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在小(xiao)直(zhi)徑(jing)不銹鋼管樁施工(gong)中通過(guo)對(dui)不銹鋼管進(jin)(jin)行局部(bu)改造，代替(ti)鉆桿直(zhi)接正循環鉆進(jin)(jin)成樁(zhuang)，提(ti)高施工(gong)工(gong)效，降低(di)成本，建筑物(wu)保護效果較好。

1概述

某(mou)兩棟建筑位于武漢(han)市中山大道，始建于20世紀10~30年代，均為(wei)西(xi)洋古典式風(feng)格，屬于武漢市(shi)優秀(xiu)歷史建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)。設(she)計(ji)地鐵隧道從(cong)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)物旁邊穿過，隧道外邊距建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)物的最小(xiao)水(shui)平距離及垂直距離分別僅為(wei)1.12m及9.33m。根據相(xiang)關資料顯示，兩棟建(jian)筑物均(jun)采用的(de)是(shi)條石基(ji)礎，基(ji)礎埋(mai)深(shen)較淺(qian)，坐落于(yu)雜填(tian)土、淤泥質粘土之上，而隧道(dao)從基(ji)礎一(yi)側下穿，對周(zhou)圍土體擾動較大。為降低盾構(gou)隧道(dao)施工產生的(de)沉降對兩建(jian)筑的(de)影響，采用小(xiao)直(zhi)徑不銹鋼管樁(zhuang)對其基礎(chu)進行(xing)加固(gu)，取(qu)得了較好的保護效(xiao)果(guo)。

2工程(cheng)概(gai)況(kuang)

2.1設計概況。設計采用直徑130mm壁厚6mm不(bu)銹鋼管樁對其基礎進行(xing)加固。不銹鋼管樁距建筑外邊緣(yuan)1~2m，傾角65~90度，不銹鋼管樁間距0.25m，加(jia)固(gu)深度到達隧道(dao)底1m，距離管(guan)片最小距離≥1m，樁(zhuang)長17.1~27.2m，管(guan)內灌注M25水泥漿，管外(wai)空隙由出漿口溢漿充滿(man)。

2.2地質概況(kuang)。工程典型的土(tu)層分布(bu)為(wei)：①雜填土(tu)，層厚1.2~5m，稍密～中密狀態；②淤泥(ni)質(zhi)粘土，層厚(hou)2.2~3.1m，呈流塑～軟塑狀態；③粘土，層厚2.5~4.3m，呈(cheng)軟塑～可(ke)塑狀態；④粉(fen)質(zhi)粘土、粉(fen)土、粉(fen)砂互(hu)層，層厚3.6~6.1m，飽和，粉(fen)土呈中(zhong)密、粉(fen)砂(sha)呈稍(shao)密、粉(fen)質(zhi)粘土呈軟塑(su)～可塑(su)狀態；⑤粉(fen)砂(sha)，層厚3.4~11.8m，以粉砂(sha)為主，呈稍(shao)密~中密(mi)狀(zhuang)態(tai)；⑥粉細砂，層厚10.8~20.5m，呈中(zhong)(zhong)密狀態。隧道主要位于④粉質粘土(tu)、粉土(tu)、粉砂互層、⑤粉砂、⑥粉細砂這三層中(zhong)(zhong)，盾構掘進時(shi)容(rong)易對土(tu)層造成擾(rao)動，使地表沉降偏大。

3施工(gong)方案選擇

3.1初(chu)期方案(an)選擇。根(gen)據(ju)現(xian)場地(di)層情況，前期挑選出了三種(zhong)成孔工(gong)(gong)(gong)藝(yi)進行(xing)試驗(yan)：全套管鉆進、常規回轉鉆進、振動(dong)成孔鉆進，收(shou)集三種(zhong)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)的(de)施工(gong)(gong)(gong)數據(ju)后，對其進行(xing)對比分析見表1~3項。

綜(zong)合考慮(lv)環保(bao)、速度、成本、質(zhi)量等方面因素(su)，常規回轉鉆進方案最適用(yong)于此處施工小直徑(jing)傾斜(xie)不銹(xiu)鋼(gang)管樁。

3.2不銹鋼管(guan)代替鉆(zhan)桿鉆(zhan)進成(cheng)孔(kong)(kong)方案。在(zai)使用常規回轉鉆(zhan)進成(cheng)孔(kong)(kong)工藝期間，出現如下問(wen)題：

①成孔(kong)(kong)起(qi)拔鉆(zhan)桿后，由于(yu)傾斜孔(kong)(kong)，粉細砂(sha)層，容易塌孔(kong)(kong)、縮孔(kong)(kong)；②不銹鋼管(guan)接頭焊(han)接偏心和變(bian)形導致(zhi)不銹鋼(gang)管(guan)下放困難；③不銹鋼管焊接(jie)耗(hao)時(shi)過長。

為克服困難，對工藝進(jin)行了改進(jin)：將管樁的不銹鋼管(guan)接(jie)頭(tou)加工變為螺紋連(lian)接(jie)，并對(dui)首(shou)節不銹鋼管焊接(jie)鋼筋變為臨時鉆(zhan)頭(tou)，從而讓錨固鉆(zhan)機(ji)通(tong)過(guo)動(dong)力轉接(jie)頭(tou)，將(jiang)不銹鋼(gang)管正循環(huan)回轉(zhuan)鉆入預定深度即可，無需拔(ba)桿(gan)、下管。其(qi)工藝效果評價如上表第(di)4項所示。

4不(bu)銹鋼管代替鉆桿(gan)法不銹鋼(gang)管樁施工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝

4.1工藝流程。不銹鋼管加工→樁位放樣→探槽開挖→鉆機定位→跟管（引孔）鉆進→清孔→鉆機移位→水泥漿灌注→插入鋼筋→鋼筋砼冠梁制作

4.2不銹(xiu)鋼(gang)管加工(gong)。將壁厚6mm的覫130mm不銹鋼管(guan)加(jia)工(gong)成2m一根，兩端接頭(tou)分別車(che)(che)內絲(si)及外絲(si)，加工為矩形螺紋(wen)接頭(tou)。加工廠切割、車(che)(che)絲(si)后運入施(shi)工現場。加工動(dong)力轉接頭(tou)，使錨固鉆機動(dong)力頭(tou)通(tong)過(guo)轉接頭(tou)將扭矩及壓(ya)力傳至不銹(xiu)鋼(gang)管。

將首節不銹鋼管(guan)頭部的外壁(bi)上焊接4根覫(pang)12長100mm左右(you)的螺紋鋼，通過調整焊縫(feng)高度控制其開(kai)挖(wa)直徑在(zai)160mm，在內壁交叉斜向(xiang)點(dian)焊同(tong)型鋼筋。

4.3鉆機定(ding)位及鉆桿傾(qing)角控制(zhi)。如圖2所示，首先沿(yan)樁位(wei)軸線向外開挖2m深(shen)探槽，由于(yu)地下管線一般埋深(shen)不會超過2m，在探明無(wu)管線后方(fang)可(ke)進(jin)行下(xia)一步施(shi)工(gong)：

①在樁(zhuang)位左側外放0.5m及1.5m軸線，在相應樁位用紅油漆做上標記(ji)；

②在探(tan)明無管(guan)線后，將鉆機移至樁位處，鉆頭對準樁位；

③將(jiang)繩系錘(chui)球垂于外(wai)放1.5m樁(zhuang)位上，然后(hou)將視線對準外放0.5m樁位(wei)點(dian)，校準鉆機，通過三點(dian)一線(xian)確定鉆機方位(wei)和(he)鉆桿傾(qing)向。

用(yong)地質羅盤調整鉆桿傾角(jiao)：

①將羅盤(pan)測斜器上的游(you)標所指半圓刻(ke)度盤(pan)的讀數調整(zheng)為設定傾角θ；

②將羅(luo)盤豎起，以其長邊(bian)貼(tie)緊鉆桿(gan)，并與鉆桿(gan)軸(zhou)線平行，觀察測(ce)斜器上的長水(shui)(shui)準氣(qi)泡(pao)，調整鉆桿(gan)直(zhi)到水(shui)(shui)準氣(qi)泡(pao)居中(zhong)，代表鉆桿(gan)傾角調整到位。

傾角調整完畢后(hou)，前后(hou)移動鉆機，控(kong)制鉆桿到樁位外放0.5m控制(zhi)點水(shui)平距(ju)離為L，即鉆機鉆桿(gan)定位完畢。

4.4跟管(guan)鉆進(jin)。鉆機將不銹鋼管作(zuo)為鉆桿，采用常規正(zheng)循環回轉鉆進方法成孔(kong)至設計(ji)孔(kong)深。

4.5清孔。不銹鋼管鉆進至預定孔(kong)深后，將泥漿(jiang)切換為清水，通過正循環排出孔(kong)內泥漿(jiang)，并清洗孔(kong)壁。

4.6施工難點及注意事項

4.6.1受保護建筑物均為條(tiao)石基(ji)礎，需用(yong)PDC合金鉆頭引孔穿越條(tiao)石基(ji)礎層。

4.6.2考慮到(dao)鉆(zhan)機在移動過程中，鉆(zhan)桿傾(qing)向傾(qing)角(jiao)可能會發(fa)生變化。待鉆(zhan)機定位后，用垂球(qiu)和八角(jiao)羅盤進行復測并校(xiao)準。

4.7新舊施工工藝區別及優點。不銹鋼管代替鉆桿直接成(cheng)樁法相比傳統回轉鉆進不銹鋼(gang)管施工方法，有如下區(qu)別及優點：

4.7.1鉆機無(wu)需提鉆拔出鉆桿，節約了5~10min的鉆桿起拔時間；

4.7.2避免(mian)了(le)鉆桿(gan)拔(ba)出(chu)后的塌(ta)孔縮孔風險；

4.7.3由控(kong)制鉆桿傾角(jiao)變為直(zhi)接控(kong)制不銹鋼管傾角，提高傾角控制精準及成樁質(zhi)量(liang)；

4.7.4直(zhi)接省(sheng)去了(le)“安裝不(bu)銹鋼(gang)管”環節(jie)(jie)，使得每根(gen)樁節(jie)(jie)約20~40min時(shi)間。

4.7.5不銹鋼(gang)管就位后無(wu)需二次清孔

4.7.6施(shi)工(gong)工(gong)藝(yi)流程簡化，提高工(gong)效，減小施(shi)工(gong)風險(xian)。

5不銹(xiu)鋼管代替(ti)鉆桿法施工成本分析

采用不(bu)銹(xiu)鋼管代(dai)替鉆桿工藝(yi)相較普通(tong)回轉鉆機工藝(yi)，省去了起拔鉆桿、測(ce)試孔深、安裝不銹(xiu)鋼(gang)管、二次(ci)清孔等工序時間，將每(mei)根樁(zhuang)的成樁(zhuang)時間縮短了30~55min，使(shi)原來(lai)每根(gen)樁1.5~2h的施工時(shi)間縮短至1h左(zuo)右，同時(shi)還降低了鉆(zhan)進過程中的(de)事故(gu)發(fa)生率，使每臺鉆(zhan)機的(de)日成樁平均米數由原來的(de)105m/d，提升至200m/d，增至原(yuan)來的2倍(bei)左右。該工程(cheng)需施工不銹鋼管樁總長為11300m，在使用1臺(tai)鉆機情況下，采用(yong)不銹鋼(gang)管代替(ti)鉆桿(gan)法相(xiang)比傳統方法節約工期(qi)50天，實(shi)際(ji)節(jie)約(yue)成本40余萬元。

6結論(lun)與展望

在盾構機通(tong)過兩(liang)建筑物加(jia)固(gu)區時，盾構機出渣中(zhong)未出現不銹鋼管樁中(zhong)不(bu)銹鋼(gang)管碎片。在盾構機(ji)通(tong)過兩建筑物后(hou)，其觀(guan)測(ce)點最大累計(ji)沉(chen)降量分別(bie)為26.08mm及20.12mm，均小于累計變(bian)化量(liang)預警值的30mm。證明不銹鋼管代替鉆桿(gan)法施工得(de)不銹鋼管(guan)樁樁位(wei)控制精準，施工質量良好，建(jian)筑加(jia)固保(bao)護效果良好。

改進(jin)后的新工(gong)藝能夠有(you)效(xiao)提升施工(gong)效(xiao)率，加(jia)快施工(gong)進(jin)度，減小對加(jia)固建(jian)筑物及周邊(bian)環境的影響(xiang)，具(ju)有(you)較大的社(she)會效(xiao)益及經(jing)濟(ji)效(xiao)益，值得在基礎加(jia)固工(gong)程(cheng)中推廣(guang)應用。