劲性复合桩施工技术简要分析
时间：2023-04-24 22:55:02 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
李 强
(上海市地矿建设有限责任公司，上海 200436)
参考项目位于虹口区，拟建造多层住宅(4层-6层)和高层住宅(16层-18层)，地表下设置一层地下室、 西南角局部设置二层地下室，最深处埋深暂估约10m。
工程桩基采用劲性复合桩，外芯采用水泥土搅拌桩，直径为φ800mm，内芯采用PHC管桩，直径暂定φ500mm，桩长约17m～42m，孔深约22m～52m。
通过对场地进行勘察发现，第⑤3层灰色粉质黏土，该层静力触探Ps平均值为1.46MPa，中等压缩性，土质一般，呈软塑状态，场地内遍布。第⑧1层灰色粉质黏土，该层静力触探Ps平均值为1.75MPa，呈软塑～可塑状态，土质一般，中等压缩性，场地内遍布。第⑧2层灰色粉质黏土与粉砂互层，该层静力触探Ps平均值为3.67MPa，呈可塑状态，具体情况如表1。
表1 地基土层、深度、静探Ps值、状态及土层描述一览表
劲性复合桩外芯采用水泥土搅拌桩，桩底标高在⑧1砂质粉土和⑧2层粉质黏土、粉砂互层，深度在55m左右，采用超深单轴搅拌桩机进行施工，该机械设备不需要重复进行钻杆的拆卸、安装，能有效地保证成桩的垂直度，减少搅拌桩施工时间、增加施工效率，且保证施工质量[1]。
劲性复合桩内芯采用PHC预应力管桩，设备选择抱压式静压设备，该机械设备能精准地调整管桩的垂直度及桩位偏差，且噪音小，能够减小对周边环境的影响。
4.1 施工工艺
本项目劲性复合桩施工工艺可分解为连续的外芯的单轴搅拌桩施工工艺和内芯的预应力静力压桩自攻工艺(图1，劲性复合桩施工示意图)。
图1 劲性复合桩施工示意图
4.2 施工参数
水泥掺量：20%
下沉速度：0.5m/min～0.8m/min
提升速度：1.0 m/min～1.5m/min
注浆压力：0.8MPa～1.0MPa
水灰比：1∶5
搅拌桩下沉时喷浆量：总浆量的70%～80%。
4.3 在施工控制要点
4.3.1 场地处理
开工前根据现场实际情况和勘察报告，对施工区域地下障碍物进行清除，场地进行整平处理，如果场地承载力不满足施工设备作业要求，需要视现场情况进行换填处理或铺设钢板等措施。
4.3.2 外芯单轴搅拌桩施工
(1)测量放样 根据设计院提供的坐标点，结合总平图及桩位平面图，在施工区域外侧做控制点，并请设计院复核，根据控制点对桩位进行放样，请监理单位复核，复核好的桩位做好标记。
(2)设备就位 在单轴搅拌桩钻杆上面做好孔深标尺刻度线，设备应检测合格后才能投入使用，设备就位后确保设备周正、水平、稳固。钻头中心位置与设计桩位的位置偏差不大于20mm。
(3)制备水泥浆 严格按照设计要求的水泥标号、水泥掺量、水灰比、添加剂等进行配置水泥浆，对于配置完成超过2h停滞时间的水泥浆，严禁投入使用，必须进行作废处理。
(4)钻进成桩 在钻进前，先试送浆，检查送浆管路是否漏浆，送浆泵是否工作正常，在钻进过程中，保证钻杆在规范要求内以均匀的速度进行下沉和提升，让破碎的土体与水泥浆充分搅拌，MPa水泥浆的注浆量应该根据下沉速度和提升速度相匹配，保证搅拌桩的水泥注浆量满足设计要求的水泥掺量。钻头在搅拌钻进至设计搅拌桩的桩底标高后，原位搅拌半分钟，保证桩底的成桩质量。在钻头提升搅拌至设计搅拌桩的桩顶标高时，原位搅拌半分钟后停止注浆，保证桩头质量。
在搅拌桩施工时不得无故停浆或停机，如因特殊原因，必须停浆或停机，应在开机重新钻进喷浆前，将搅拌机钻头根据原来的施工走向下沉或提升0.5m后再喷浆搅拌施工，让新施工的部位与原来施工部位搭接上。若长时间停浆或停机，必须对送浆管及钻杆等设备进行清洗，搅拌桩需重新进行搅拌施工。
水泥土搅拌桩注浆完成后，搅拌桩机移至下一孔进行施工，静压桩机就位，进行压桩施工准备工作。
4.3.3 内芯PHC管桩施工
(1)测量放样 根据控制点重新对桩位进行放样，并请监理单位复核，复核好的桩位做好标记。
(2)设备就位 在外芯水泥土搅拌桩完成两小时之内进行内芯管桩的植桩施工，管桩起吊时采用单点起吊，起吊钢丝绳绑在管桩一端，在桩长的0.29L处(L为单节桩长)。将管桩吊起竖直后，将装在桩机夹桩箱内的管桩用夹具夹稳并紧，再用两台经纬仪呈90°角，从侧面和正面同时观察管桩桩身的垂直度，其精度控制在0.3%以内，特别是第一节桩一定要认真调整，以保证其垂直导向的作用。之后再对管桩进行桩位调整，管桩中心位置与设计桩位的位置偏差不大于20mm。
(3)植桩作业 在第一节桩刚开始打沉桩时，速度不能太快，不能超过3m/min，管桩压入土中约2m后，再用经纬仪观察桩身和桩架是否垂直，桩机平台是否水平，对管桩进行观测并校正垂直度；
达到要求后再转入正常压桩。
(4)接桩作业 单节PHC管桩采用二氧化碳气体保护焊工艺进行焊接，并在焊接好的焊缝处刷上防腐剂[2]。
焊接前要确认所用的二氧化碳气体保护焊配套焊丝的质量、名称、型号、规格等符合要求，检查焊接枪处送丝沟槽的磨损情况，以确保焊丝均匀送出。
为方便PHC管桩的焊接接桩施工，压入土体的下节桩桩头应高出地面不小于50cm。在土体的下节桩桩头一侧焊接两块导向板或在桩头处设置导向箍，防止上下节桩错位偏差过大。
桩对接前必须将污泥等杂质从上下端板上清除，焊接时，应采取分层焊接，保证每一层焊缝的焊接质量满足规范要求。焊缝不得有任何缺陷，如夹渣、气孔等，符合规范和设计要求。焊好的管桩接头应在自然条件下进行冷却处理后，再进行桩的继续沉降。图2现场施工图。
图2 现场施工图
(5)送桩及桩孔的回填 焊接冷却完成后进行沉桩，最后一节桩采用送桩杆将管桩送至标高；
送桩杆的直径大小要与工程桩的桩径大小一致，并且要有足够的强度与刚度。送桩器上标示出送桩深度刻度线，以便准确控制管桩的桩顶标高。
在本项目所在的软土地区适合采用的劲性复合桩施工技术。劲性复合桩外芯桩体垂直度设计要求不小于1/300，内芯管桩垂直度不小于1/200。为了能够施工至桩底标高，保证内外芯垂直度达到设计要求，本项目采取下列措施：①对场地进行整平压实处理，并铺设不小于2mm厚的钢板，避免桩机在施工过程中因地面沉降倾斜，影响外芯搅拌桩和内芯管桩垂直度。②外芯采用JB180步履式超深搅拌桩桩机，并结合2台经纬仪在设备周边辅助测量来保证桩机钻杆垂直度，确保实际成桩的垂直度控制在1/300以内。内芯采用800t及以上的静压桩机，确保设备压桩力满足要求。③搅拌桩动力头留有富余量，采用高强度锥型镶齿螺旋钻头。确保在进入⑧1砂质粉土～⑧2层粉质黏土粉砂互层中动力头有富余动力，钻头刀齿锋利耐磨，满足施工需要。
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