软土地基中一柱一桩先插法施工关键技术

王昕

摘 要：由于超大超深基坑施工越加普遍，施工中对支撑桩柱要求也越加严格，现阶段我国国内的超大超深基坑施工工程中的逆作支撑柱垂直度通常控制在1/600-1/500之间，这样高的精度应该满足于两个方面的条件，一是下部支撑桩垂直度的精度要必须满足于中1/300-1/200之间，另一个是需要拥有一套技术先进、安全成熟的调垂方法以及相应的设备，而一柱一桩先插法施工技术完全能够满足于这一要求。本文以某案例为例，对软土地基中一柱一桩先插法施工关键技术进行了分析，仅供参考借鉴。

关键词：软土地基；一柱一桩先插法；施工技术

某工程是集商务、办公一体的综合性工程，总占地面积约5.5万m2，基坑总面积48000m2，周长960m，由3幢塔楼和5层地下室组成，无裙房，其中塔楼区域挖深28m，纯地下室区域普遍挖深约26.5m，整体基坑开挖方式为：首先B0层整体同步挖深约9m，然后地下室停止开挖，塔楼区域顺挖到底，待塔楼区地下结构回筑至地面，地下室再继续向下逆作开挖，最终实现塔楼地上结构与地下室开挖、结构回筑平行施工。

1 先插法工艺原理

1.1 工艺原理

先插法施工是一种比较传统、成熟的施作一柱一桩调垂钢管柱的施工工艺，具有设备简单、操作方便的优点。其主要采用1个3层的调垂架，通过中、下2层水平排布的各4只调节螺杆，利用杠杆原理对钢管柱进行调垂。理想情况下钢管柱在钻孔内仅受侧向泥浆阻力，利用上层螺杆一点固定，下层螺杆一点调整可以轻易地将钢管柱移动、调整。如果仅靠螺杆调整钢管柱比较困难，可以同时开启孔内（地下5m处）的导向纠偏千斤顶给钢管柱施加水平力，提高调垂的效果和精度。

1.2 施工工艺的改进

常规的地面调垂架仅依靠地面以上的2个支点调垂，且两支点间距仅约2m，依靠仅2m的短管节调垂下部近30m的钢管柱难度极大。改进的先插法调垂工艺新增加了地下的4只导向纠偏千斤顶做调垂支点，一方面在钢管柱下插过程中开启导向纠偏千斤顶作导向，另一方面，在调垂时延长了地面上和地面下2个支点的距离，由原来的2m增长为7m，以7m长度的短管节来调垂下部逾20m的钢管柱，调垂达到设计要求精度的保证率提高很多。

2 软土地基下部支承桩垂直度控制技术

2.1 循环泥浆管理

该工程所使用的泥浆主要是优质膨润土以及添加剂，添加剂主要应用氢氧化钠或是碳酸钠，属于典型的人工浆。泥浆在使用过一次后，还需要经过砂机净化循环以便可以再利用，而且这样做还能够在很大程度上确保黏性土以及砂性土始终保持稳定状态，选用的清孔泥浆各项指标都要适中，确保孔底沉渣不大于5cm。

2.2 钻进过程控制

由于该工程中一部分土层是黏性土，因此在钻进的过程中要使用中等转速、不用太过浓稠的泥浆方法来完成钻进工作。就本工程而言，粉质黏土及其泥浆密度都不能高于1.3，将进尺看作是依据，避免出现糊钻、进尺速度过慢的情况。至于密实砂性土要选择应用大泵量、较慢速度的方法进行钻进，定要将孔隙度控制在一定范围之内；软土层与硬土层之间钻进工作人员要控制进尺速度，当钻头穿过交界面以后，工作人员务必要进行扫孔，大约是2-3次，这样就能够最大限度的避免不平衡接触面产生的孔斜。

2.3 成孔质量检查

当钻进到一半孔深时，工作人员要借助专业检测仪来对着钻杆垂直度进行检测，若精度达不到1/300，要马上纠正，纠正之后再继续钻进，完成钻进后工作人员还需要应用井径仪进行垂直度检测，若钢管柱成孔垂直度未能超过1/300即算合格，如若不然就扫孔对孔斜率进行必要的调整。

3 钢管柱调垂及检测关键技术

3.1 先插法调垂架的合理改进

由于本工程具有一定的特殊性，不能完全使用其他工程的先插法调垂架施工技术，应该在其基础上进行必要的改进：

第一，施工人员需要将调垂架这螺杆端部改换成为环形手柄，这样操作人员在旋拧螺杆时不仅能够节省时间，也不耗费力气；第二，调垂架第3层处要设计护栏，并且安装踏脚板，以此保证施工人员作业安全；第三，调垂架上还需要添置漏斗，以便各个方位都能够回填碎石，以此确保钢管柱得到平均的受力，不会产生不必要的扰动；第四，对调垂架底角进行固定加强处理，既要扩大底角与地面的接触面积，还应该多设计一些螺栓孔，以此保证调垂架与地面之间可以进行更加有效的固定，确保调垂过程中架体稳定不发生任何的偏移。

3.2 辅助性手段

第一，使用加厚壁钢护筒，长度为6m，之后再运用振动锤振设进入，垂直度要控制在1/300之内，与此同时要保证四周回填密实，这样才能够保证千斤顶使用过程有足够的水平反力；第二，正式吊放钢管柱之前，要在孔中放置导向纠偏装置，每个方向各一只，共4只，这样钢管柱插入时就能够提供参考数据，这样就能够更叫高效的调垂；第三，使用三维激光测斜仪设备，将该设备放置在钢管柱柱身，这样就能够在第一时间检测出柱身是否发生倾斜，是否需要进行调垂；第四，随时关注钢管柱外情况，要及时注浆，以此确保调垂后面柱身四周都能够得到均匀的受力，同时也能够防止钢管柱悬臂时产生过于明显的挠度；第五，支承柱钢筋笼顶部还需要添加设置双箍筋，依据本工程需求，需要2道双箍筋，避免钢管柱接触到钢筋笼，而导致难以调垂。

4 一柱一桩高低标号混凝土浇筑控制

由于下部支承桩浇筑水下C35混凝土，钢管柱内浇筑水下C55混凝土，两种不同混凝土浇筑界面的控制关键在于：（1）采用泵车布管浇筑，开始浇筑水下C55混凝土时导管埋深2.5m，使两种混凝土置换面位于钢管柱底以下2m；（2）通过前几根的原位试验，依据泥浆相对密度、石子体积、质量等精确计算出C35混凝土的上升速率，当管外碎石与C55混凝土的顶托力平衡时即可停止回填；（3）保证合理低速的浇筑速度，拆除起拔导管时严禁生拉硬拽碰触钢管柱本身；（4）待钢管柱顶端（高出地面约20cm）的溢流孔内溢出C55混凝土时停止浇筑。

结束语

综上所述，可知本工程所使用的一柱一桩先插法施工技术，是在原有工程地面调垂架调垂基础上进行的改良，改良后既提升了调垂的效果，也提升了钢管柱的垂直度，最终数据统计，应用此种方法后，一次性调垂成功率超过了90%。总之改进之后的一柱一桩先插法，不仅能够创造出丰富的经济效益，也能够创造出丰富的社会效益，再加之，此种施工方法的工艺更加成熟，因此具有非常好的应用前景。■

参考文献

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