軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法

軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法由廣州市恒盛建設(shè)工程有限公司、湖南長(zhǎng)大建設(shè)集團(tuán)股份有限公司完成的工法01形成原因操作原理質(zhì)量控制工法特點(diǎn)材料設(shè)備安全措施目錄030502040607環(huán)保措施應(yīng)用實(shí)例效益分析榮譽(yù)表彰目錄0908010基本信息《軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》是廣州市恒盛建設(shè)工程有限公司、湖南長(zhǎng)大建設(shè)集團(tuán)股份有限公司完成的建筑類(lèi)施工工法，完成人是陳衛(wèi)文、賴(lài)惠清、鄧迎芳、李和平、黃自強(qiáng)、李天成，適用于軟弱土層上，大面積滿(mǎn)布密集的管樁施工?！盾浫跬翆哟竺娣e滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》主要的工法特點(diǎn)是：控制壓速等工藝改良，有效地增大管樁內(nèi)部返土及控制擠土效應(yīng)。2011年9月，《軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》被中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部評(píng)定為2009~2010年度國(guó)家二級(jí)工法。形成原因形成原因中國(guó)有較多的沿海（江、河、湖）地區(qū)及濕地地區(qū)，淤泥層普遍較厚，承載力不足，這些地區(qū)進(jìn)行大型廠房等地面承載力高的建（構(gòu)）筑物在設(shè)計(jì)上多采用密集管樁基礎(chǔ)，對(duì)于在軟弱土層上大面積的密集管樁的施工，極易出現(xiàn)擠土效應(yīng)，主要表現(xiàn)為：后壓樁對(duì)先壓樁的擠壓，從而造成先壓樁的偏移、傾斜或隆起，或是造成周邊地面隆起及建（構(gòu)）筑物的開(kāi)裂，對(duì)管樁施工質(zhì)量及周邊環(huán)境影響的控制較為困難?！盾浫跬翆哟竺娣e滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》針對(duì)管樁的靜壓施工，著重采用新型樁尖及改良工藝以增加管樁內(nèi)部返土，同時(shí)控制施工部署及綜合采用外部措施來(lái)削弱擠土效應(yīng)，以達(dá)到規(guī)范施工、保證工程質(zhì)量及周邊環(huán)境安全的目的。

工法特點(diǎn)工法特點(diǎn)《軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》的工法特點(diǎn)是：1、采用設(shè)計(jì)的新型“鋸齒形筒狀開(kāi)口樁尖”（專(zhuān)利號(hào)：57），配合管樁自引孔、控制壓速等工藝改良，有效地增大管樁內(nèi)部返土。2、除工藝的改良外，系統(tǒng)地考慮施工部署，同時(shí)采取泄壓溝（孔）等措施，有效地控制擠土效應(yīng)。

操作原理適用范圍施工工藝工藝原理操作原理適用范圍《軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》適用于軟弱土層（淤泥、中砂等天然含水量過(guò)大、承載力低、在荷載作用下易產(chǎn)生滑動(dòng)或固結(jié)沉降的高壓縮性土層平均厚度占管樁樁身設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的1/3以上）上，大面積（一般在10000平方米以上）滿(mǎn)布密集（程度不小于100條/1000米或管樁以外徑計(jì)算的面積累計(jì)占場(chǎng)地面積6%以上或管樁樁心距平均不大于3米）的管樁施工（注：軟土厚度、施工面積、管樁密集程度等低于本范圍要求但擠土效應(yīng)明顯或控制要求嚴(yán)的工程，也可根據(jù)實(shí)際情況選用該工法內(nèi)的部分或全部指導(dǎo)性部署及工藝）。

工藝原理《軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》的工藝原理敘述如下：靜壓樁作為擠土樁，壓樁過(guò)程容易使軟土中超孔隙水壓力升高、周?chē)翆颖粔好懿D開(kāi)，使土體產(chǎn)生水平移動(dòng)和垂直隆起，可能令鄰近已壓入的樁產(chǎn)生上浮、偏移和樁身折斷；周邊土體也會(huì)因超空隙水壓力的不斷傳播和消失而蠕變，從而導(dǎo)致土體的垂直隆起和水平位移。對(duì)以上情況，主要從以下三點(diǎn)考慮：1、管樁下壓的擠土的方向雖然是向四周擴(kuò)散，但主要前鋒線(xiàn)是與施工方向一致且成扇形展開(kāi)的，所以在施工部署上，整體施工方向應(yīng)與擬擠土方向一致；此外，流塑狀態(tài)的軟弱土層的流動(dòng)是非常緩慢的，必須以保證有足夠的時(shí)間使得應(yīng)力消散，所以對(duì)每天的施壓量進(jìn)行控制。2、擠土量的多少，直接影響到擠土效應(yīng)的大小，而利用管樁開(kāi)口空心的特點(diǎn)，通過(guò)改良樁尖及工藝在樁內(nèi)盡量返土，從而使對(duì)周邊的擠土量減少。3、對(duì)余下不能內(nèi)部消化、必須擠向外部的泥土或水，采取阻攔上引的方法，利用場(chǎng)地內(nèi)及周邊的溝、孔，將擠土（水）在引至地表后排除，以保證對(duì)周邊的擠土效應(yīng)得到盡量的削減。

施工工藝《軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》的施工工藝流程見(jiàn)下圖。

施工工藝流程圖《軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》的操作要點(diǎn)如下：場(chǎng)地平整等施工準(zhǔn)備施工前，場(chǎng)地平整應(yīng)完成。由于軟土上行走大型樁機(jī)易塌陷、下沉，可在場(chǎng)地表面鋪設(shè)碎石，場(chǎng)地應(yīng)能保證樁機(jī)能正常就位及順利行走。同時(shí)，場(chǎng)地面應(yīng)設(shè)置通暢的施工道路，保證管樁的運(yùn)輸能夠到樁機(jī)近旁。臨時(shí)用電等按相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)置。

確定樁機(jī)數(shù)量樁機(jī)的數(shù)量由所需施工的管樁的數(shù)量及工期決定，該工法適用大面積區(qū)域的管樁施工，為利于應(yīng)力消散，在工期允許范圍內(nèi)一般允許不大于15條樁/機(jī)·天（按土層地質(zhì)流塑狀態(tài)的高低，可適當(dāng)降低或加快施工速度）的施壓量。若工期寬松，可按每臺(tái)樁機(jī)施工6000平方米或1200條的工作能力計(jì)算（一般在4臺(tái)以上）；若工期緊張，可按每臺(tái)樁機(jī)施工4000平方米或800條的工作能力計(jì)算。同時(shí)，場(chǎng)地面積及單向?qū)挾葘?duì)樁機(jī)數(shù)量可能有所限制，應(yīng)滿(mǎn)足樁機(jī)平面間距不宜低于30米（若同時(shí)施工的樁機(jī)過(guò)多過(guò)密，不利于樁施工擠土效應(yīng)的消散）。材料設(shè)備材料設(shè)備《軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》所用的材料及設(shè)備明細(xì)如下：材料管樁進(jìn)料應(yīng)綜合設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)、地質(zhì)資料及試樁樁長(zhǎng)來(lái)確定，單段樁樁長(zhǎng)一般為9~12米，短樁樁長(zhǎng)為3~6米。按照“15條/機(jī)·天”的施工能力，綜合樁機(jī)數(shù)量及工期進(jìn)行備料。此外，樁尖、接樁焊條等相關(guān)材料也應(yīng)按樁數(shù)相應(yīng)配備。

設(shè)備預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工方法主要為靜壓、錘擊以及振動(dòng)沉樁，其中靜力壓樁又可分為頂壓及抱樁壓。該工法主要適用于抱樁靜壓施工，根據(jù)施工方法的不同，選擇相對(duì)應(yīng)的樁機(jī)。樁機(jī)數(shù)量根據(jù)工程量及工期確定。樁機(jī)進(jìn)場(chǎng)后需進(jìn)行相關(guān)合格證查驗(yàn)及檢修。測(cè)量、泄壓溝開(kāi)挖所需全站儀、挖掘機(jī)等設(shè)備按分部工程所需配備，見(jiàn)下表。

質(zhì)量控制質(zhì)量控制《軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)管樁作為基礎(chǔ)工程的重要組成部分，施工質(zhì)量（含承載力、偏移及隆起偏差）按《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50202-2002要求。

質(zhì)量保證措施1、管樁、焊條等材料應(yīng)該要求進(jìn)行送檢，施工前做好材料質(zhì)檢。2、妥善保護(hù)好樁基軸線(xiàn)和標(biāo)高控制樁，不得碰撞和振動(dòng)，以免引起位移。3、在壓樁過(guò)程中要認(rèn)真記錄樁入土深度和壓力表讀數(shù)的關(guān)系，以判斷樁的質(zhì)量和承載力。當(dāng)壓力表讀數(shù)突然上升或下降時(shí)，要停機(jī)對(duì)照地質(zhì)資料進(jìn)行分析，判斷是否遇到障礙物或產(chǎn)生斷樁現(xiàn)象等。4、各節(jié)樁間的連接必須按圖紙要求進(jìn)行施工及檢測(cè)。5、超載壓樁時(shí)，一般不宜采用滿(mǎn)載連續(xù)復(fù)壓法，但在必要時(shí)可以進(jìn)行復(fù)壓，復(fù)壓的次數(shù)不宜超過(guò)2次，且每次穩(wěn)壓時(shí)間不宜超過(guò)10s安全措施安全措施采用《軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》施工時(shí)，除應(yīng)執(zhí)行國(guó)家、地方的各項(xiàng)安全施工的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守注意下列事項(xiàng)：1、場(chǎng)地內(nèi)基本安全措施、臨時(shí)用電安全等按照相關(guān)要求施行。2、做好場(chǎng)地內(nèi)坑洞（特別對(duì)于泄泥溝、孔），需進(jìn)行不少于1.2米的圍欄，由于溝孔隨時(shí)泄泥，邊坡和孔壁是不穩(wěn)定的，周邊按基坑頂部的要求處理（堆載區(qū)域及量）。3、樁施工前采用探測(cè)儀探明地下管線(xiàn)位置（包括泄壓溝位置），對(duì)施工有影響的電纜等，做好記錄標(biāo)記清楚。施工前向施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，現(xiàn)場(chǎng)指明并標(biāo)識(shí)地下管線(xiàn)位置，施工過(guò)程中由施工員和安全員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督指揮施工，確保壓樁不會(huì)影響管線(xiàn)。如管線(xiàn)較近，則應(yīng)采取防護(hù)措施，保護(hù)好管線(xiàn)不受影響。4、預(yù)制樁在起吊和搬運(yùn)時(shí)，必須做到吊點(diǎn)符合設(shè)計(jì)要求；設(shè)計(jì)未有要求的，必須進(jìn)行起吊驗(yàn)算。5、管樁口施工完成后用木板等覆蓋，盡量少的外露，并做好標(biāo)識(shí)。6、作業(yè)前應(yīng)檢查樁機(jī)等相關(guān)機(jī)械的性能及完好情況。7、壓樁作業(yè)時(shí)，非工作人員必須離樁機(jī)10米以外，任何人員嚴(yán)禁站在起重吊臂的正下方，其他人不得碰觸樁身，非操作人員不能進(jìn)機(jī)室機(jī)械司機(jī)在施工操作時(shí)，必須聽(tīng)從指揮信號(hào)，不得隨意離開(kāi)崗位。環(huán)保措施環(huán)保措施《軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》的環(huán)保措施如下：1、按照環(huán)保及文明施工的要求，對(duì)材料、固體廢棄物（含管樁樁頭、廢棄樁尖等）等要?dú)w類(lèi)存放。2、場(chǎng)地內(nèi)外泄泥溝、孔內(nèi)的泥水要及時(shí)清理運(yùn)輸，保持現(xiàn)場(chǎng)相對(duì)整潔。3、建筑垃圾（含泄出的泥水、廢管樁頭等）等的堆放和丟棄應(yīng)按政府部門(mén)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行管理，外運(yùn)泥土需將車(chē)輛沖凈后方許開(kāi)出工地。4、做好施工噪聲控制，對(duì)于夜間和午休時(shí)間作業(yè)，要與周?chē)用褡骱脺贤üぷ鳌?/p>

效益分析效益分析《軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》的效益分析是：經(jīng)濟(jì)效益1、由于擠土效應(yīng)的削弱，對(duì)先壓樁糾偏、復(fù)壓工作量的減少（含廢樁的材料損失）是該工法帶來(lái)的最大的直接經(jīng)濟(jì)效益。該部分經(jīng)應(yīng)用工程實(shí)踐，可達(dá)到減少總樁量約3%的二次工作量（含節(jié)省材料）。2、新創(chuàng)制的“簡(jiǎn)易鋸齒形開(kāi)口樁尖”相較于傳統(tǒng)B形樁尖用鋼量有所減少（特別對(duì)于直徑600毫米及以上的管樁，樁尖用鋼量可節(jié)省約1/3）。3、由于泄泥溝（孔）是與場(chǎng)地排水溝、灌注樁孔綜合考慮，增加費(fèi)用極少，與以上兩點(diǎn)帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)效益統(tǒng)籌考慮，可將管樁施工的綜合造價(jià)節(jié)省3.23%左右。4、由于二次工作量的減少，帶來(lái)了節(jié)省工期等的間接經(jīng)濟(jì)效益。5、由于對(duì)周邊環(huán)境的影響減少，節(jié)省了修復(fù)圍墻等構(gòu)筑物裂縫、清理周邊水域增排淤泥等費(fèi)用，是該工法帶來(lái)的不可忽視的間接經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例《軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》的應(yīng)用實(shí)例如下：《軟弱土層大面積滿(mǎn)布密集管樁靜壓施工工法》在“廣州南沙豐庭商務(wù)中心一期工程”、“東方電氣出?？诨厝诼?lián)合廠房二土建工程”、“同德新社區(qū)項(xiàng)目澤德花園二期A5、A6、F-4a、F-4b棟住宅樓工程”中得以應(yīng)用，工程基樁全部檢測(cè)合格。以“東方電氣出?？诨厝诼?lián)合廠房二工程”為例做介紹。

1、工程概況東方電氣出?？诨厝诠こ搪?lián)合廠房二土建工程主要為廠房±0.000以下工程，包括基礎(chǔ)工程（混凝土灌注樁、預(yù)制鋼筋混凝土管樁、承臺(tái)和地梁、地坪）及各類(lèi)設(shè)備基礎(chǔ)。根據(jù)鉆孔地質(zhì)資料，本場(chǎng)地地層自下而下，由人工沖填土層（Qml）、第四系海陸交互相沉積層（Qmc）、風(fēng)化殘積土層（Qel）及加里東期花崗片麻巖（Pt）組成：其中淤泥層分布廣泛，發(fā)育較厚，厚度13.10~24.40米，平均19.17米；飽和，流塑，局部混較多粉細(xì)砂或夾薄層淤泥質(zhì)粉細(xì)砂；另有局部中砂層存在，含少量泥