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本文選自《商品混凝土》雜志2024年第4期

軟基處理施工中素混凝土樁應(yīng)用

黃玉輝，陳二松，智學(xué)美

［摘要］軟土地基具有壓縮性高、含水量高、承載力低、土層分布不均勻等特點(diǎn)，若不進(jìn)行針對(duì)性處理，會(huì)對(duì)建筑質(zhì)量與結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。文中以某房屋建筑工程為例，結(jié)合軟土地基條件提出素混凝土樁處理措施，分析了素混凝土樁工藝流程及要點(diǎn)，并進(jìn)行成樁荷載試驗(yàn)，顯著改善了軟土地基性能，可供參考。

［關(guān)鍵詞］軟土地基；素混凝土樁；工藝流程；荷載試驗(yàn)

隨著城市化建設(shè)的全面提速，軟土地質(zhì)條件也變得較為常見。軟土地基具有承載力低、含水量高等特點(diǎn)，易發(fā)生不均勻沉降、變形問題，直接威脅建筑結(jié)構(gòu)安全與穩(wěn)定?；诖耍鯓痈纳栖浲恋鼗阅?，提升承載力與穩(wěn)定性，是土木工程研究的重點(diǎn)之一。素混凝土樁屬于一種全新的軟土地基處理技術(shù)，操作便捷、適用性強(qiáng)、效果突出，可有效增強(qiáng)軟土地基承載力與抗變形能力。

工程概況

某房屋建筑總面積約為91355.282m，一共為棟樓，棟樓是地上33層，地下層，設(shè)計(jì)為框剪結(jié)構(gòu)；棟樓為地上層，地下層，設(shè)計(jì)為框架結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)為灌注樁基礎(chǔ)，樁型采用端承樁，樁端嵌入持力層的深度不低于1.0m。本工程中持力層是花崗巖，呈現(xiàn)中風(fēng)化狀態(tài)，巖質(zhì)較為堅(jiān)硬，設(shè)計(jì)灌注樁的樁身混凝土強(qiáng)度是C30，樁長(zhǎng)是2030m。經(jīng)勘查項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)無溶洞，管道布設(shè)較為簡(jiǎn)單，地下水豐富，主要是孔隙水，水位埋深在3.313.86m。土層地質(zhì)條件詳見表

素混凝土樁技術(shù)

2.1工藝流程

本工程素混凝土樁施工工藝流程見圖

2.2前期準(zhǔn)備

）提前熟悉圖紙，強(qiáng)化圖紙會(huì)審，編制合理、可行的施工方案，做好技術(shù)交底。對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格復(fù)核，按照設(shè)計(jì)樁位坐標(biāo)通過全站儀等設(shè)備精準(zhǔn)定位放線^[1]

）將腐殖土、垃圾土等清除干凈。建設(shè)臨時(shí)施工便道并安裝圍擋，合理規(guī)劃施工用水、用電。采用推土機(jī)將場(chǎng)地整平，然后鋪設(shè)枕木作為施工面，并建立排水橫坡與開挖排水溝，形成一套完善的排水系統(tǒng)。

）將現(xiàn)場(chǎng)新填土區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)夯處理，可減少干鉆過程中旋挖引孔的塌孔問題。在夯實(shí)階段先通過履帶挖掘機(jī)對(duì)場(chǎng)地初次夯壓，要注意碾壓設(shè)備沉陷問題，然后通過振動(dòng)壓路機(jī)按照“先慢后快”“先輕后重”的基本原則進(jìn)行密實(shí)碾壓，最后通過沖擊夯錘實(shí)施強(qiáng)力夯實(shí)^[2]

2.3旋挖引孔

2.3.1鉆機(jī)就位

本工程采用旋挖鉆機(jī)，布置時(shí)左、右履帶要持平，保證鉆孔過程中不會(huì)出現(xiàn)傾斜、移動(dòng)問題，始終與樁孔位置對(duì)齊，且動(dòng)力頭方向和履帶相平行。通過鉆機(jī)雙側(cè)吊錘方法進(jìn)行鉆桿垂直度的調(diào)校。從樁架上安裝標(biāo)尺，合理管控鉆進(jìn)深度，同時(shí)做好觀測(cè)與記錄。

2.3.2護(hù)筒埋設(shè)

本工程采用的是鋼護(hù)筒，由10mm鋼板制作而成，直徑比樁孔直徑略大，為1.53.0m，同時(shí)護(hù)筒要比地面高，以免碎土、泥水等進(jìn)入^[3]。在埋設(shè)鋼護(hù)筒前，通過大直徑鉆頭鉆孔到護(hù)筒底部標(biāo)高，再插入鋼護(hù)筒并從其周圍回填黏土與夯實(shí)，保證護(hù)筒外側(cè)密封。

2.3.3鉆進(jìn)引孔

）旋挖鉆頭直徑要比樁徑略大，采用擴(kuò)孔鉆進(jìn)方法。鉆孔前安排專人對(duì)鉆機(jī)設(shè)備進(jìn)行全面檢查，將旋挖鉆機(jī)調(diào)平，保證鉆桿垂直，并與孔位為準(zhǔn)。動(dòng)力頭主軸中心、起吊滑輪中心、孔口中心要保證處于同一鉛垂線上，且鉆頭中心和樁位中心點(diǎn)對(duì)齊。

）旋挖鉆孔階段應(yīng)低速鉆進(jìn)，以免孔位出現(xiàn)偏差。利用鉆頭回轉(zhuǎn)將巖土破碎處理并裝入鉆斗內(nèi)，然后通過鉆桿提出鉆頭把破碎巖土卸到孔外，經(jīng)過反復(fù)操作鉆至設(shè)計(jì)要求深度。整個(gè)鉆進(jìn)過程要對(duì)鉆桿垂直度進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)，利用深度計(jì)數(shù)器確?？咨罘弦?/span>^[4]

）鉆進(jìn)速度和壓力存在一定關(guān)系，主要通過鉆頭和鉆桿自重摩擦進(jìn)行加壓。若壓力為150MPa，進(jìn)尺為20cm/min；若壓力為200MPa，進(jìn)尺為30cm/min；若壓力為260MPa，進(jìn)尺為50cm/min^[5]。鉆進(jìn)時(shí)進(jìn)尺不可過快，入孔要保證勻速、緩慢，同時(shí)嚴(yán)格控制鉆斗提升速度，防止出現(xiàn)負(fù)壓導(dǎo)致質(zhì)量事故。

）鉆到孔底標(biāo)高后，要求引孔的中心位偏差不超過±50mm

2.4黏土回填

2.4.1黏土質(zhì)量要求

本工程中回填黏土直接影響二次成孔和樁身質(zhì)量，因此黏土中不能存在碎石等雜物，且具備良好硬塑性，若需要可進(jìn)行過篩處理；通過試驗(yàn)確定黏土最佳含水量，而回填過程中控制為最佳含水量的±2%；結(jié)合實(shí)際可從中摻入適量的膨潤土等，改善其二次鉆進(jìn)過程中護(hù)壁性能。

2.4.2施工要求

通過分層回填方式進(jìn)行黏土回填。因現(xiàn)場(chǎng)空間比較小，防止夯實(shí)沖擊導(dǎo)致塌孔問題，應(yīng)選用小型挖掘機(jī)把黏土填入孔內(nèi)，分層厚度控制在3050cm，然后用夯錘進(jìn)行夯實(shí)。先將夯錘提到一定高度，然后使夯錘自由落下，當(dāng)夯擊面無明顯凹坑后即一層夯實(shí)結(jié)束。

2.5二次成孔

2.5.1密閉性試驗(yàn)

本工程中長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)進(jìn)行第一次鉆孔時(shí)要采用泵送方法提供水與M10水泥砂漿，完成密閉性試驗(yàn)。把鉆桿移到作業(yè)區(qū)外，通過高壓泵先供水2m，再供水泥砂漿2m，直到出料口溢出水泥砂漿，然后對(duì)泵壓管密閉性進(jìn)行仔細(xì)檢查^[6]。同時(shí)，泵壓前應(yīng)做好管道潤滑處理。

2.5.2二次鉆進(jìn)成孔

）在進(jìn)行長(zhǎng)螺旋鉆孔時(shí)，首先移動(dòng)鉆桿使鉆頭與地面接觸，然后啟動(dòng)馬達(dá)正式鉆進(jìn)。

）在鉆進(jìn)階段貫徹“先慢后快”原則，控制鉆桿晃動(dòng)與鉆孔移位，提升成孔質(zhì)量。

）根據(jù)長(zhǎng)螺旋鉆性能特點(diǎn)，旋挖引孔時(shí)已經(jīng)鉆到巖層，并回填黏土。若條件特殊可通過長(zhǎng)螺旋鉆鉆入強(qiáng)風(fēng)化巖層。但長(zhǎng)螺旋鉆作業(yè)過程中，一旦察覺鉆桿晃動(dòng)或鉆進(jìn)速度變緩，則表明鉆入強(qiáng)風(fēng)化巖層，需要及時(shí)控制進(jìn)尺速度，以免發(fā)生樁孔移位等問題，甚至造成鉆具破損。鉆入強(qiáng)風(fēng)化巖層50cm即滿足設(shè)計(jì)要求。

）從鉆機(jī)塔身處詳細(xì)標(biāo)記進(jìn)尺，便于進(jìn)行孔深測(cè)量。結(jié)合地面、孔底標(biāo)高數(shù)據(jù)計(jì)算得出孔深。當(dāng)鉆孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后要馬上停止鉆進(jìn)。

）鉆進(jìn)階段，注漿軟管的擺放一定要圓順，防止軟管下落過程中存在折角問題導(dǎo)致堵管或爆管。同時(shí)還要密切關(guān)注電流突變處電流值，從而為地質(zhì)復(fù)核提供依據(jù)。成孔階段要將鉆進(jìn)速度調(diào)整為0.52.7m/min，同時(shí)鉆機(jī)電流值調(diào)整為60160A，當(dāng)鉆進(jìn)強(qiáng)風(fēng)化巖層后需要使鉆機(jī)電流值略高于160A，還應(yīng)對(duì)鉆進(jìn)壓力與進(jìn)尺量進(jìn)行合理控制，通常要少進(jìn)尺^[7]

）鉆孔完成后要將孔底虛土清理干凈。若采用干作業(yè)成孔法，可從孔底標(biāo)高位置進(jìn)行空鉆清孔，一直到虛土清理干凈。

2.6灌注混凝土成樁

）根據(jù)工程實(shí)際計(jì)算得出混凝土灌注量與提拔高度。經(jīng)檢查確定二次鉆進(jìn)成孔質(zhì)量滿足規(guī)定要求后，就可以進(jìn)行泵送水下混凝土。本工程混凝土灌注作業(yè)，在鉆桿頂部冒漿后要立即停止泵送混凝土，然后提拔鉆桿約為2m實(shí)現(xiàn)混凝土自由落體成樁，經(jīng)過反復(fù)開泵循環(huán)一直到成樁。

）在灌注混凝土過程中關(guān)于混凝土用量管控主要利用記錄泵壓次數(shù)方式。針對(duì)型號(hào)一致的灌注泵，可以采用試驗(yàn)方法得出泵壓次數(shù)，即1m/4次，泵壓控制在8MPa，且拔管速度為3m/min，充盈系數(shù)為1.151.16。在鉆桿芯管灌注滿混凝土之后就可以拔管，要注意的是提拔鉆桿前必須停鉆。為了能夠提升樁身質(zhì)量，在灌注混凝土階段應(yīng)超灌約50cm，并按照規(guī)定要求進(jìn)行樁體養(yǎng)護(hù)。

）檢查確定成樁強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求后，要進(jìn)行截樁處理，并將樁間土清理干凈。

2.7加筋墊層施工

素混凝土樁施工中還應(yīng)鋪設(shè)一層墊層，厚度控制為50cm左右，主要為雙層雙向土工格柵，具體鋪設(shè)流程見圖。同時(shí)，要對(duì)土工格柵鋪設(shè)質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，詳見表

荷載試驗(yàn)

本工程素混凝土樁施工結(jié)束28天內(nèi)，按照規(guī)定要求對(duì)樁基進(jìn)行了荷載試驗(yàn)，結(jié)果見表。分析表可知，樁基承載力范圍在269295kPa，平均值為280.6kPa，符合設(shè)計(jì)要求的不低于220kPa要求。同時(shí)，樁基沉降數(shù)值范圍在1728mm，平均值為22.6mm，滿足設(shè)計(jì)要求的不超過200mm

結(jié)語

為了有效處理軟土地基結(jié)構(gòu)承載力低、沉降量大、土層分布不均勻等問題，本文對(duì)素混凝土樁施工技術(shù)進(jìn)行了研究，同時(shí)嚴(yán)格按照工藝流程及要點(diǎn)進(jìn)行軟土路基加固處理，顯著提升了地基結(jié)構(gòu)承載力，通過鋪設(shè)雙層雙向土工格柵，進(jìn)一步增強(qiáng)了樁間土承載力。該技術(shù)具備操作簡(jiǎn)單、效率高等特點(diǎn)，且質(zhì)量易于管控，效益突出，值得推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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[2] 孔文?。疁\析大直徑素混凝土樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)和施工以及監(jiān)測(cè)的實(shí)施——以四川省成都市簡(jiǎn)陽三岔鎮(zhèn)工程為例[J]．科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019,16(28): 1-4

[3] 張傳海，王長(zhǎng)鎖，黃寧，等．復(fù)雜地質(zhì)條件下旋挖鉆孔灌注樁三段式成孔技術(shù)[J]．施工技術(shù)中英文2022,51(17): 117-120

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[6] 王睿，韓青芝，牛凱功等．超長(zhǎng)小直徑素混凝土剛性樁復(fù)合地基施工技術(shù)研究[J]．建筑機(jī)械，2023,(07): 101-105

[7] 時(shí)海城，王鵬程，檀峰雷，等．素混凝土樁復(fù)合地基在四川地區(qū)富水軟土地基中的運(yùn)用[J]．工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2023,(23): 29-31

供稿人：黃玉輝，陳二松等

編輯員：李海亮

審核人：孫繼成，寧夏

【標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范】

《建筑固廢再生砂粉應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》行標(biāo)

《建筑物綠色拆除與建筑垃圾綜合利用技術(shù)規(guī)程》CECS

《預(yù)拌混凝土使用說明書》團(tuán)標(biāo)

《砂漿和混凝土用石屑》團(tuán)標(biāo)

《預(yù)拌混凝土產(chǎn)品質(zhì)量追溯規(guī)范》團(tuán)標(biāo)

【會(huì)議培訓(xùn)】

2025全國混凝土行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展與廢棄物資源再生技術(shù)交流大會(huì)

第十屆全國建筑固廢和余泥渣土處理及資源化利用大會(huì)暨中國砂石協(xié)會(huì)建筑固廢利用分會(huì)年會(huì)

2025第二十一屆全國商品混凝土可持續(xù)發(fā)展論壇暨2025中國商品混凝土年會(huì)

預(yù)拌（商品）混凝土應(yīng)用技術(shù)和工藝技能線上培訓(xùn)

混凝土（砂漿）試驗(yàn)檢測(cè)方法實(shí)操教學(xué)線上培訓(xùn)

【咨詢服務(wù)】

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高速公路及橋涵高性能混凝土技術(shù)咨詢

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產(chǎn)品檢測(cè)

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【建材“雙碳”業(yè)務(wù)】

低碳膠凝材料研發(fā)與制備

復(fù)合摻合料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)與制備

建筑垃圾處置與資源化利用

建筑垃圾再生砂粉應(yīng)用技術(shù)

建筑垃圾再生輕粗骨料技術(shù)

碳化再生骨料制備技術(shù)

【期刊著作】

《新技術(shù)在混凝土中的應(yīng)用》圖書

《常見預(yù)拌混凝土質(zhì)量事故分析百例》圖書

《預(yù)拌混凝土企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)室建設(shè)指南》圖書

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中心每年參與多個(gè)混凝土技術(shù)咨詢和技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目，包括雄安新區(qū)混凝土項(xiàng)目咨詢、河北省多個(gè)高速公路高性能混凝土技術(shù)咨詢、固廢基膠凝材料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)和制備技術(shù)，以及數(shù)十個(gè)混凝土企業(yè)的技術(shù)服務(wù)工作。開展預(yù)拌混凝土綠色產(chǎn)品認(rèn)證和科技成果評(píng)價(jià)工作。

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