筋灌注樁技術(shù)施工工藝流程

2 長(zhǎng)螺旋后插筋灌注樁設(shè)計(jì)

2.1 長(zhǎng)螺旋灌注樁與普通灌注樁特性比較

長(zhǎng)螺旋灌注樁適用于各種土層地基，是一種摩擦端承樁；由于施工機(jī)具原因無法嵌入較深巖層，故不能作為嵌巖樁設(shè)計(jì)。在同樣土層條件下選取短螺旋和旋挖兩種樁型進(jìn)行比較，見表1，長(zhǎng)螺旋與旋挖灌注樁比較見表2。

表2 長(zhǎng)螺旋與旋挖灌注樁比較

由表1可見，長(zhǎng)、短螺旋灌注樁成樁工藝、受力特性、適用條件等基本相同；但長(zhǎng)螺旋灌注樁由于施工機(jī)具型號(hào)更大，其施工的樁較長(zhǎng)、直徑較大，因此承載力也較高，在土層類地基中水泥廠項(xiàng)目的全部車間，均可用采用長(zhǎng)螺旋灌注樁進(jìn)行處理。

由表2可見，在樁長(zhǎng)相同條件下，與旋挖灌注樁相比，長(zhǎng)螺旋成樁直徑更?。沙浞职l(fā)揮摩擦樁的特性）、施工速度快、綜合單價(jià)低。

3 長(zhǎng)螺旋灌注樁在緬甸仰光粉磨站中的應(yīng)用

仰光粉磨站位于緬甸聯(lián)邦共和國(guó)仰光市東北約18km，擬建場(chǎng)地地貌類型為河流沖積平原地貌單元；年平均氣溫27℃，年均降雨量為2500mm；抗震設(shè)防烈度8度（0.2g），基本風(fēng)壓0.6kN/m2。該項(xiàng)目是公司在緬甸的又一個(gè)總包項(xiàng)目。

本項(xiàng)目主要車間為水泥磨、水泥庫(kù)、粉煤灰?guī)臁⑹炝蟽?chǔ)存庫(kù)、空壓機(jī)站、水泥配料站、機(jī)修車間、綜合材料庫(kù)、石膏及混合材堆棚、汽車衡、熟料卸車等建（構(gòu)）筑物，其中水泥磨、水泥庫(kù)、粉煤灰?guī)?、熟料?chǔ)存庫(kù)等大重型建（構(gòu)）筑物荷重較大，其余輔助建筑荷載較輕。

3.1 基樁承載力計(jì)算

工程地質(zhì)詳堪報(bào)告（見表3～5）顯示，鉆孔深50 m未見基巖，土層分布為：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粉土夾粉砂、中細(xì)砂等，標(biāo)貫2.5～23擊；承載力70～210kPa。

表3 項(xiàng)目巖土工程特征

表4 承載力特征值綜合確定

表5 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)

根根據(jù)詳勘報(bào)告，取孔BH09為基準(zhǔn)計(jì)算單樁豎向承載力特征值，長(zhǎng)螺旋后插筋樁直徑D=0.500 m，樁身長(zhǎng)度L=38.000m，基樁承載力計(jì)算如下：

其中，Ra—單樁豎向承載力特征值；ψsi—樁側(cè)阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)；ψp—樁端阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)；qsik—樁側(cè)第i層土極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；qpk—極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；li—樁周第i層土的厚度；Ap—樁端面積；豎向承載力特征值Ra取為Ra=1690kN。

3.2 基樁靜載試驗(yàn)

對(duì)擬采用長(zhǎng)螺旋灌注樁的重要車間，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)基樁進(jìn)行了破壞性靜載試驗(yàn)，為設(shè)計(jì)提供依據(jù)，全廠共進(jìn)行4根試樁，其中水泥磨、水泥庫(kù)各1根，2個(gè)熟料庫(kù)各1根，試樁結(jié)果見表6。

表6 試樁結(jié)果

試樁承載力特征值Ra有2根為1800kN，2根為2250 kN，比計(jì)算數(shù)值1690 kN提高了6.5%和33%。

3.3 實(shí)際應(yīng)用效果

根據(jù)詳勘報(bào)告和基樁靜載試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)方案研究決定，熟料庫(kù)、水泥庫(kù)、水泥粉磨、水泥調(diào)配、粉煤灰?guī)斓却笾剀囬g采用直徑500 mm長(zhǎng)螺旋后插筋灌注樁復(fù)合地基；水泥包裝及成品、水泥散裝、石膏混合材儲(chǔ)存、堆棚、中控室、總降壓等中型車間采用直徑400 mm短螺旋灌注樁復(fù)合地基；地坑由于地下水抗浮需要采用直徑400 mm短螺旋后插筋灌注樁；其余單層車間采用天然地基。

施工階段各車間樁基混凝土工程量見表7。

表7 施工圖階段各車間樁基混凝土工程量

2020年度仰光粉磨站項(xiàng)目原方案大型車間采用直徑700mm灌注樁并采用后注漿工藝，小車間采用400mmCFG樁，經(jīng)過初步統(tǒng)計(jì)，樁基混凝土量將超過40000m3，地基處理成本將遠(yuǎn)超相應(yīng)合同額，明顯不滿足公司需求。由表7可見，采用長(zhǎng)螺旋地基處理方案，與之前總造價(jià)省約30%，同時(shí)施工工期縮短2個(gè)月，效益顯著。

4 結(jié)語

為響應(yīng)國(guó)家碳達(dá)峰、碳中和政策各行各業(yè)都有行動(dòng)起來，采取節(jié)能降耗措施，降低碳排放量。國(guó)家提倡綠色施工技術(shù)，對(duì)施工工地嚴(yán)格控制揚(yáng)塵排放、泥漿污染等，并要求節(jié)約能源降低耗材。

長(zhǎng)螺旋后插筋灌注樁施工技術(shù)在同樣土層中比旋挖樁、沖鉆孔樁，可以節(jié)省樁基費(fèi)用20%～30%，經(jīng)濟(jì)效益明顯，混凝土用量明顯下降符合節(jié)能降耗，施工現(xiàn)場(chǎng)無泥漿攪拌及排放，工地?zé)o揚(yáng)塵無污染，施工噪音小，完全符合綠色施工要求。