地基基礎(chǔ)與地下空間工程技術(shù)(已修改)

　

【正文】 中國(guó)建筑股份有限公司 單彩杰 ? 灌注樁后注漿技術(shù) ? 長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù) ? 水泥粉煤灰碎石樁（ CFG樁）復(fù)合地基技術(shù) ? ? 土工合成材料應(yīng)用技術(shù) ? 復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù) ? 型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù) ? 工具式組合內(nèi)支撐技 術(shù) ? 逆作法施工技術(shù) ? 爆破擠淤法技術(shù) ? 高邊坡防護(hù)技術(shù) ? 非開(kāi)挖埋管技術(shù) ? 大斷面矩形地下通道掘進(jìn)施工技術(shù) ? 盾構(gòu)施工技術(shù) ? 智能化氣壓沉箱施工技術(shù) ? 雙聚能預(yù)裂與光面爆破綜合技術(shù) ? 早在 60年代初，國(guó)外就開(kāi)發(fā)出解決灌注樁樁底沉渣和樁身泥皮的后注漿技術(shù)。國(guó)外的樁底后注漿裝置大體可分為以下幾種：預(yù)埋于樁底的裝有碎石的預(yù)載箱、注漿腔、U形管閥；樁側(cè)后注漿裝置為設(shè)置于鋼筋籠上的帶套袖閥的鋼管。國(guó)外灌注樁后注漿技術(shù)的特點(diǎn)是工藝復(fù)雜，附加費(fèi)用高，樁側(cè)注漿需在成樁后 2天內(nèi)通過(guò)高壓射水沖破混凝土保護(hù)層來(lái)實(shí)施。 ? 我國(guó)關(guān)于灌注樁后注漿的最早報(bào)道，是交通部一航局設(shè)計(jì)院 1974年在天津塘沽采用，北京市建研所等的試驗(yàn)。 80年代初，采用 PVC管作為注漿管進(jìn)行后注漿試驗(yàn)。上述兩單位的技術(shù)當(dāng)時(shí)是在干作業(yè)灌注樁中試驗(yàn)和應(yīng)用的，因此注漿閥無(wú)需具備抵抗泥漿和靜止水壓力的功能，且樁長(zhǎng)較短，相對(duì)簡(jiǎn)單。 90年代初，在徐州和鄭州地區(qū)有關(guān)于后注漿技術(shù)應(yīng)用于泥漿護(hù)壁灌注樁工程的報(bào)道，前者是將 2根注漿管埋設(shè)在樁底虛土的碎石中，先由一管注入清水，由另一管排除泥漿，隨后注入水泥漿，其承載力增幅較小 ； ? 后者由西南交通大學(xué)巖土所與鄭州鐵路局鄭州設(shè)計(jì)院進(jìn)行的某橋梁樁基注漿試驗(yàn)，是在樁底設(shè)置橡膠囊，由帶鋼球的單向閥鋼管與注漿腔相聯(lián)，成樁后向囊中注漿，其加固機(jī)理主要靠注漿囊的膨脹壓密和擴(kuò)底作用，同時(shí)應(yīng)用套管法于成樁后 12小時(shí)內(nèi)沖破混凝土保護(hù)層實(shí)施樁側(cè)注漿的試驗(yàn)?？偟恼f(shuō)來(lái)，上述國(guó)內(nèi)灌注樁后注漿裝置與國(guó)外技術(shù)類似，安裝較復(fù)雜，成本高，且與樁體施工有一定程度交叉。 ? 灌注樁后注漿（ post grouting for castinsitu pile,簡(jiǎn)寫 PPG）是指在灌注樁成樁后一定時(shí)間，通過(guò)預(yù)設(shè)在樁身內(nèi)的注漿導(dǎo)管及與之相連的樁端、樁側(cè)注漿閥注入水泥漿，使樁端、樁側(cè)土體（包括沉渣和泥皮）得到加固，從而提高單樁承載力，減小沉降。灌注樁后注漿是一種提高樁基承載力的輔助措施，而不是成樁方法。后注漿的效果取決于土層性質(zhì)、注漿的工藝流程、參數(shù)和控制標(biāo)準(zhǔn)等因素。 ? 灌注樁后注漿提高承載力的機(jī)理：一是通過(guò)樁底和樁側(cè)后注漿加固樁底沉渣（虛土）和樁身泥皮，二是對(duì)樁底和樁側(cè)一定范圍的土體通過(guò)滲入（粗顆粒土）、劈裂（細(xì)粒土）和壓密（非飽和松散土）注漿起到加固作用，從而增大樁側(cè)阻力和樁端阻力，提高單樁承載力，減少沉降。 ? 。在優(yōu)化工藝參數(shù)的條件下，可使單樁承載力提高 40% ～ 120%，粗粒土增幅高于細(xì)粒土，樁側(cè)、樁底復(fù)式注漿高于樁底注漿；樁基沉降減小 30%左右?？衫妙A(yù)埋于樁身的后注漿鋼導(dǎo)管進(jìn)行樁身完整性超聲檢測(cè)，注漿用導(dǎo)管可取代等承載力樁身縱向鋼筋 。 ? 1 樁底后注漿導(dǎo)管及注漿閥數(shù)量宜根據(jù)樁徑大小設(shè)置，對(duì)于 d≤l000mm 的樁，宜沿鋼筋籠圓周對(duì)稱設(shè)置 2根；對(duì)于 d≤600mm 的樁，可設(shè)置 1根；對(duì)于 1000mmd≤2022mm 的樁，宜對(duì)稱設(shè)置 3～ 4根； ? 2管閥應(yīng)能承受 1MPa以上靜水壓力；管閥外部保護(hù)層應(yīng)能抵抗砂、石等硬質(zhì)物的刮撞而不至使管閥受損 ； ? 3 漿液的水灰比應(yīng)根據(jù)土的飽和度、滲透性確定，對(duì)于飽和土宜為 ~，對(duì)于非飽和土宜為 ～ (松散碎石土、砂礫宜為 ～ )；低水灰比漿液宜摻入減水劑；地下水處于流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，應(yīng)摻入速凝劑； ? 4 樁底注漿終止工作壓力應(yīng)根據(jù)土層性質(zhì)、注漿點(diǎn)深度確定，對(duì)于風(fēng)化巖、非飽和粘性土、粉土，宜為 5～ 10Mpa；對(duì)于飽和土層宜為 ～ 6Mpa，軟土取低值，密實(shí)粘性土取高值；樁側(cè)注漿終止壓力宜為樁底注漿終止壓力的 1／ 2； ? 5 注漿流量不宜超過(guò) 75L／ min： ? 6. 單樁注漿量的設(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮樁的直徑、長(zhǎng)度、樁底樁側(cè)土層性質(zhì)、單樁承載力增幅、是否復(fù)式注漿等因素確定 。 ? 7 承載力估算公式： ? 灌注樁經(jīng)后注漿處理后的單樁極限承載力，應(yīng)通過(guò)靜載試驗(yàn)確定，在沒(méi)有地方經(jīng)驗(yàn)的情況下，可按下式預(yù)估單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。 ? 式中 qski 、 qpk —— 極限側(cè)阻力和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，按 JGJ9494或有關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)取值； ? U、 Ap —— 樁身周長(zhǎng)和樁底面積 ? βsi βp —— 側(cè)阻力、端阻力增強(qiáng)系數(shù)，可參考以下取值范圍 βsi： ～ ； ～ ，細(xì)顆粒土取低值，粗顆粒土取高值。 ? 首都機(jī)場(chǎng) 18000余根灌注樁全部采用后注漿技術(shù)，縮短工期 4個(gè)月，節(jié)約投資 1億多。 ? 長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù)是采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，利用混凝土泵將混凝土從鉆頭底壓出，邊壓灌混凝土邊提升鉆頭直至成樁，然后利用專門振動(dòng)裝置將鋼筋籠一次插入混凝土樁體，形成鋼筋混凝土灌注樁。后插入鋼筋籠的工序應(yīng)在壓灌混凝土工序后連續(xù)進(jìn)行。與普通水下灌注樁施工工藝相比，長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁施工，由于不需要泥漿護(hù)壁，無(wú)泥皮，無(wú)沉渣，無(wú)泥漿污染，施工速度快，造價(jià)較低。 ? 1. 螺旋鉆機(jī)就位； ? 2. 啟動(dòng)馬達(dá)鉆孔至預(yù)定標(biāo)； ? 3. 砼泵將攪拌好的砼通過(guò)鉆桿內(nèi)管壓至鉆頭底端，邊壓砼邊拔管直至成素砼樁； ? 4. 將制作好的鋼筋籠與鋼筋籠導(dǎo)入管連接并吊起，移至已成素砼樁的樁孔內(nèi)； ? 5. 起吊振動(dòng)錘至籠頂，通過(guò)振動(dòng)錘下的夾具夾住鋼筋籠導(dǎo)入管； ? 6. 啟動(dòng)振動(dòng)錘通過(guò)導(dǎo)入管將鋼筋籠送入樁身砼內(nèi)至設(shè)計(jì)標(biāo)高； ? 7. 邊振動(dòng)邊拔管將鋼筋籠導(dǎo)入管拔出，并使樁身砼振搗密實(shí)。 ? 其施工流程如圖所示。與該施工工藝配套的主要施工設(shè)備包括長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)、砼輸送泵、鋼筋籠導(dǎo)入管、夾具、振動(dòng)錘。長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)、砼輸送泵）采用目前市場(chǎng)上常規(guī)型號(hào)的機(jī)械設(shè)備，其動(dòng)力性能和砼輸送泵功率的選擇根據(jù)樁徑及樁長(zhǎng)確定。 ? 1. 長(zhǎng)螺旋鉆孔泵送砼成樁技術(shù) ? 2. 振動(dòng)錘及夾具 ? 3. 鋼筋籠導(dǎo)入管 ? 4. 導(dǎo)入管與鋼筋籠的連接方式 ? 長(zhǎng)螺旋水下成樁工藝與設(shè)備施工便捷、無(wú)泥漿或水泥漿污染、噪音小、效率高、成本低，是一種很好的灌注樁施工方法。該工法施工的單樁承載力高于普通的泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁，成樁質(zhì)量穩(wěn)定。與泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁相比，該工法的施工效率是其施工效率的 4~5倍，施工費(fèi)用是其施工費(fèi)用的 72%，節(jié)約費(fèi)用約 28%；與長(zhǎng)螺旋鉆孔無(wú)砂砼樁相比，該工法的施工效率是其施工效率的 ~，施工費(fèi)用是其施工費(fèi)用的 51%，節(jié)約費(fèi)用約 49%。 ? 鋼筋籠導(dǎo)入管與鋼筋籠巧妙連接，將激振力傳至鋼筋籠底部，通過(guò)下拉力有效地將鋼筋籠下至設(shè)計(jì)標(biāo)高。鋼筋籠導(dǎo)入管的振動(dòng)，使樁身砼密實(shí)，樁身砼質(zhì)量更有保證。 ? 1 混凝土中可摻加粉煤灰或外加劑，每方混凝土的粉煤灰摻量宜為 70～ 90kg。 ? 2 混凝土中粗骨料可采用卵石或碎石，最大粒徑不宜大于30mm。 ? 3 混凝土塌落度宜為 180～ 220mm。 ? 4 提鉆速度：宜為 ～ 。 ? 5長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁的充盈系數(shù)宜為 ～ 。 ? 6 樁頂混凝土超灌高度不宜小于 ～ 。 ? 7 鋼筋籠插入速度宜控制在 ～ 。 ? 設(shè)計(jì)施工可依據(jù)現(xiàn)行 《 建筑樁基技術(shù)規(guī)范 》 JGJ94進(jìn)行。 ? 適用范圍 ? 適用于地下水位較高，易塌孔，且長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)可以鉆進(jìn)的地層。北京京東方項(xiàng)目投入 長(zhǎng) 螺旋成套設(shè)備 16臺(tái)，完成工程樁 6195根，總延米 148700米，樁身砼總方量 42520m3。 ? 水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、砂加水拌合形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁（以下簡(jiǎn)稱CFG樁），通過(guò)在建筑物基礎(chǔ)和樁頂之間設(shè)置一定厚度的褥墊層保證樁、土共同承擔(dān)荷載，使樁、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成復(fù)合地基。 ? CFG樁復(fù)合地基適用于處理粘性土、粉土、砂土和自重固結(jié)完成的素填土等地基。對(duì)淤泥質(zhì)土應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。采用 CFG樁復(fù)合地基對(duì)建筑物進(jìn)行地基處理設(shè)計(jì)時(shí)，除滿足復(fù)合地基承載力和變形條件外，還要考慮以下諸多因素進(jìn)行綜合分析，確定設(shè)計(jì)參數(shù)： ? 1 地基處理目的 ? 設(shè)計(jì)時(shí)必須明確地基處理是為了解決地基承載力問(wèn)題、變形問(wèn)題還是液化問(wèn)題，解決問(wèn)題的目的不同采用的工藝、設(shè)計(jì)方法、布樁形式均不同。 ? 2 建筑物結(jié)構(gòu)布置及荷載傳遞 ? 如建筑物是單體還是群體，體型是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜，結(jié)構(gòu)布置是均勻還是存在偏心荷載，主體建筑物是否帶有裙房或地下車庫(kù)，建筑物是否存在轉(zhuǎn)換層或地下大空間結(jié)構(gòu)，建筑物通過(guò)墻、柱和核心筒傳到基礎(chǔ)的荷載擴(kuò)散到基底的范圍及均勻性等。總之，在設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真分析結(jié)構(gòu)傳遞荷載的特點(diǎn)以及建筑物對(duì)變形的適應(yīng)能力，做到合理布樁，地基處理方可達(dá)到預(yù)期目的，保證建筑物安全。 ? 3 場(chǎng)地土質(zhì)的變化對(duì)復(fù)合地基施工工藝的選擇和設(shè)計(jì)參數(shù)的確定有著密切的關(guān)系，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需認(rèn)真閱讀勘察報(bào)告，仔細(xì)分析場(chǎng)地土質(zhì)特點(diǎn)。不僅要閱讀綜合統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，而且要閱讀每個(gè)孔點(diǎn)的試驗(yàn)指標(biāo)。通過(guò)對(duì)場(chǎng)地土的了解，對(duì)荷載情況、地基處理要求等綜合分析，考慮采用何種布樁形式。工程中， CFG樁采用的布樁形式有等樁長(zhǎng)布樁、不等樁長(zhǎng)布樁、長(zhǎng)短樁間作布樁以及與其它樁型聯(lián)合使用布樁等。 ? 4 施工設(shè)備和施工工藝 ? 選用的設(shè)備穿透土層能力和最大施工樁長(zhǎng)能否滿足要求，施工時(shí)對(duì)樁間土和已打樁是否會(huì)造成不良影響。 ? 5 場(chǎng)地周圍環(huán)境 ? 場(chǎng)地周圍環(huán)境情況是設(shè)計(jì)時(shí)確定施工工藝的一個(gè)重要因素。當(dāng)場(chǎng)地離居民區(qū)較近等，施工不宜選擇振動(dòng)成樁工藝，而應(yīng)選擇無(wú)振動(dòng)低噪音的施工工藝，如長(zhǎng)螺旋鉆管內(nèi)泵壓 CFG樁工法；若場(chǎng)地位于空曠地區(qū)，且地基土主要為松散的粉細(xì)砂或填土，選用振動(dòng)沉管打樁機(jī)施工顯然是適宜的。 ? CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)主要確定 5個(gè)參數(shù)，分別為 ? 樁長(zhǎng)、樁 ? 徑、樁間距、樁體強(qiáng)度、褥墊層厚度及材料。設(shè)計(jì)程序如圖所示。 ? 地基處理后的變形計(jì)算應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 GB 50007的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。復(fù)合土層的分層與天然地基相同，各復(fù)合土層的壓縮模量等于該層天然地基壓縮模量的 倍， 值可按下式確定 復(fù)合地基的變形計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)應(yīng)根據(jù)地區(qū)沉降觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)確定，無(wú)經(jīng)驗(yàn)資料時(shí)可采用表中數(shù)值。 ? ?MPaEss?? 真空預(yù)壓法加固軟基技術(shù)在 1