城市建筑Ｉ建筑论坛ｌ ＵＲＢＡＮＩＳＭ ＡＮＤ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ｌ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＡＬ ＦＯＲＵＭ 钢管压浆桩在某高层住宅基础加固工程中的应用 Ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｔｅｅｌ Ｐｉｐｅ Ｇｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｉｌｅ ｉｎ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｈｉｇｈ－ｒｉｓｅ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ■谭小刚■ＴａｎＸｉａｏｇａｎｇ 【摘要］本文以某高层住宅基础加固工程为例，分析了基 数据如表１所示。需要指出的是：本工程岩土《原 地基基础加固技术是保证地基稳定、提高地基 地勘报告》强风化板岩层桩端阻力特征值为 础沉降原因，并说明了钢管压浆桩在基础加固中的应用优 势和加固原理，讨论了钢管压浆桩的施工方法及其达到的 效果。 土的承载力从而减小房屋建筑的沉降以及不均匀沉 降的重要技术，而如何选择科学的基础加固方法是 有关技术人员需要考虑的问题。 一２ ０００ ｋＰａ，而《补勘报告》强风化板岩层桩端阻力 特征值为１ ２００ ｋＰａ；经过对人工挖孔桩进行质量检 验发现存在以下问题：第一，根据抽芯实验结果显 示，该桩身长度比设计尺寸短ｌ＿５ｍ；第二，部分桩 底沉渣厚度超过５０爪ｍ，不符合规范的要求；第三， 【关键词】钢管压浆桩基础加固房屋基础 、工程概况 某高层住宅楼为地面３２层、地下１层的现浇钢 ＩＡｂｓｔｒａｃｔ】Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｐｒ￣ｅｃｔ ｏｆ ａ ｌｌｉｇｈ－ｉｒｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｓ ｔｈｅ ｅｘａｍｐｌｅ．ｔｈｅ ｒｅ￣Ｏｕｓ ｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇ－ ｔｈｅｎｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｐｉｐｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｐｉｌｅ ｉｎ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ａｒｅ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ，ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｐｉｐｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｐｉｌｅ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｓ ｗｅｌ１． 筋混凝土剪力墙结构，采用人工挖孔桩基础，混凝 土梁、板、柱的设计强度等级为ｃ２５～ｃ４５，该工程 于２０１２年７月主体结构封顶，９月砌体砌筑完成， 经过沉降观测，发现至２０１２年１１月最大沉降量接 近５０ｍｍ，经过５个月的沉降后仍然不稳定，最大沉 部分桩身混凝土有离析现象，离析层厚度约为 Ｏ．４ｍ，离析层由砂、卵石和水泥组成，基本无胶结。 由于本高层住宅建筑基础在各个方向上尺寸是 对称的，因此正常情况下基础对地基土的作用力无 差别，而由于地基土本身力学性质有差异，导致其 对桩基础的承载力不同，再加上施工过程中导致的 降速率达到０．３１ ｍｍ／ｄ，在地下室顶板层梁、板、柱 的节点以及外墙处产生不同程度的裂缝。 二、基础加固方案设计 １．沉降原因分析 本工程勘查单位提供的地基土层物理力学性质 表Ｉ本工程岩土参数 桩基础本身质量问题，几个方面综合作用就导致各 桩基的沉降量不同，产生工程质量缺陷。 ＩＫｃｙｗｏｒｄｓ］ｓｔｅｅｌ ｐｉｐｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｐｉｌｅ，ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ， ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ 指标 地 层 承载力 特征值 ｆ （ｋＰａ） 固结快剪标准值 天然重度Ｙ （ｋＮ／ｍ ） 变形模量 Ｅ０（ＭＰａ） 压缩模量 Ｅｓ（ ａ） 凝聚力 Ｃ（ｋＰａ） 内摩擦角 中（度） 土体与锚固体极限 摩阻力标准值ｑｍ （ｋＰａ） 人工填土① 黏 土② 黏 土③ 黏 土④ 全风化板岩 （７０） １５０ ２２０ ２００ ３５０ ４５０ ２ ５００ １８．７ １８．６ １９．０ １８．４ １９．６ ２Ｌ ５ ２４．０ ｝ ｛ ｝ ２３＊ ３５半 ７０＊ ｝ （３．５） ５．Ｏ ７．５ ７．０ ｆ ｛ ｛ ｌ５ ２５ ３０ ２８ ３６ ｝ ｝ ｌ３ ｌ５ １８ １６ ２２ ｛ ７ ｌ８ ４５ ７０ ６０ ８０ ｌ５０ ３８０ ④一ｉ、⑤ 强风化板岩 ④一２、⑥ 中风化板岩⑦ 注：（１）采用上表数值时建议采用在和试验校核其承载力特征值，带“￥”的数据为经验值； （２）采用表中土体与锚固体极限摩阻力标准值ｑｓｋ值时应进行基本 试验校核。（３）表中人工填土层的指标地基处理时采用。 ２．加固方案选择 大大提升，另一方面结合了压浆技术，使得水泥浆 、 根据以上的分析，为防止扰动地基土，并综合 考虑地下室施工空间有限，本工程采用承载力特征 得以在高压的状态下不断渗入到周围土层中，大大 增强了桩身与周围土层的结合力，从而提高地基承 载力。钢管压浆桩的施工方式简单，由于钢管均为 预制配件，因此大大加快了施工进度，同时对施工 场合要求不高，即便在相对狭小的空间也可灵活操 作，施工过程中对周围地基土的扰动不明显，因此 尤其适用于加固已有建筑物的基础。 （２）钢管压浆桩施工方法 ～ 值为８００ ｋＮ的钢管压浆桩对原基础进行加固，钢管 桩施工后，塔楼范围承台改为在原地下室底板上增 加８００ ｍｍ的厚筏板，并于地下室增加剪力墙形成箱 型基础。 Ｉ Ｉ１．一— 一 １ 、—／ ３．钢管压浆桩基础加固方案 （１）钢管压浆桩法简介 钢管压浆桩是将钢管桩技术和压浆技术结合在 一钢管压浆桩加固基础的实质就在于将原来的基 础向地基传力转变为基础与周围土层共同向地基土 传力的复合基础，同时使基础本身向更深层的地基 传力，从而增加基础承载力，钢管压浆桩施工步骤 为： 起的复合地基处理技术，其主要是在根据设计方 案的要求，利用钻机钻出相应桩径和深度的钻孔后 将钢管放入其中，此过程也可直接采用带钻头的钢 管一次性完成钻孔和送桩工作，然后用高压泵将配 置好的水泥浆泵入到钢管内部，最后向管内部投入 连接铜垂 １）钢管制作 适当粒径的骨料成桩。根据持力层的不同可将钢管 压浆桩作为端承桩，亦可作为摩擦桩。 钢管压浆桩从本质上来说是用钢管代替了传统 钻孔灌注桩中的钢筋笼，一方面整体性更强的钢管 钢管材料采用Ｑ２３５Ｂ钢材，采用直焊缝钢管， 钢管需要接长连接时，上线两段钢管之间采用焊接 连接，外加钢套焊接，焊丝采用Ｅ４３系列焊条，其 接长结构如图１所示： 图１钢管接长大样 钢管，钢套焊接时，应沿着两侧对称同时施焊， 焊缝质量等级为三级，桩顶钢管与钢筋采用焊接连 接的方式，焊丝采用Ｅ４３系列焊条，连接方式如图 ２所示。 作为骨架，使得桩身的抗压强度、抗剪强度等指标 ２６５ ２）桩 Ｌ定位 按设计位置和间距定孔位，水平间距０．５ｍ，孔 位误差在±５Ｏｍｍ以内，要求钻孔作业场地平整，以 便钻机定位。 ３）钻孔 ６）泥浆清孔 用泥浆作为循环液进行清孔，清除孔底所有的 沉淀沙 和岩渣，可采用泵吸反循环方式清渣．直 至泥浆指标符合要求，要求泥浆的密度为１．１５～ １．２，黏度ｌ ７～２２ｓ，含砂率小于６％。 ７）放置钢管和石子 ８）注浆 水泥强度为４２．５．水灰比０．６，注浆压力０．６～ ０．８ＭＰａ，直至浆液溢出孔口，封孔，然后继续注浆， 收浆压力为２ ＭＰａ。 三、结语 钢管桩钻孔前，应根据甲方提供的施工范围内 的地下管线和临近建筑基础分布、埋深等情况，钻 孔时要保护地下设施，防【｝：破坏。钻孔采用湿作业 施工，预先挖好排水沟、沉淀池、集水坑，钻孔角 度偏差控制在±３ 以内。 采用钢管压浆桩加固高层住宅建筑的基础后， 将加工好的钢管放置于孔内，注浆管随钢管一 同下入 Ｌ内，距离孔底０．５～１ ｍ．钢管内外投放石 子．石子的直径为０．５～１．２ ｃｍ。钢管桩桩身的结构 如图３所示。 经过对桩基础进行抽样榆测静力荷载参数实验，得 出以下结论：经检测结果显示：基础承载力达到 ９Ｏ ｋＮ以上，半年的沉降量仅为１．４ ｍｉｌ左右．该住 宅建筑已有裂缝未见扩大趋势，且没有产生新的沉 降裂缝，可见通过钢管压浆桩对基础加固处理后可 有效解决已有基础沉降的问题。提高建筑的安全性、 适用性和耐久性，并且施工简单方便、成本低，是 一种值得广泛推广施用的基础加固方法。 参考文献 ［１］吴爱菊．钢管水泥压浆桩加固基础工程实例［Ｊ］． 浙江建筑，２００７。２４（４）：２５—２７． ［２］余忠辉，朱跃武，严明．小直径钢管桩在基础加固 工程中的应用［１Ｊ］．工程质量，２００２（４）：３３—３４． ［３］范晓东，周风魁，车睿．小径钢管压浆桩在地基基 础加固及托换技术上的应用［Ｊ］．科技成果纵 横，２００７（４）：７５—７６． ［４］何光成．小口径钢管压浆桩在岩溶地区的多层建 筑地基处理的应用［Ｉ１］．西部探矿工程，２０１３（３）： 翻２桩顶连接大样 ６—７． ４）护壁 （作者单位：广州市景森工程设计顾问有限公司长 沙分公司。长沙４１０００７） 钻孔时，为避免缩孔、塌孔等现象，加强软弱 土层的承载力，采用膨润土或黄士护壁，控制泥浆 的比重在１．０６～１．１ ５之间，泥浆护壁时采用泥浆泵 泵送泥浆，泥浆护壁难以成孔的地段采用钢筒钻进 护壁的方法，具体长度按照钻孔揭示土体实际情况 决定。 ５）钢管桩制作 按图纸要求进行钢管下料，钢管为中１９８ ｍｍ， 壁厚７ ｍｍ，钢管下端３ ｍ开出浆孔，孔径 ３０ ｍｍ， 便于进行孔底反压注浆，钢管桩制作前要进行清理 和除锈工作。 （上接第２６２页） ｊ！ｌ 图３桩身大样 子合金薄壁管上，严禁施工人员直接踩踏板筋或薄 壁管。 （７）在浇筑混凝土时，如发生ＧＢＦ高分子合金 薄壁管变形过大或破损的情况，应及时采用塑料布 或麻袋等进行封填处理，以抵抗混凝土对ＧＢＦ高分 子合金薄壁管的压力，以ＧＢＦ高分子合金薄壁管不 再变形或破损、漏入混凝土为准。 六、结语 （４）ＧＢＦ高分子合金薄壁管下的预留水电线管 盒应按划线预埋，为减少其对楼层断面的削弱，管 线盒应尽可能布置在腹肋位置，预埋管交叉点应布 置在肋内。竖向穿楼板管道宜先预埋套管。必要时 预埋管线处可将薄壁管断开或采用相应规格的ＧＢＦ 高分子合金薄壁管，以便让出管线位髓。 （５）排布ＧＢＦ高分子合金薄壁管时，按设计要 求，将其与最靠近的梁、柱、墙钢筋的净间距调为 ５０ ｍｉｌｌ左右，与预留孔洞的净间距调为９５０ ｍｍ。 （２）应安排工人随浇筑作业及时修补处理破损 的ＧＢＦ高分子合金薄壁管、调整钢筋及管的位置。 （３）应沿ＧＢＦ高分子合金薄壁管纵轴单向浇筑 混凝土，不宜做多点围合式浇筑。混凝土的塌落度 宜取１５～１８ ｃｍ（不宜小于１５ Ｃｆｌ）。振捣必须及时，ｉ ＧＢＦ高分子合金簿壁管现浇混凝土空心楼盖施 工的主要难点，在于防止薄壁管的位移及上浮及混 凝土的浇筑。对于这些问题．本项目部制定了切实 且均匀振捣，赶出混凝土中积存气囊、气泡，以保 证薄壁管底部混凝士充填密实。 （４）为防止在浇筑混凝土时因两侧压力不均导 可行的施工技术措施，并对管理人员及施工班组所 （６）ＧＢＦ高分子合金薄壁管的安装误差容许值 详见表２。 表２（；ｌｊＦ高分子合金薄壁管的安装误差容许值 ¨测闷列薄啭管中心线 薄壁髓 问距 簿蹙管 两平行度 丰¨邻薄壁许的最夫商缝 薄 静与墙、柱、梁ｆ．Ｊ￣ｈ 应顺直 ±ｌ５ ｍｉｌｌ ２Ｏ ｍｍ ２０ ｍｍ ±ｌ５１１１１１１ 致薄壁管发生位移，可用木楔在薄壁管间作临时定 位。但木楔在浇筑振捣后应及时拔除，不得遗留。 （５）浇筑时采用小型插入式（振捣棒直径 中３Ｏｆｉｌｍ）震捣，或配以小功率（１ ５００ＫＷ）平板震动 器协同振捣。插入间距一般为３００ ｍｍ，所有肋部必 须按规定间距振捣。不得漏振，不得将振捣棒直接 有操作人员进行了交底。在施工过程中针对上述问 题严格照章施工，保证了主体施工质量达到样板工 程标准。 参考文献 ［１］鲁春梅．现浇混凝土ＧＢＦ高强薄壁管空心楼板施 工［Ｊ］．施工技术，２００４（１２）：６９—７Ｏ． ［２］曾洪俊．现浇无梁空心楼板施工技术［Ｊ］．山西建 筑．２００７（１２）：１３９—１４０． 触压ＧＢＦ高分子合金薄壁管进行振捣。 （６）本工程空心楼盖的板厚主要为２５０ｍｍ，局 部为４５０ ｆｉｌｍ。前者可一次浇筑混凝土，后者宜分二 次浇筑混凝土。第一次将内模肋部混凝士浇至楼盖 厚度的１／２，待振捣密实后。再进行第二次浇筑。 ４．浇筑混凝土 （１）浇筑板面混凝土时，应在楼板上架空铺设 通道用于放置泵送管、转向接头、布料口支座等， 且禁止将施工机具直接压放在板面钢筋或ＧＢＦ高分 ［３］现浇混凝土空心楼盖结构技术规程［ｓ］． （作者单位：广东一新长城建筑集团有限公司 ５１０６００） ．２６６