魏 進(jìn)，米春榮，李文洲

（1.山東省建筑科學(xué)研究院有限公司，山東 濟(jì)南 250031；2.山東建科特種建筑工程技術(shù)中心有限公司，山東 濟(jì)南 250031；3.山東省組合樁基礎(chǔ)工程技術(shù)研究中心，山東 濟(jì)南 250031；4.濟(jì)南市組合樁技術(shù)工程研究中心，山東 濟(jì)南 250031）

0 前言

水泥土復(fù)合管樁是山東省建筑科學(xué)研究院有限公司等單位在靜壓管樁、水泥土攪拌樁、高壓旋噴等技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一中新型復(fù)合組合樁，汲取了高壓旋噴樁、水泥土攪拌樁、管樁等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有性價(jià)比高、整體造價(jià)低、承載力較高、直徑較大、容易施工、綠色等特點(diǎn)。

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

濟(jì)陽(yáng)力高未來(lái)城B3地塊位于濟(jì)南市濟(jì)陽(yáng)區(qū)緯二路南側(cè)，經(jīng)二路西側(cè)，該地塊東側(cè)為商業(yè)購(gòu)物中心，商業(yè)購(gòu)物中心地上四層，一層層高為5.9m，二至四層層高5.3m，設(shè)計(jì)檐口高度23.45m，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)；地下部分負(fù)一層層高5.2m，負(fù)二層層高3.7m。商業(yè)購(gòu)物中心地上總建筑面積30965m2，地下車庫(kù)總建筑面積27164m2。

1.2 地層條件

濟(jì)南市濟(jì)陽(yáng)區(qū)，地處黃河沖擊平原，黃河、徒駭河、土馬河穿境而過(guò)，水資源豐富，水資源豐富，主地貌單元屬?zèng)_洪積平原。B3地塊具體地層如下：①層素填土結(jié)構(gòu)松散，強(qiáng)度低，不宜作基礎(chǔ)持力層；②層粉質(zhì)黏土具中壓縮性，強(qiáng)度稍高，層位不穩(wěn)定，可作一般建筑物基礎(chǔ)持力層；③層粉土具中壓縮性，強(qiáng)度稍高，層位穩(wěn)定，可作一般建筑物基礎(chǔ)持力層；④層粉質(zhì)黏土具中壓縮性，強(qiáng)度稍高，層位穩(wěn)定，可作一般建筑物基礎(chǔ)持力層；⑤層粉土具中壓縮性，強(qiáng)度稍高，層位穩(wěn)定，可作一般建筑物基礎(chǔ)持力層；⑥層粉質(zhì)黏土具中壓縮性，強(qiáng)度稍高，層位穩(wěn)定，可作一般建筑物基礎(chǔ)持力層；⑦層粉土具中壓縮性，強(qiáng)度稍高，層位穩(wěn)定，可作一般建筑物基礎(chǔ)持力層；⑧層粉質(zhì)黏土具中壓縮性，強(qiáng)度稍高，層位穩(wěn)定，可作一般建筑物基礎(chǔ)持力層；⑨層粉土具中壓縮性，強(qiáng)度較高，層位穩(wěn)定，為良好地基土；⑩層粉質(zhì)黏土具中壓縮性，強(qiáng)度較高，層位穩(wěn)定，為良好地基土。

1.3 樁基設(shè)計(jì)

本地塊樁基安全等級(jí)為二級(jí)，建筑樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為二級(jí)。外圍水泥土樁采用抗硫酸鹽外加劑，水泥強(qiáng)度等級(jí)為42.5級(jí)，平均摻入量500kg/m3，水灰比0.8～1.5。

工程的±0.00標(biāo)高為絕對(duì)黃海高程22.00m。

車庫(kù)地下一層ZH1試樁的外圍水泥土樁徑為900mm，水泥土樁長(zhǎng)為21m，管樁類型為PHC-AB500-100，管樁長(zhǎng)17m，抗壓極限承載力為4700kN，抗拔極限承載力為800kN；工程樁的外圍水泥土樁徑為900mm，水泥土樁長(zhǎng)為18m，管樁類型為PHCAB500-100，管樁長(zhǎng)14m，抗壓極限承載力為4000kN，抗拔極限承載力為800kN，相對(duì)標(biāo)高從-5.6～-7.65，持力層在第9層粉土，共145顆樁。

車庫(kù)地下二層ZH2試樁的外圍水泥土樁徑為900mm，水泥土，樁長(zhǎng)為25m，管樁類型為PHC-AB500-125，管樁長(zhǎng)23m，抗壓極限承載力為5900kN，抗拔極限承載力為900kN；工程樁的外圍水泥土樁徑為900mm，水泥土樁長(zhǎng)為20m，管樁類型為PHCAB500-125，管樁長(zhǎng)18m，抗壓極限承載力為5000kN，抗拔極限承載力為900kN，相對(duì)標(biāo)高從-9.5～-12.15，持力層為第10層粉質(zhì)黏土，共338顆樁。

車庫(kù)地下二層ZH3試樁的外圍水泥土樁徑為900mm，水泥土樁長(zhǎng)為23m，管樁類型為PHC-B500-125，管樁長(zhǎng)19m，抗壓極限承載力為5100kN，抗拔極限承載力為1400kN；工程樁的外圍水泥土樁徑為900mm，水泥土樁長(zhǎng)為18m，管樁類型為PHCB500-125，管樁長(zhǎng)14m，抗壓極限承載力為4200kN，抗拔極限承載力為1400kN，持力層為第9層粉土，共283顆樁。

1.4 樁位布置圖（見(jiàn)圖1）

2 施工過(guò)程

2.1 施工準(zhǔn)備

（1）施工資料準(zhǔn)備。①勘察單位的巖土工程勘察報(bào)告；②設(shè)計(jì)單位的樁基工程施工圖紙及圖紙審核記錄；③機(jī)械單位的施工機(jī)械的各項(xiàng)性能指標(biāo)；④建設(shè)單位提供的預(yù)備施工區(qū)域的地下管線、地下構(gòu)筑物的基本信息；⑤相關(guān)資料規(guī)范包括JGJ/T 330規(guī)范等。

（2）施工技術(shù)準(zhǔn)備。①根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)樁基的位置，對(duì)樁基施工機(jī)械、生活區(qū)等進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃布置，安排好樁基機(jī)械的行走線路；②工程樁施工前應(yīng)進(jìn)行工藝性試驗(yàn)樁，以確定施工參數(shù)；③進(jìn)行技術(shù)交底、安全交底，做好培訓(xùn)教育活動(dòng)。

2.2 場(chǎng)地三通一平

施工機(jī)械正常施工前，即應(yīng)清除地下和空中障礙物，完成三通一平。B3地塊工地場(chǎng)地較小，地下障礙物如舊基礎(chǔ)等較多，采用挖掘機(jī)和破碎錘綜合處理后在進(jìn)行施工。

B3地塊的黏土層較多，故對(duì)平整后的場(chǎng)地平整度和標(biāo)高要求較高，應(yīng)滿足施工機(jī)械對(duì)于正常施工的要求，同時(shí)施工前地面標(biāo)高應(yīng)高出水泥土復(fù)合管樁設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高不小于1.0m。

2.3 測(cè)量放線定樁

根據(jù)建設(shè)單位和規(guī)劃部門提供的規(guī)劃控制點(diǎn)，嚴(yán)格參照設(shè)計(jì)單位的施工圖的樁位布置圖，計(jì)算樁位坐標(biāo)和軸線坐標(biāo)等數(shù)據(jù)，并且采用RTK、全站儀測(cè)放各主要樁位坐標(biāo)及軸線位置。

2.4 采用整體式施工機(jī)械機(jī)械，進(jìn)行就位、調(diào)平

在整體式施工機(jī)械機(jī)身位置安裝蘑菇頭等北斗打樁系統(tǒng)，技術(shù)人員計(jì)算出坐標(biāo)后，由樁機(jī)操作機(jī)長(zhǎng)利用平板中的打樁軟件，按照坐標(biāo)的位置，進(jìn)行樁點(diǎn)定位，整體式機(jī)械見(jiàn)如圖2所示。

水泥土復(fù)合管樁整體式樁機(jī)采用的是ZYJ800BⅡ型，具備水泥土樁施工和將管樁同心植入水泥土樁兩種功能。該樁機(jī)采用液壓靜力壓樁機(jī)，在操作臺(tái)和壓樁機(jī)中間設(shè)置樁架與樁架平行的鉆桿，鉆桿頂端設(shè)置高壓旋噴水龍頭、動(dòng)力頭，鉆桿底端設(shè)置直板型攪拌翅、噴嘴、鉆頭以及卷?yè)P(yáng)機(jī)。

2.5 水泥漿制備

整體式機(jī)械中，外圍水泥土中的水泥采用的水泥為P.O 42.5普通硅酸鹽水泥。按JGJ/T 330規(guī)范和設(shè)計(jì)文件，水泥水灰比應(yīng)為0.8～1.5，應(yīng)采用帶有重量計(jì)量的儀器，對(duì)水和水泥的配比重量進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，水泥漿和水應(yīng)按照符合要求的配比，在攪拌機(jī)里充分?jǐn)嚢杈鶆?，并進(jìn)行過(guò)濾，以篩掉大塊的渣滓。

圖2 整體式施工機(jī)械（圖片來(lái)源：作者自攝）

2.6 水泥土樁成孔作業(yè)

通電后，整體式機(jī)械先成孔水泥土樁，首先使動(dòng)，力頭運(yùn)作，保證鉆桿下沉并轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)提供高壓水泥漿、高壓空氣，保證高壓旋噴、強(qiáng)制攪拌和下鉆的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.7 同心植入預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁

采用整體式機(jī)械施工，在水泥土外樁成樁后，水平挪動(dòng)水泥土樁施工機(jī)具2m左右，由GPS和全站儀雙重定位，將靜壓管樁的夾具等進(jìn)行就位，利用全站儀和線墜調(diào)整管樁垂直度；在水泥土初凝前務(wù)必壓樁、焊接、送樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3 施工后檢測(cè)

力高未來(lái)城B3地塊商業(yè)體樁基工程由山東省建筑工程質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)中心有限公司進(jìn)行檢測(cè)，其中分別對(duì)樁的抗壓承載力、抗拔承載力、樁身完整性、水泥土強(qiáng)度等各自進(jìn)行檢測(cè)，并且檢測(cè)合格。其中因大型商業(yè)體荷載比較復(fù)雜，故商業(yè)體對(duì)單樁豎向抗拔承載力要求較高。

檢測(cè)儀器應(yīng)使用千斤頂，由試驗(yàn)反力系統(tǒng)提供支座反力，樁頂面應(yīng)平整并且具有足夠的強(qiáng)度，檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)圖3。

圖3 抗拔承載力現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)（圖片來(lái)源：作者自攝）

檢測(cè)加載分為10級(jí)，在每一級(jí)作用下，樁頂上拔量均小于前一級(jí)上拔量的5倍且樁頂上拔量遠(yuǎn)小于100mm，具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖4。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）水泥土復(fù)合管樁在大型商業(yè)體進(jìn)行了成功應(yīng)用，該地塊為沖擊平原，地層為粉土、粉質(zhì)黏土等軟土地基，該商業(yè)體樁型復(fù)雜，承載力多樣化，水泥土復(fù)合管樁根據(jù)相關(guān)規(guī)范，可以滿足設(shè)計(jì)的多項(xiàng)要求。

（2）水泥土復(fù)合管樁在施工過(guò)程中，采用成孔加靜壓管樁形式，采用整體式機(jī)械、保證了施工效率、施工安全和施工質(zhì)量。沒(méi)有噪聲，沒(méi)有擠土，沒(méi)有鉆孔灌注樁的泥漿排放和污染，能最大限度保護(hù)好環(huán)境，及保護(hù)周圍居民不被施工干擾。

圖4 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表

（3）水泥土復(fù)合管樁施工后的抗壓、抗拔承載力檢測(cè)和樁身完整性檢測(cè)均能完全符合設(shè)計(jì)和規(guī)范的相關(guān)要求，在節(jié)約成本的同時(shí)，提供最完整的質(zhì)量保證。為黃河流域的沖擊平原等軟土地基使用水泥土復(fù)合管樁提供了又一成功案例和多樣選擇。