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在(zai)小(xiao)直徑不銹鋼管樁(zhuang)施工中通過對不銹鋼(gang)管進行局部改造，代(dai)替鉆(zhan)桿直接正循環鉆(zhan)進成樁，提(ti)高施工(gong)工(gong)效(xiao)，降低成本，建筑物保護效(xiao)果較好。

1概(gai)述

某兩(liang)棟建(jian)筑位于武漢(han)市中(zhong)山(shan)大道，始建(jian)于20世紀10~30年(nian)代(dai)，均為西(xi)洋古典式風(feng)格，屬于武漢市優秀歷(li)史建筑(zhu)。設計地鐵隧道從建筑(zhu)物旁邊穿過，隧道外(wai)邊距建筑(zhu)物的最小水平距離及垂直距離分別僅為1.12m及9.33m。根(gen)據相關資料(liao)顯(xian)示，兩棟建(jian)筑物均(jun)采(cai)用的是條(tiao)石(shi)基礎(chu)，基礎(chu)埋深較淺(qian)，坐落于雜(za)填土、淤泥質(zhi)粘(zhan)土之上，而隧(sui)(sui)道從基礎(chu)一側下穿(chuan)，對(dui)周圍土體(ti)擾動較大。為降低盾構隧(sui)(sui)道施工產生的沉降對(dui)兩建(jian)筑的影響(xiang)，采(cai)用小直徑不(bu)銹(xiu)鋼管樁對(dui)其(qi)基礎進行加固，取得了(le)較好的保護效(xiao)果。

2工程概況(kuang)

2.1設(she)計概況。設(she)計采用直徑130mm壁厚6mm不銹鋼管樁對其基礎進行加固。不銹鋼(gang)管樁距建筑外邊(bian)緣1~2m，傾(qing)角65~90度，不銹鋼管樁間(jian)距0.25m，加固深(shen)度(du)到達隧道(dao)底1m，距(ju)離管片最小距(ju)離≥1m，樁長17.1~27.2m，管內灌注M25水泥漿(jiang)(jiang)，管(guan)外空(kong)隙(xi)由出漿(jiang)(jiang)口溢漿(jiang)(jiang)充(chong)滿。

2.2地質概況。工程(cheng)典型的土層(ceng)(ceng)分布為：①雜填土，層(ceng)(ceng)厚1.2~5m，稍密～中密狀(zhuang)態；②淤泥(ni)質粘土，層厚2.2~3.1m，呈流塑(su)～軟塑(su)狀態；③粘土，層厚(hou)2.5~4.3m，呈(cheng)軟塑～可塑狀(zhuang)態；④粉(fen)(fen)質粘土、粉(fen)(fen)土、粉(fen)(fen)砂互層(ceng)，層(ceng)厚3.6~6.1m，飽和，粉土呈中密、粉砂(sha)呈稍密、粉質粘土呈軟塑～可塑狀態；⑤粉砂(sha)，層(ceng)厚3.4~11.8m，以粉砂(sha)為主(zhu)，呈稍密~中密(mi)狀態；⑥粉細砂，層厚10.8~20.5m，呈中(zhong)密狀態。隧道主要位于④粉(fen)質粘土、粉(fen)土、粉(fen)砂互(hu)層、⑤粉(fen)砂、⑥粉(fen)細(xi)砂這三層中(zhong)，盾構掘進時容易對土層造成(cheng)擾動，使(shi)地表沉降偏(pian)大(da)。

3施(shi)工方(fang)案選擇

3.1初期方(fang)案選擇。根(gen)據現場地層情況(kuang)，前期挑選出了三(san)種成孔工藝(yi)進(jin)行試(shi)驗：全(quan)套管鉆(zhan)進(jin)、常規(gui)回轉鉆(zhan)進(jin)、振動(dong)成孔鉆(zhan)進(jin)，收集(ji)三(san)種工藝(yi)的施工數據后，對其進(jin)行對比分析(xi)見表1~3項。

綜合考(kao)慮(lv)環保(bao)、速度、成(cheng)本、質量等方面因素，常規(gui)回轉鉆(zhan)進方案(an)最(zui)適(shi)用于此處施工(gong)小直徑傾斜不(bu)銹鋼(gang)管樁。

3.2不銹鋼(gang)管代替鉆桿鉆進成孔方(fang)案。在使用常(chang)規回轉鉆進成孔工(gong)藝期間，出現如下問題(ti)：

①成(cheng)孔起拔鉆(zhan)桿后，由于傾斜孔，粉細砂(sha)層，容(rong)易塌孔、縮(suo)孔；②不銹鋼管接頭焊接偏心和變形(xing)導致(zhi)不銹(xiu)鋼(gang)管下放困難；③不(bu)銹(xiu)鋼管焊(han)接耗時過長(chang)。

為克服困難(nan)，對工(gong)藝進行了改進：將(jiang)管樁的不銹鋼管(guan)接頭加(jia)工變為螺紋連接，并(bing)對首(shou)節不(bu)銹鋼管焊接鋼筋變為臨時鉆頭，從而讓錨固鉆機(ji)通過(guo)動(dong)力轉接頭，將不銹鋼管正(zheng)循(xun)環回轉鉆(zhan)入預(yu)定深(shen)度(du)即可，無需拔桿、下管。其工藝效果(guo)評價(jia)如上表第(di)4項所示。

4不銹鋼管(guan)代(dai)替鉆(zhan)桿法不(bu)銹(xiu)鋼管樁施工工藝

4.1工藝(yi)流程。不銹鋼管(guan)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)鋼管(guan)加工(gong)。將壁厚6mm的覫130mm不銹鋼管(guan)加工(gong)成2m一根，兩端接(jie)頭(tou)分別車內絲及(ji)外(wai)絲，加工為矩(ju)形螺紋接(jie)頭(tou)。加工廠切割、車絲后運(yun)入施工現場(chang)。加工動力轉(zhuan)接(jie)頭(tou)，使錨固鉆(zhan)機動力頭(tou)通過轉(zhuan)接(jie)頭(tou)將(jiang)扭矩(ju)及(ji)壓(ya)力傳(chuan)至(zhi)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)。

將(jiang)首節不(bu)銹鋼管(guan)頭(tou)部的(de)外壁上焊接4根覫(pang)12長100mm左(zuo)右的螺紋(wen)鋼，通過(guo)調整(zheng)焊縫高度控制(zhi)其開挖直徑在160mm，在內壁交叉斜向點焊同型鋼(gang)筋(jin)。

4.3鉆(zhan)(zhan)機定位及(ji)鉆(zhan)(zhan)桿傾(qing)角控(kong)制。如(ru)圖(tu)2所示，首(shou)先沿(yan)樁位軸線向外開挖2m深(shen)探(tan)槽(cao)，由(you)于地下管線一(yi)般埋深(shen)不會(hui)超(chao)過(guo)2m，在探明無管線后(hou)方可進(jin)行下一步施工：

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

②在(zai)探明無管線(xian)后，將鉆機移(yi)至樁位處，鉆頭(tou)對準樁位；

③將繩(sheng)系錘球(qiu)垂于外放1.5m樁(zhuang)位上，然后將(jiang)視(shi)線對準(zhun)外(wai)放0.5m樁位點(dian)，校準鉆(zhan)機(ji)，通過三點(dian)一(yi)線確定(ding)鉆(zhan)機(ji)方位和鉆(zhan)桿傾(qing)向(xiang)。

用地質羅盤調整鉆桿(gan)傾角：

①將(jiang)羅盤(pan)測斜(xie)器上(shang)的游標所指半圓刻度盤(pan)的讀數調整為設定傾(qing)角θ；

②將(jiang)羅(luo)盤豎起，以(yi)其長邊貼緊鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)，并與鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)軸線平行，觀察測(ce)斜器上的長水準氣泡，調整鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)直到水準氣泡居中(zhong)，代表鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)傾角(jiao)調整到位(wei)。

傾角(jiao)調整完畢后(hou)(hou)，前后(hou)(hou)移動鉆機，控制鉆桿到樁位外放0.5m控制點水平距離為L，即鉆(zhan)機鉆(zhan)桿(gan)定位完畢。

4.4跟管鉆進(jin)。鉆機將不銹鋼管作為(wei)鉆桿(gan)，采用常規正循環(huan)回轉鉆進(jin)方(fang)法(fa)成孔至設計孔深。

4.5清孔。不銹(xiu)鋼(gang)管鉆進(jin)至預(yu)定孔深后，將泥漿(jiang)切換為清水，通過正循環排出孔內泥漿(jiang)，并清洗孔壁。

4.6施工難點及注意(yi)事(shi)項

4.6.1受保護建筑物均為條石基礎，需用PDC合(he)金鉆頭引孔(kong)穿越(yue)條(tiao)石基(ji)礎層。

4.6.2考慮到(dao)鉆機在移(yi)動過程(cheng)中，鉆桿傾向(xiang)傾角(jiao)可能會發(fa)生(sheng)變化。待鉆機定位后(hou)，用垂球(qiu)和八角(jiao)羅盤進行(xing)復測并(bing)校準。

4.7新舊施工(gong)工(gong)藝區別及優點。不(bu)銹鋼(gang)管代替鉆(zhan)桿直接成樁(zhuang)法相比傳統回轉鉆(zhan)進不銹鋼管施(shi)工方法，有如下區別及優點：

4.7.1鉆機(ji)無需提(ti)鉆拔出鉆桿(gan)，節(jie)約了5~10min的(de)鉆桿起拔時間；

4.7.2避免了(le)鉆桿拔出(chu)后的塌(ta)孔縮孔風險；

4.7.3由(you)控制鉆桿傾角變為直接控制不銹(xiu)鋼(gang)管傾角，提(ti)高(gao)傾角控制精準及成樁質量；

4.7.4直接省去了“安裝(zhuang)不銹鋼(gang)管”環節，使(shi)得每根樁節約20~40min時間。

4.7.5不銹鋼管就位(wei)后無需二次清孔(kong)

4.7.6施工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝流程簡化(hua)，提高工(gong)(gong)效，減小施工(gong)(gong)風險。

5不(bu)銹鋼管代(dai)替鉆(zhan)桿法施工(gong)成(cheng)本分(fen)析

采用不銹鋼(gang)管代替鉆桿工藝相較普(pu)通回轉鉆機工藝，省去了(le)起拔(ba)鉆桿、測試孔深、安裝不銹鋼管、二次清孔等工(gong)序時間，將(jiang)每根(gen)樁的成樁時間縮短了(le)30~55min，使原來每根樁1.5~2h的施工(gong)時間(jian)縮短(duan)至(zhi)1h左右，同時還(huan)降低了鉆進過程(cheng)中的事故(gu)發生率，使每(mei)臺鉆機的日成(cheng)樁平(ping)均米數由(you)原來的105m/d，提升至200m/d，增至(zhi)原來的2倍左右。該(gai)工程需施工不銹鋼(gang)管樁總(zong)長(chang)為11300m，在使用1臺(tai)鉆機情況(kuang)下(xia)，采用(yong)不銹鋼管代替鉆桿法相比傳統方法節(jie)約工期50天，實際節(jie)約成本40余萬元。

6結論與展望(wang)

在盾構機(ji)通過兩(liang)建(jian)筑(zhu)物加固區時，盾構機(ji)出(chu)渣中未(wei)出(chu)現不(bu)銹鋼管樁中(zhong)不銹鋼(gang)管碎(sui)片(pian)。在盾(dun)構機通過兩(liang)建筑物后，其(qi)觀測點最大累計(ji)沉降量分別為26.08mm及(ji)20.12mm，均小于累(lei)計變化量預警值的30mm。證(zheng)明不銹鋼管代替鉆(zhan)桿法施工得不銹(xiu)鋼管樁(zhuang)樁(zhuang)位(wei)控制精準(zhun)，施工質量良好(hao)，建筑加(jia)固保護(hu)效果良好(hao)。

改進(jin)后的(de)(de)新工藝能夠(gou)有效提升施工效率(lv)，加快施工進(jin)度，減小對(dui)加固建筑(zhu)物及周邊環境(jing)的(de)(de)影(ying)響，具有較大的(de)(de)社會效益及經濟效益，值得在(zai)基(ji)礎加固工程中推廣應用。