高噴插芯組合樁工程應(yīng)用實例

高噴插芯組合樁在相鄰廠房接建中的應(yīng)用(XXXX集團(tuán)有限公司)【摘要】：本文主要闡述了樁基受廠房接建空間狹小而采用高噴插芯組合樁的處理過程，通過工程實例證明，該方法合理、安全、可靠，對周圍環(huán)境影響小，是解決接建房屋時地基處理的一種較好方法?！娟P(guān)鍵詞】：相鄰廠房接建狹小空間高噴插芯組合樁1前言隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各地建設(shè)規(guī)模越來越大，城市用地日益緊張，為節(jié)約用地，相鄰廠房的接建也日益增多，樁的承載力要求也是越來越高，然而相鄰廠房的接建往往面臨著狹小的空間，但錘擊、靜壓、鉆孔灌注等施工機(jī)械都較大，狹小空間已無法進(jìn)入施工，若選用錨桿靜壓，但樁型小、壓入力低的特性往往無法滿足設(shè)計承載力的要求。另一方面，打（壓）樁作業(yè)容易引起土體擠壓，導(dǎo)致相鄰原有廠房的開裂、傾斜等不良后果，同時施工過程中伴隨著振動，噪音，污染等，對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響。如何克服在廠房接建中空間狹小，施工擠土、噪音、污染等危害，是接建工程中十分關(guān)切的問題。高噴插芯組合樁是一種用噴漿方法成樁，并在成樁中插設(shè)芯樁的新樁型，具有承載力高、無擠土、無噪聲、無污染的特點，可在狹小的空間進(jìn)行施工作業(yè)。2作用機(jī)理高噴插芯組合樁在國內(nèi)是一項新開展研究的地基加固新技術(shù)，也屬于水泥土組合樁的一種。高噴插芯組合樁是在高壓旋噴水泥土樁成樁之后，水泥土初凝之前，用插樁機(jī)械將芯樁插入水泥土體內(nèi)，待水泥土凝固后，芯樁與水泥土共同工作，承受上部荷載的一種新樁型，見圖1。高噴插芯組合樁的荷載傳遞機(jī)理是由芯樁將荷載傳遞給周圍的水泥土，然后再由水泥土與外界土層發(fā)生側(cè)向摩擦，將荷載傳遞給周圍土層。由于水泥土與地基土層有較大的接觸面積，故對樁周側(cè)阻力增加有利。樁體上部的荷載傳給芯樁，芯樁再通過水泥土與芯樁之間的作用力傳給水泥土，然后再傳給地基土，這樣從芯樁到土體通過水泥土的過渡形成了強→中→弱的漸變過程，充分發(fā)揮了芯樁和水泥土樁體的性能，提高了承載力，節(jié)約了造價。高噴插芯組合樁由高壓旋噴樁和芯樁組成，芯樁可以預(yù)制，也可以現(xiàn)澆；芯樁材料可以采用鋼筋混凝土或鋼管、型鋼；芯樁可以是實心的，也可以是空心的。圖1旋噴插芯樁示意圖3工程實例xxxx有限公司新建電泳車間，位于xx工業(yè)園區(qū)xxx路xx號，xxxx有限公司廠內(nèi)，該廠區(qū)建成已有10年時間， 隨著公司業(yè)務(wù)的不斷提升，決定在廠區(qū)內(nèi)兩原有廠房間新建一電泳車間，見圖2。圖2總平面圖新建電泳車間距東側(cè)已建風(fēng)機(jī)房為8米，距北側(cè)已建車間為11米，西側(cè)為廠區(qū)道路，距南側(cè)已建焊裝車間距離最近，為0.2米。南側(cè)的已建焊裝車間，其基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)，樁型為400mm的方樁，樁長為10米，埋深為-2.0米，柱網(wǎng)為27×24，結(jié)構(gòu)類型為門式鋼架。新建電泳車間與原有焊裝車間建成后將進(jìn)行連接，兩廠房外側(cè)軸線間距為0.8米，設(shè)計樁型為Φ400預(yù)應(yīng)力管樁，樁長12米，承載力極限值為900KN。我們施工前經(jīng)現(xiàn)場察看，新建電泳車間與原焊裝車間交接部位距離過近，考慮到施工機(jī)械體型尺寸以及為保護(hù)原焊裝車間結(jié)構(gòu)不受打樁擠土影響，該部位不能正常施工管樁，針對上述情況，選用何種樁型、何種施工機(jī)械，成為本接建工程的施工重點及難點，我們從解決問題的角度出發(fā)，在多種樁型及施工機(jī)械的選擇上進(jìn)行了認(rèn)真的分析及比較，見表2，最終經(jīng)多方討論，該部位設(shè)計調(diào)整采用Φ600高噴插芯組合樁，見圖3、圖4。樁型及機(jī)械選擇分析表表2編號樁型施工機(jī)械優(yōu)點缺點1預(yù)應(yīng)力管樁靜力壓樁機(jī)/錘擊樁機(jī)樁型承載力高①機(jī)械體型龐大無無法進(jìn)入施施工②擠土、振動、噪噪聲2鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁機(jī)①樁型承載力高②施工無擠土①機(jī)械體型較大無無法進(jìn)入施施工②泥漿水污染3預(yù)制小方樁錨桿靜壓樁機(jī)機(jī)械體型小，可可進(jìn)入狹小小空間施工工①樁型承載力低②樁型小、壓入力力低③遇砂層沉樁困難難4高壓旋噴樁復(fù)合地基高壓旋噴樁機(jī)機(jī)械體型小，可可進(jìn)入狹小小空間施工工樁型承載力較低低5高噴插芯組合樁樁高壓旋噴樁機(jī)、振振動機(jī)械手手①機(jī)械體型小，可可進(jìn)入狹小小空間施工工②樁型承載力較高高③施工無擠土、振振動、噪聲聲、污染工藝成熟度低圖3樁位圖圖4承臺圖（1-3軸部位示意）本工程高噴插芯組合樁樁端持力層為⑤粉砂層，樁端進(jìn)入持力層1.2m，新建電泳車間巖土工程地質(zhì)情況見表1，樁入土情況見圖5，上部①～④土層中主要為可塑～軟塑狀態(tài)的粉土及粉質(zhì)粘土層，壓縮性中等，工程性能一般，具有蘇州地區(qū)典型的土質(zhì)代表，本工程孔隙微承壓水主要賦于第④層粉土和第⑤層粉砂孔隙中，富水性一般，根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果及當(dāng)?shù)亟ㄖ?jīng)驗，地下水無侵蝕性。本工程設(shè)計采用高噴插芯組合樁樁徑為600mm，樁長為12米，其中高壓旋噴樁采用二重管，水泥摻入量為300kg/m，樁身水泥土立方體抗壓強度平均值不小于4.5Mpa，芯樁為Φ203×10無縫鋼管(Q235B)，鋼管長12m，本工程高噴插芯組合樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為650kN。芯樁做法及承臺連接法見圖6。巖土工程地質(zhì)情況表表1層號土層名稱土層厚度（m）壓縮模量Es（MPa）Ck（kPa）Φk（。）標(biāo)貫擊數(shù)靜力觸探（MPPa）①-1雜填土0.9-2.00////1.507①-2素填土2.8-7.66////0.749②粘土0.5-2.118.841.114.5/2.906③粉質(zhì)粘土0.5-2.116.732.712.5/2.937④粉土0.9-2.558.16.428.812.34.98⑤粉砂7.8-8.889.63.429.622.29.337圖5樁入土情況圖6芯樁做法及承臺連接圖4施工過程高噴插芯組合樁簡要施工流程：場地處理→定位放線→芯樁制作→制備漿液→旋噴施工→插設(shè)芯樁→移機(jī)及掃尾。施工機(jī)械作業(yè)與原焊裝車間廠房相對關(guān)系，見圖7，示意部位為樁位圖中4軸、5軸位置。圖7施工作業(yè)示意圖高噴插芯組合樁的施工工藝決定了其施工質(zhì)量在施工過程中難以直觀檢查，因而有效控制施工質(zhì)量的措施就顯得至關(guān)重要了。施工中必須要有專業(yè)的施工隊施工，高壓旋噴樁施工及質(zhì)量控制可按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2002有關(guān)高壓噴射注漿法的要求執(zhí)行。同時考慮高噴插芯組合樁的特點，我們應(yīng)做好如下幾點：1、要嚴(yán)格按照試成樁或工藝試驗確定的有關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工；施工前應(yīng)對有關(guān)設(shè)備參數(shù)如：高壓注漿泵單位時間輸送量（m3/min）、高壓泵壓力（MPa）、旋噴鉆機(jī)升降速度（m/min）、旋噴鉆機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）等重新進(jìn)行標(biāo)定，開工前應(yīng)進(jìn)行施工技術(shù)交底。2、施工前定位很重要，樁位平面允許偏差應(yīng)控制在2cm以內(nèi)。3、旋噴施工采用提升噴漿，噴漿提升速度、遍數(shù)應(yīng)和注漿泵單位時間輸送量（m3/min）相匹配，工作電流不應(yīng)大于定額值，停漿面應(yīng)高出樁頂設(shè)計標(biāo)高300-500mm.4、施工中應(yīng)保持旋噴鉆機(jī)底盤的水平和鉆桿的垂直鉆孔的垂直度偏差不應(yīng)大于1%。5、施工中應(yīng)作好施工記錄，主要包括每根樁注漿時間、水泥用量、水灰比、每延米噴漿量、噴漿遍數(shù)及噴漿深度等。6、檢查芯樁的規(guī)格、型號、尺寸及有無缺陷等質(zhì)量問題；對其應(yīng)有出場檢驗合格證明。7、插設(shè)芯樁前應(yīng)將高壓旋噴樁位附近泥漿清理干凈，經(jīng)核對確認(rèn)樁中心位置無誤后方可沉樁。8、插設(shè)芯樁工序宜在水泥土樁成樁后終凝前進(jìn)行。9、為確保樁身垂直度，在沉樁前復(fù)查設(shè)備導(dǎo)向架垂直度，芯樁入土1m后應(yīng)停止下沉，由專人沿兩方向核對樁身垂直度，確認(rèn)樁身垂直后方可繼續(xù)沉樁，芯樁插入時垂直度偏差不應(yīng)超過0.5%。10、芯樁接樁時可采用焊接，應(yīng)盡量減少焊接時間，并應(yīng)保證接樁后樁身的垂直度。11、為保證施工質(zhì)量，施工中采用一隔一方法成樁。5處理效果施工完畢并達(dá)到養(yǎng)護(hù)強度后，委托X質(zhì)量檢測中心進(jìn)行樁基靜載測試，經(jīng)檢測靜載最大加載值均達(dá)到650kN，見表2、圖7。經(jīng)小應(yīng)變檢測樁身完整性均為Ⅰ、Ⅱ類樁，測量樁位偏差在5cm～10cm之間，滿足本工程設(shè)計要求，應(yīng)用成功。試樁成果表表2試樁編號樁徑(mm)芯樁有效樁長(m))最大加載值(kkN)相應(yīng)最大沉降量量(mm)單樁豎向抗壓承承載力極限限值(kN)S1600Φ203×101265024.33650S2600Φ203×101265020.56650S3600Φ203×101265025.26650圖7靜載測試QS曲線6結(jié)語在原有建筑附近接建新建筑物時，考慮到受空間、施工機(jī)械、土體擠壓應(yīng)力對原有建筑物的影響等，高噴插芯組合樁是一種適合的可選樁型，其在本接建工程上應(yīng)用十分成功，其承載力高、