淺談河谷地區(qū)現(xiàn)澆薄壁筒樁處理技術設計

　　0 引 言

　　河谷地區(qū)的軟弱土層處理技術已經相對成熟，在實際工程中一般根據(jù)具體的土層特性和施工技術能力選擇相應的處理手段，常用的有強夯法、碎石樁法、吹填砂加固法等，不同的方法具有各自的技術特點[15]。其中現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁，是近些年迅速發(fā)展的一種樁基礎技術，在軟弱地基處理中有不少的應用。由于其具有一次沉樁、自動排土、成樁速度快、高效經濟、單樁承載力高、施工穩(wěn)定性好等特點，因而獲得廣泛好評[6]。本文在介紹了現(xiàn)澆薄壁筒樁的技術原理、技術特點及施工技術的基礎上，論述了其質量控制方法，并對其軟土地基處理的效果進行了探討。

　　1 現(xiàn)澆薄壁筒樁技術原理與技術特點

　　樁孔施工前，應事先預制好環(huán)形樁尖，樁尖上部凸出，下部呈環(huán)錐狀;施工時把環(huán)形樁尖套入內外套管之間，確保樁尖上部環(huán)形凸面的內外側與內外套管的下端面接觸緊密;套管上部與樁頂壓蓋相連，內套管上部錐管穿過壓蓋，插入施力壓頭與出泥孔形成導通;將樁尖頭壓入土層;接著振動下沉，在成筒形孔的同時排出軟土體;放入鋼筋籠，灌注混凝土;最后拉出內外套管即成筒狀樁基。筒樁成孔器結構如圖1所示。（圖1略）

　　筒樁屬于薄壁結構，與常規(guī)樁相比具有施工組織方便、周期短等特點;與預制類、沉管類樁、鉆孔灌注樁等樁相比，筒樁避免了擠土效應，降低了因擠土導致的變形、斷裂等現(xiàn)象的發(fā)生;施工中無需泥漿循環(huán)，避免了對環(huán)境的污染;空心結構節(jié)省了混凝土材料，降低了施工成本，提高了經濟效益;在軟基處理方面施工簡便，無需預壓，具有承載力高、沉降小等特點。

　　2 筒樁成樁施工技術

　　筒樁成樁施工技術的工序如下。

　　(1) 根據(jù)設計樁位圖進行施工放樣，確定樁位。

　　(2) 樁尖埋設。根據(jù)設計圖紙預制鋼筋混凝土樁尖，當養(yǎng)護達到設計強度后進行埋設;要求鋼套管與樁尖內外支撐平整接觸，一方面可以固定鋼套管，另一方面可以阻止土和地下水滲進空腔中。

　　(3) 成孔器成孔。安裝成孔器時確保其與樁尖緊密咬合，沉管前應作密封防水檢查;沉管時嚴格控制樁架垂直度，沉管速度要均勻，深度需到達設計樁底標高。

　　(4) 混凝土制備及運輸?；炷恋呐浜媳葢ㄟ^試驗確定;運輸過程確保連續(xù)不間斷，距離盡量短，防止發(fā)生離析現(xiàn)象。

　　(5) 鋼筋籠吊裝及樁身灌注。樁尖沉至設計深度時，在鋼套管空腔中吊裝鋼筋籠，并固定位置。通過料斗將混凝土送入孔腔內時，成孔器的提升速度應保持在1～2 m·min-1，同時使用振動錘持續(xù)振動，確保灌注混凝土的良好密實度。灌注完成后拔出鋼套管。

　　(6) 澆筑樁頂蓋板。筒樁蓋板可以現(xiàn)澆，也可以預制。在澆筑或安裝預制板時應鑿除部分標號較低的混凝土，同時保證樁頭的平整，如圖2所示。（圖2略）

　　3 質量控制方法

　　3.1 質量控制要點

　　(1) 樁尖制作質量應符合技術規(guī)定，做到表面平整、密實;無麻面，混凝土強度不低于C30，樁尖上應標明編號及制作時間等信息。

　　(2) 在成孔器下沉的過程中，確保樁尖與鋼套管緊密接觸，保證空腔密封不進水，根據(jù)下沉方式及土體特性選擇合適的止水方式，常用的有纖維布或止水膠布等。

　　(3) 沉孔速度取決于樁孔位置的地質情況，一般土層的沉孔速度為1～2 m·min-1，遇到較硬土層時，可適當降低下沉速度。下沉過程中保持成孔器的垂直度和排運土的通暢，并且在提升過程中不宜過度振動，否則會引起混凝土離析。

　　(4) 澆筑樁身的混凝土材料應滿足要求，設計混凝土配合比時應將其標號提高20%，坍落度宜在180～220 mm范圍內。為防止在灌注過程中發(fā)生卡管，盡可能選用卵石，且最大粒徑不應大于40 mm。運輸及灌注過程應連續(xù)作業(yè)，不間斷。

　　(5) 由于河谷地區(qū)的工程特點，在樁基礎施工時要注意

　　監(jiān)測周圍土體并觀測地下水，嚴格按照施工組織設計進行，做好施工記錄。

　　3.2 質量檢測手段

　　在筒樁施工中嚴格執(zhí)行過程控制的原則，保證符合施工規(guī)范的要求。以下是幾種常見的筒樁檢測方法。

　　(1) 靜載試驗法。通常用來確定單樁承載力，在河谷地區(qū)應對2～3根試樁進行載荷試驗，試樁的最大載荷應為設計荷載的2倍以上。

　　(2) 低應變法。按照要求進行一定比例的抽選，主要檢查樁身的完整性及成樁混凝土質量。檢測方法有別于實心樁，至少均勻對稱布置4個檢測點，根據(jù)樁長和位置選擇最佳的激發(fā)波和接受距離采集反射數(shù)據(jù)。

　　(3) 高應變法。主要用于確定筒樁承載力，河谷地區(qū)的樁基礎以摩擦樁為主，在試驗時需對樁頂進行處理，根據(jù)設計值在1.0～1.5 m范圍內灌注實心混凝土，再進行錘擊。

　　(4) 樁身強度檢測。在抽樣檢測時不能用鉆機直接取芯，宜用小型取芯機鉆薄壁取芯，芯樣直徑不小于10 cm。

　　(5) 筒樁外壁觀測。這是檢測筒樁質量最直觀、最有效的方法，但是由于筒樁在河谷地區(qū)的特殊性，不能對所有的樁進行觀測檢測，因此該法只針對在低應變法檢測中存在異?，F(xiàn)象的樁進行觀測。

　　3.3 合格標準

　　根據(jù)質量控制的要點和檢測手段，筒樁的檢測項目及合格標準見表1。

　　4 處理效果評價

　　本段河谷地區(qū)采用了多種不同的地基處理技術，根據(jù)不同的地質條件和施工技術特點選用了強夯法、振動碎石樁法及筒樁法，分別進行軟土地基處理。為保證處理效果，樁位附近進行了沉降觀測，并通過與理論公式計算預測沉降值進行對比，以驗證筒樁在河谷地區(qū)軟基處理中的實用性及可靠性。現(xiàn)場筒樁施工情況如圖3所示。（圖3略）

　　根據(jù)理論公式預測的沉降值與實測值對比分析見表2。從表中可以看出，經過筒樁技術處理過的地基沉降量與理論值相比偏低，說明在河谷地區(qū)采用筒樁技術對軟弱土層進行處理能有效加固穩(wěn)定地基，確保了沉降量在工程允許范圍內。

　　5 結 語

　　本文對現(xiàn)澆薄壁筒樁的技術原理、技術特點、施工方法及質量控制方法做出總結與歸納，并結合工程實際對地基土進行沉降觀測，與理論計算值進行對比分析后得知其處理效果可以達到工程要求。在進行河谷地區(qū)軟弱土層處理前，應根據(jù)具體工程特點，詳細了解掌握其地質特點和施工技術能力，提出合理、有效、經濟、可行、安全的施工處理方案，以達到地基處理的目標，確保工程質量。

　　參考文獻：

　　[1] JTJ 017—96，公路軟土地基路堤設計與施工技術規(guī)范[S].

　　[2] 鄧滿香.吹砂填海地基強夯加固研究[J].鐵道工程學報，2012(5)：1113.

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　　[4] 朱明雙，莊禮濱.水平荷載作用下筒樁承載性狀數(shù)值研究[J].公路交通科技，2010(8)：2733.

　　[5] 鄭立敏.現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在軟土地基處理中的應用[J].石家莊鐵道職業(yè)技術學院學報，2009，8(2)：2933.

　　[6] 孫賢福.現(xiàn)澆薄壁筒樁復合地基的研究[D].天津：天津大學，2005.