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摘要：顶部加强型现浇混凝土薄壁管桩施工技术采用护筒跟进冲孔施工、回填粘土片石及液压挤扩支盘桩施工方法三种施工工艺。通过全程护筒跟进冲孔法确保成孔的垂直度，加强孔壁强度；通过回填粘土片石对溶洞进行封堵，防止后期浇筑混凝土时出现断桩现象；通过溶洞底部挤扩成扩大孔，形成桩身局部扩大，增加桩基与硬土层的接触，提高单桩承载能力。
关键词：岩溶地区；后扩支盘桩；施工技术
1 前言：
目前，国内已有现场浇筑混凝土薄壁管桩的施工机械和应用于软土地基加固的施工方法。然而，由于现浇混凝土薄壁管桩属于挤土类桩型，相邻桩沉管打设及桩机移动会对尚未初凝的混凝土桩身产生不利影响，即便在打桩顺序，装置贯入度等方面进行施工方案优化，仍然会出现桩顶区域桩身偏位，或断桩、桩体混凝土离析、薄弱夹层等病害，严重影响现浇薄壁管桩的成桩质量及承载性能。针对传统现浇薄壁管桩现场施工中存在的上述不足，提出了顶部加强型现浇混凝土薄壁管桩施工技术，很好的解决了上述难题。
2 工艺原理
本技术在传统现浇薄壁管桩施工技术基础上，加设一段2~3m的钢护筒与双沉管上部之外，钢护筒和外沉管之间配置一端波纹塑料套管；塑料套管和钢护筒底部嵌入上部预制桩尖上的限位槽内，一起压入地基土体内。钢护筒和塑料套管之间空腔内填筑具有缓冲作用的柔性排水体，可削减土体扰动对未初凝管桩的影响；塑料套管以内空腔在双沉管上拔后被混凝土自动填充，较之于下部桩身厚度有所增加，如图1-1、1-2所示。
图1-2 顶部加强型现浇混凝土薄壁管桩示意图
3 施工工艺流程
顶部加强型现浇混凝土薄壁管桩施工工艺流程如图1所示：
图2 顶部加强型现浇混凝土薄壁管桩施工工艺流程图
4 操作要点
4.1 场地固化、预留桩位孔
在平整场地后，采用清理施工场地产生的弃土与水泥拌合，均匀摊铺压实，形成固化土层（现场土质条件允许，可选择就地固化）。固化土层的厚度为500~800mm，固化土的7天抗压强度应大于0.8MPa，水泥掺入质量比为5%，如图3-1、3-2所示。
预留桩位孔直径可控制为1.2倍左右设计桩径，以经纬仪施放，并多次复核，确定设计桩位中心，桩位孔中心位置与其偏差不应大于 5 cm，在孔内用石灰标出桩体轮廓线。
图3-2 就地固化
4.2 施工装置组装
1 主体桩身施工装置组装
将下部预制桩尖放置至桩位孔内，矫正摆放位置，调整垂直度后适当压入土体。
2 上部桩身加强桩置组装
上部桩尖居中放置于桩位预留孔内，待主体桩身施工装置压入土体一定长度后，安置凸隼对位后带动上部桩尖下沉；再将波纹塑料套管和钢护筒嵌入上部预制桩尖上预留的限位槽内，钢护筒与内外沉管顶部标高保持水平，塑料套管略低于前述三者，防止装置下压过程出现偏移或破坏塑料套管，影响薄壁管桩上部桩身加厚段施工质量。
4.3 装置下沉
桩塔垂直偏差应小于1%，水平度应以水平尺控制，误差小于1%，如图4所示。
图4 振动沉管
4.4 填筑排水体
内、外双沉管及附属施工装置振动下沉至设计标高后，检查塑料套管是否与上部预制桩尖紧密嵌合。确认塑料套管底部未脱离桩尖后，向塑料套管外壁空腔内填充排水体，排水体以碎石、中粗砂为主，必要时可加入塑料排水带，以提高排水效果。填充至塑料套管顶部后，不可过度压实，以免削弱其缓冲作用。
4.5 浇筑桩身混凝土
采用混凝土分流器向双沉管内灌注混凝土，混凝土应以细石料为主，可以适当掺入减水剂，以提高腔体中混凝土流动性，并且利用混凝土分流器，避免管腔中混凝土浇注时的离析和厚薄不均，如图5所示。混凝土的配合比必须经有资质的试验室出具的配合比报告，所用的材料必须经检测合格，坍落度宜控制在6cm～8cm。
图6 空中补料
4.7 桩顶填补、插筋和设置排水管
双层管完全拔出后，清理可能进入排水体范围内的混凝土，并补充因振动密实、标高下降后的排水体。人工填筑管桩上部空缺部分混凝土，填筑高度与固化土层上表面齐平，且不漫过塑料套管顶部。
下半段开设花孔的排水管外包裹反滤土工布，在排水体内环向对称插入排水管，排水管上部露出高度必须大于桩顶盖板顶面设计标高。
4.8 浇筑盖板
根据盖板设计要求绑扎钢筋、支设模板，绑扎钢筋时注意与排水管保持距离，如图4.8所示。盖板浇筑可在所有管桩施工完成后统一进行，但必须预先在桩顶预留连接筋。
图4.8 支设盖板模板
5 效益分析
5.1 技术效益
本技术在传统振动下沉双沉管制作现浇薄壁管桩的技术同时，对部分技术进行合理革新。针对现浇薄壁管桩顶部桩头易破坏、成桩质量低等问题，重点考虑增大上部桩身壁厚，提高桩头承载性能。并通过在施工场地摊铺固化土层和上部桩身外侧设置环形柔性排水体的方式，减少机械行走、邻桩施工等产生土体扰动对未初凝桩体成桩影响。
本技术还利用上部预制桩尖贴合外沉管的特点，在双层管上拔时，可刮下外沉管侧壁的泥皮，有效抵制桩周土体带出地表影响薄壁空腔成型。桩体上部外侧的排水体不仅具有减小桩侧挤土效应的作用，还可削弱负摩阻力对桩体承载力的影响，提高地基承载力。
5.2 经济效益
采用本技术进行现浇薄壁管桩施工，具有施工速度快，单方混凝土承载力高、侧摩阻力大及抗弯性能好等优点，可有效加固地基，减少混凝土使用量和施工投入。施工完成的桩体整体为变截面形式（上部桩身较大），可挥不同层位土体承载能力，提高桩体承载性能，相对的可适当缩小管桩桩径或壁厚，减少施工材料和施工量。施工场地固化，提高了地基承载力，减少了施工机械设备移动时对下部土体的扰动，同时使人员、机械行走更顺畅，提高施工质量和效率，缩短工期。上部桩身外侧环向设置了排水体，在成桩后，排水体连通排水盖板，有助于桩基周围土体排水固结，提高地基承载力，可省去地基压缩固结工序。采用本技术邻桩施工对未初凝桩体影响小、沉管上拔不易带起泥皮，可减少桩头破坏、桩身变形等问题，成桩质量和成桩率，减少补桩和桩体修复投入，综合节省施工成本10%以上。
5.3社会效益
采用本技术施工顶部加强型现浇混凝土薄壁管桩，桩体质量可靠，桩顶不易破坏，负摩阻力对桩体承载力损耗小，形成的复合桩基可有效的抵抗建筑物不均匀沉降等危害，保障建筑物正常使用；本技术施工过程中基本不产生泥浆、水泥浆污染，场地提前固化，不易扬尘；装置下沉和上拔虽有振动，但经柔性排水体缓冲，基本不影响周围人群正常生产生活。
6 结论
顶部加强型现浇混凝土薄壁管桩施工技术适用于薄壁管桩现场浇筑施工，尤其适用于顶部加强型现浇混凝土薄壁管桩，可应用于软土地基加固处理。经过实际工程应用得到如下结论：
1 采用本技术施工的现浇薄壁管桩，桩体成桩质量可靠，邻桩施工挤土效应小，可充分发挥不同层位土体承载能力，上部桩身负摩阻力小，兼具排水固结处理功能。
2 本技术在桩基施工前，对施工场地进行了固化处理，可抵抗上部机械移动对土体产生扰动，机械行走平稳、快速、安全性高，并且可有效避免场地扬尘、泥泞等环境问题。
3 本技术施工的现浇薄壁管桩加厚了上部桩身桩壁厚度，减少桩上部结构施工时较大不均匀荷载对桩顶的破损，致使桩基承载力受到影响，另外因桩身整体为变截面，可较好的发挥不同层位地基土的承载能力。
4 在上部桩身外侧环向设置了一圈以碎石、中粗砂为主的柔性排水体，在薄壁管桩成桩阶段，对土体扰动具有一定的缓冲作用，可削弱邻桩施工的挤土效应。
5 套接于薄壁管桩加厚段桩身外的波纹塑料套管在管桩施工阶段为桩身浇筑提供了模板，隔离了混凝土与砂石垫圈与外侧砂石垫圈，防止排水路径堵塞；成桩后塑料套管与外侧砂石垫圈侧摩阻力较小，可减弱桩体负摩阻力区域对桩体承载力的影响。
6 本技术通过上部预制桩尖和钢护筒将塑料套管带入土体内，紧密贴合于外沉管的上部预制桩尖可在薄壁管桩施工用双沉管上拔时，抵制粘贴与管壁的泥皮被对出，防止混凝土灌注空腔变形，导致现浇薄壁管桩形状不合格，影响桩体承载性能。
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论文作者:王国棉1,陈怀伟2,陈少雄3
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/10
标签：薄壁论文; 混凝土论文; 管桩论文; 套管论文; 现浇论文; 水体论文; 塑料论文; 《防护工程》2018年第36期论文;