微型樁施工工藝

1

微型樁的優(yōu)點(diǎn)微型樁直徑普通在150mm～300mm，但能夠達(dá)成較大的深度。30年代由意大利首創(chuàng)，美國于40年代開始使用微型樁，發(fā)展十分快速。我國于1981年開始研究，1985年在上海第一次使用。與其它地基加固或基礎(chǔ)托換辦法相比微型樁含有下列優(yōu)點(diǎn)：

（1）承載力高：據(jù)有關(guān)資料顯示，一根直徑為140mm，長度為4.7m樁端若進(jìn)入密實中砂層的微型樁的極限承載力為835kN。完全埋入土中的微型樁，能提供910kN的安全工作荷載。當(dāng)微型樁做在巖層中時，能夠承受的安全工作荷載可高達(dá)2720Kn[1]。（2）沉降量?。阂桓睆綖?20mm樁端進(jìn)入硬塑粘性土長為7m的微型樁，當(dāng)荷載加至314kN時，樁頂沉降僅為3.8mm；而一根同樣直徑樁端進(jìn)入砂狀強(qiáng)風(fēng)化巖長度為11m的微型樁，當(dāng)荷載加至648kN時樁頂沉降僅為2.2mm[2]。（3）所需施工場地較小，在平面尺寸1.1m2.5m和凈空高度（4）樁孔孔徑小，因而對基礎(chǔ)和地基土幾乎都不產(chǎn)生附加應(yīng)力，施工時對原有基礎(chǔ)影響小；也不干擾建筑物的正常使用。（5）能穿透多個障礙物，合用于多個不同的土質(zhì)條件。由于微型樁含有以上優(yōu)點(diǎn)，近年來隨著我國加固改造業(yè)的興起，應(yīng)用越來越多。2

微型樁的施工微型樁的施工普通按下列工序進(jìn)行：成孔---清孔---安放鋼筋籠---注漿成樁。成孔

普通采用地質(zhì)鉆成孔，視工程及地質(zhì)條件可采用干成孔或泥漿護(hù)壁循環(huán)成孔。鉆機(jī)經(jīng)改造后，樁孔距建筑物墻（柱）邊近來可達(dá)成350mm，必要時也可采用斜孔。清孔

若采用泥漿護(hù)壁循環(huán)成孔，則成孔后應(yīng)進(jìn)行水沖清孔。安放鋼筋籠

微型樁內(nèi)鋼筋普通均通長配備，采用螺旋箍筋，鋼筋保護(hù)層厚度為25mm。清孔后應(yīng)及時安放鋼筋籠，在建筑物改造或基礎(chǔ)托換工程中，由于受建筑物層高的限制，鋼筋籠普通分幾節(jié)制做，安放時再進(jìn)行焊接。2.4

注漿注漿辦法國外與國內(nèi)有較大區(qū)別。國外普通采用二次灌漿，所灌材料普通為凈水泥漿。而國內(nèi)普通采用一次灌漿，具體施工普通有下列兩種：（1）

先向孔內(nèi)拋小石子（石子粒徑普通為15～30mm），然后向孔內(nèi)壓力注水泥砂漿或凈水泥漿。（2）直接向孔內(nèi)壓力注水泥砂漿。注漿壓力普通為0.3～0.6MPa。為確保注漿質(zhì)量，水泥凈漿和水泥砂漿均應(yīng)摻入一定數(shù)量的高效減水劑。微型樁的設(shè)計

3.1

微型樁的承載力微型樁單樁承載力應(yīng)當(dāng)由單樁靜載荷實驗來擬定，但在實際工程中由于事故的急迫性，往往沒有時間或場地來做靜載荷實驗，因此經(jīng)驗公式的精確性就顯得十分重要。美國對微型樁承載力的估算按兩種辦法來擬定：一種是打入樁來估算，另一種是按注漿的土錨來考慮，為安全起見普通是按打入樁來考慮。而在我國無論是《建筑地基解決技術(shù)規(guī)范》（JGJ

79-91）[3]還是《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ

94-94）[4]，均未有微型樁承載力的估算公式。因此在設(shè)計中，普通工程技術(shù)人員為安全起見常按普通鋼筋混凝土灌注樁的承載力經(jīng)驗公式來估算微型樁的單樁承載力。但微型樁普通是采用壓力灌漿的方式灌注水泥砂漿或水泥漿而成，在壓力作用下，一部分漿液滲入樁周土體（特別是對于粗顆粒土），其實際注漿量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不不大于計算注漿量，實際注漿量與計算注漿量的比值最小為1.6，最大為3.5。因此微型樁與普通灌注樁相比樁與樁周土體結(jié)合更加緊密。樁側(cè)阻力及樁端阻力均比普通鋼筋混凝土灌注樁要大的多。根據(jù)實際工程能夠看出微型樁承載力的實測值與按普通灌注樁而做的估算值相差很大。若按普通灌注樁的經(jīng)驗公式來估算微型樁的承載力，偏差較大（見表1）。微型樁承載力的實測值與按普通灌注樁經(jīng)驗公式計算的估算值相差較大的因素重要是兩者的施工工藝不同，從前面所述微型樁施工工藝能夠看出微型樁與普通灌注樁最本質(zhì)不同是微型樁采用的是壓力灌漿，樁體實際直徑比設(shè)計值大，樁與樁周土的結(jié)合更加緊密，樁端下虛土及其下持力層被膠結(jié)加固。樁周土體顆粒越粗，滲入的漿液越多，膠結(jié)加固的范疇越大，注漿比越大，承載力越高。因此，為了反映上述實際狀況，根據(jù)實際工程的測試成果及上述分析，建議對微型樁承載力按下式估算：其中：微型樁樁側(cè)摩阻力及端阻力修正系數(shù)，按下列辦法取值：

（1）

粘性土、粉土：1.15～1.20（2）

砂土：1.20～1.30（3）

碎石土：1.25～1.35上式建議計算成果與實測成果的比較亦見表1。表1

微型樁單樁豎向極限承載力實測值、估算值及建議公式修正值編號

樁周土

樁端土

注漿壓力(MPa)

注漿比*

承載力實測值(kN)

實測值與估算值之比

實測值與修正值之比

1

密實砂土

砂土

二次注漿

2.5～3.5

415

3.03

2.33

2

粉質(zhì)粘土

強(qiáng)風(fēng)化巖

0.4

2.1～2.7

648

1.71

1.32

3

粉質(zhì)粘土

粉質(zhì)粘土

0.4

1.9～2.4

314

1.5

1.25

4

填土、細(xì)砂

密實中砂

0.4

1.7～2.6

528

1.64

1.27

5

黃土狀粉質(zhì)粘土

粉質(zhì)粘土

0.4

1.6～1.9

209

1.39

1.16

6

膨脹土

中砂

0.4

1.7～2.2

327

1.64

1.33

7〔3〕

填土

風(fēng)化巖

0.4

2.7～3.2

290

2.08

1.53

*

注漿比：實際注漿量與計算注漿量的比值**

單樁豎向極限承載力估算值根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ

94-94）算出3.2

微型樁與上部構(gòu)造的連接圖1

連接構(gòu)造1為確保上部構(gòu)造荷載可靠地傳遞到微型樁上，必須做好微型樁與上部構(gòu)造的連接。微型樁與上部構(gòu)造的連接普通有下列幾個：（1）

微型樁穿過原基礎(chǔ)：當(dāng)原基礎(chǔ)為鋼筋混凝土且基礎(chǔ)寬度較大時，微型樁可穿過原基礎(chǔ)，此時微型樁與上部構(gòu)造的連接如圖1所示。此種狀況下最佳在原基礎(chǔ)下通過二次灌漿或擴(kuò)孔鉆頭將該部分樁體擴(kuò)大。為確保新舊混凝土結(jié)合緊密，新澆承臺施工前，應(yīng)將原基礎(chǔ)表面鑿毛沖洗干凈后，刷界面劑或素水泥漿一度。插筋做法：先將原基礎(chǔ)上鉆孔，孔深普通為250~300mm，孔徑為25~30mm，清洗干凈后，向孔內(nèi)灌入環(huán)氧砂漿，再插入插筋。（2）微型樁在原基礎(chǔ)外側(cè)：當(dāng)建筑物原基礎(chǔ)為剛性基礎(chǔ)或原基礎(chǔ)寬度較小時，微型樁普通在原基礎(chǔ)外側(cè)，其與上部構(gòu)造的連接如圖2、3所示。為確保承臺梁與原圈梁之間結(jié)合緊密，承臺梁應(yīng)加入適量膨脹劑，同時施工中注意振搗緊密。

圖2

連接構(gòu)造2

圖3

連接構(gòu)造3微型樁的應(yīng)用實例

現(xiàn)在，微型樁重要應(yīng)用于下列幾個方面：（1）

建筑物增層；（2）建筑物改造；（3）

地基不均勻沉降事故解決；（4）岸（基坑）邊及地下洞室上方建筑物的基礎(chǔ)托換等。下面分別予以介紹：4.1

建筑物增層濟(jì)南鐵路客站現(xiàn)有候車室建于1958年，為二層建筑，平面為L形，層高均為6.6m，總建筑面積為4501.91m2。主體構(gòu)造為鋼筋混凝土內(nèi)框架，外砌承重磚墻。柱下采用100#塊石混凝土剛性單獨(dú)基礎(chǔ)，埋深為3.2m；磚墻下為漿砌條形基礎(chǔ)，埋深為2.7m。1992年在客站改建中，因功效需要，在其3.3m和9.9m高度處進(jìn)行室內(nèi)增層，變成局部四層的建筑物。在本次改造時，將原來的內(nèi)框架構(gòu)造改為框架構(gòu)造。由于增層使得原柱的內(nèi)力增大，原來的地基基礎(chǔ)不能滿足規(guī)定，采用微型樁對原基礎(chǔ)進(jìn)行托換解決，根據(jù)柱子所增加荷載的大小不同，選用兩種長度不同的樁：樁長7.0m，樁端作用在含姜石的粉質(zhì)粘土上；樁長11.0m，樁端作用在全風(fēng)化閃長巖上。整個工程共用154根微型樁對原地基基礎(chǔ)進(jìn)行了托換，滿足了上部構(gòu)造的規(guī)定。4.2

建筑物改造滕州市城鄉(xiāng)信用社營業(yè)樓原為兩層磚混構(gòu)造建筑，建于1982年，建筑面積為1102m2。底層為小開間辦公室，橫墻承重，預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋，二層為大空間會議室，屋面由鋼筋混凝土薄腹梁和預(yù)應(yīng)力空心板構(gòu)成，縱墻承重。毛石條形基礎(chǔ)，層層設(shè)有圈梁，底層層高為3.6m，1995年因功效需要將其底層改為大空間商業(yè)用房。該場地地基自基礎(chǔ)底面對下依次為人工填土、淤泥質(zhì)土、細(xì)砂和密實粗砂，厚度分別為6.2m、3.1m、2.4m、3.7m。由于建筑物建在填土之上，致使建筑物多處出現(xiàn)開裂。改造中采用底層框架替代原有墻體承當(dāng)二層樓面荷載。為確保建筑物用底層框架替代后盡量減少產(chǎn)生附加變形和應(yīng)力，必須控制新設(shè)框架柱下基礎(chǔ)的沉降和不均勻沉降。經(jīng)綜合考慮，采用微型樁基礎(chǔ)予以托換，微型樁樁長12m，樁端進(jìn)入粗砂層1.2m。改造完畢后，使用效果良好。4.3

不均勻沉降解決濟(jì)南洗衣機(jī)廠搪瓷車間建于1969年，為單層兩跨排架構(gòu)造，兩跨跨度均為12.0m，柱距為4m。邊柱下為毛石條形基礎(chǔ)，中柱下為鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)，基底標(biāo)高均為-1.15m。該車間原為金工車間，后改為搪瓷車間，室內(nèi)南側(cè)距邊柱縱軸0.5m處設(shè)有一寬為0.5m、深為1.0m的暖氣溝，溝內(nèi)設(shè)有自來水管，車間內(nèi)距暖氣溝0.5m處設(shè)一酸洗生產(chǎn)線。

地基持力層為非自重濕陷性黃土，厚度為1.1～3.7m，濕陷系數(shù)為0.041，起始濕陷壓力為114Kpa，其飽和土地基承載力原則值為105Kpa；由于不懂得該持力層為濕陷性黃土，故地基承載力取值較大(fk=180KPa)，而實際基底壓力高達(dá)206Kpa。暖氣溝內(nèi)自來水管受酸腐蝕破裂，水由暖氣溝滲入地基后，產(chǎn)生了較大的不均勻沉降，廠房處在極度危險的狀態(tài)。在施工場地極為狹小的狀況下（僅為一寬度1.0m的狹長走道），采用微型灌注樁對原基礎(chǔ)進(jìn)行托換，確保了廠房的安全。4.4

地下洞室解決濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司41號住宅樓主體為6層磚混構(gòu)造，鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深-2.25m，1996年建成使用。該建筑物東側(cè)一、二單元下有一廢棄防空洞斜向穿過，防空洞頂距地面約7.5m，洞高約為1.7m，洞寬約2.0m。由于防空洞未做任何防護(hù)解決，在下滲雨水浸泡下其頂部塌落，致使該樓東側(cè)一、二單元明顯向北傾斜，該建筑物外縱墻窗臺下多處出現(xiàn)斜向裂縫，頂層出現(xiàn)暖氣及自來水管道拉斷現(xiàn)象。經(jīng)8月12日至9月4日現(xiàn)場觀察，建筑物東側(cè)一、二單元該段時