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摘要：本文介绍了广州市珠江新城核心区及兴盛路空中步行连廊系统工程施工总承包（标段一）B座连廓桩基础施工的方案选择、设计和施工过程，微型钢管桩在实际工程中实践中取得了比较理想的效果，说明其在城市复杂地质条件下基础施工中具有较大的技术和经济优势。
关键词：桩基础比选；微型钢管桩; 质量检验
Abstract: This paper introduces the Guangzhou Zhujiang New Town core area and prosperous Road Elevated pedestrian corridor system construction general contracting (section a) B seat with the selection, profile of pile foundation construction project design and construction process, micro steel tube pile practice in actual engineering has achieved ideal effect, shows that it has the technology and economic advantage in foundation construction under complex geological conditions in the city.
Keywords: pile foundation selection; micro steel tube pile; quality inspection
中圖分类号： TG262文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
本文以工程实例介绍微型钢管桩的施工应用情况，其作为一种“小径高强”桩在一些特定场合以其独特的优势开始逐渐受到设计人员的重视。对微型钢管桩的施工研究，对现场施工具有一定的指导意义。
1、工程概况
广州市珠江新城核心区及兴盛路空中步行连廊系统工程施工总承包（标段一）位于广州市天河区中轴线上，共七座空中二层连廊。连廊跨越已建成的冼村路、华成路、珠江大道西、花城大道、林和西路以及林和东路等道路，地下管线复杂，主要有通信光缆、煤气管道、自来水管道等，其中B座连廓横跨花城大道上空，并有三道桩基础位于珠空新城地下空间之中。
根据本工程岩土工程勘察报告，拟建场地勘察深度范围内地下水补给来源以降雨和侧向径流为主，属空隙潜水。稳定水位8.0米左右。
2、基础施工方案的选择
本工程基础方案有钻孔灌注桩、人工挖孔桩和微型钢管桩三种，各种方案有其优点和局限性。因此，选择合理的方案是保证下部基础工程质量和施工安全的关键。B座连廓天桥工程在深入掌握和研究已有工程地质、水文地质资料和周边环境条件的基础上，进行多种方案的分析，论证与优化，并着重考虑了以下因素：
B座连廓横跨花城大道，是高德国际公寓和西塔之间的二层空中连廓，此两座大厦地下空间范围很大。B座连廓的2号桩位于花城大道中间分隔带上，3号桩位于高德国际公寓与西塔地下空间相交的缝隙处。2号桩位要凿破花城大道防撞栏，其下部正好位于西塔地下空间腰梁旁边，原设计采用钢板桩支护+钻孔桩灌注施工，因有腰梁横穿而过，且腰梁不能破除，经设计验算，原钻孔桩单桩承载力为400KN，，而微型钢管桩的设计单桩承载力特征值为70KN，如果利用腰梁加上6根微型钢管桩的共同作用，则原设计单桩承载力也能达到设计要求，且可以利用这狭小的空间进行基础施工。同样，3号桩位于两地下空间之间，也可以利用地下室侧墙剪力和5根微型钢管桩的共同作用力形成一个下部基础。因此设定B座连廓2号桩和3号桩采用微型钢管桩施工。
这种桩基础具有以下优势：①能够利用复杂地质条件，见缝穿孔，解决大口径桩基础施工碰到的难点。②直径小，施工机械设备简单，成桩速度快。③钢管本身有较大的钢度和抗 剪强度，易于加工，可焊接，长度易于调节，可适用于不同的地下空间结构。 ④利用钢管桩能增强基础承台的整体稳定性，有效控制基础的沉降变形。
3、微型钢管桩施工工艺
1、微型钢管桩工艺参数
（1）桩径220mm，桩长18.5m（嵌固深度2.0m），桩间距0.5--1.0m，所用高频无缝钢管直径为168mm，壁厚10mm；钢管下部6米以下做成花管，每隔桩1m开一个10mm的孔，入岩范围内钢管均匀对称开一组孔，孔口尺寸40mm*200mm。桩顶高出承台底300mm。
（2）钢管内外灌M25水泥砂浆，水灰比不大于0.5,灌浆压力控制在0.6MPa。桩顶预埋钢筋4@12钢筋并伸入承台30d以上。
2. 施工工艺
2. 1微型钢管桩施工工艺流程
2.2 施工要点
（1）场地平整
处理在桩位附近高空和地下的障碍物。如影响邻近建筑物或构筑物的使用或安全时，应会同有关单位采取有效措施，予以处理。场地碾压平整，排水畅通，保证桩机的移动和稳定垂直。
（2）测放桩位
根据轴线放出桩位线，用木橛或钢筋头钉好桩位，并用白灰作标志，以便于施打。
（3）打试验桩
施工前必须打试验桩，其数量不少于1根。以实际施工过程确定桩长并校验打桩设备、施工工艺以及技术措施是否适宜。
（4）桩机就位：打桩机就位时，应对准桩位，保证垂直稳定，在施工中不发生倾斜、移动。斜桩要根据倾斜角度调整桩架和导杆，并且采取支顶和加固措施防止在施工过程变动和移位。
（5）成桩：施工采用普通地质钻机钻进，成孔直径220mm,水泥浆砂浆，强度等级M25，水灰比不大于0.5，注浆压力不大于0.6MPa.钢管桩桩端要求进入中风化岩约2米至3米，或入微风化岩0.5至1米。钢管采用φ168高频焊管，壁厚10mm，钢管底节设置出浆孔，即在底部加工2个V型缺口，并在桩顶6m以下范围每隔1米开2个直径20mm的小孔，上下排小孔呈对称正交布置。钢管接长采用丝扣对接，并且在接口外包2个于钢管同规格的半圆型钢箍焊，以确保质量。成桩后放入钢管图
（6）桩内取土、灌注水泥砂浆：在钢管桩打入到指定深度之后，经中间验收之后即可进行管内取土，取土过程不可对桩身垂直度造成较大影响。桩顶预埋钢筋在浇注水泥砂浆前进行，并与钢管固定。钻到设计标高后洗孔，用高水清除孔底沉渣，边清洗边用铁锤击打钢管，清洗完成后立刻进行灌浆。
2.3施工质量控制
（1）成孔质量
成孔质量主要是指孔径、孔深、桩孔倾斜度等应满足设计及有关规范技术要求，如质量控制不好，可能发生塌孔、缩径、桩端持力层与设计不符或发生桩孔偏移等问题。
（2）孔位、桩孔倾斜度的控制
场地平整后，根据施工图采用经纬仪和水平仪进行钻孔定位并编号，用钢管铺设排架固定，严格控制孔位与设计偏差在25mm以内。孔位确定后，按设计桩的倾斜度，调整钻架角度，在孔口设置定位钢管，以保证钻孔角度符合微型桩倾角要求.同时钻进过程中应对导杆角度进行测量，严格控制倾角偏差在1%以内。
（3）钻孔孔径控制
微型桩是先成孔再在孔内成桩，成孔孔径的大小直接关系到成桩的直径。为避免施钻过程引起的动应力影響相邻孔壁的稳定，施工时采用跳孔分批实施的方案。钻孔过程中针对不同地层的稳定情况，主要采用了干钻、套管钻进、调整钻进速度、复核钻头直径等钻进工艺来保证成孔孔径满足设计要求。
（4）桩长控制
设计微型桩作为一个复合共同受力结构，需要承受抗压，抗剪等应力，桩长穿过软弱面深入下部稳定地层，如桩长不足将达不到预期的效果。为控制钻进深度，钻架就位后及时复核钻具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的余长来校验成孔达到的深度。如孔壁稳定情况较差，提钻过程中碰撞了孔壁，将发生塌孔现象，并在孔底形成沉渣，则在下钢管前应对钻孔进行清孔，以保证桩长。
（5）成桩质量的保证
为确保成桩质量，除严格检查进场原材料的质量外，应控制孔内注浆的工艺。微型桩注浆采用孔底返浆法，每孔的注浆过程应连续一次完成。将注浆管连同钢管下放至孔底，在孔底进行注浆排水灌注，一般注浆压力不低于0.6-0.8MPa并应控制浆液的水灰比，以保证注浆饱满，密实。为防止发生断桩，夹泥，堵管等现象，要控制好灌注工艺及操作，有序的拔管和连续注浆是保证成桩质量的关键，灌浆速度应适宜，速度太快孔内水及灰浆不易排出，形成断桩;提拔注浆管时速度和力度均应适中，如注浆速度过快，提升幅度过大，水泥砂浆直接冲刷孔壁，形成孔壁土体塌落，导致桩身夹泥，这种现象在砂质地层尤其容易发生。
4、质量检验
（1）水泥浆应该做试块不同龄期的抗压强度试验，以检验注浆桩体的强度。每3-6根桩要留一组试块，以测定其抗压强度。桩身强度应符合设计要求。
（2）可以采用动测法检测其桩身完整性。
（3）采用静载试验及高应变法进行桩基础检测，确保单桩竖向承载力特征值达到设计要求。B座连廓由于条件限制，无法做静载试验和高应变试验。经过研究，决定采用单桩承载力反压试验，效果等同。（右图为单根钢管桩正在进行反压试验）
5、工程效果
B座连廊桩基础施工完成28天后，由于场地限制，抽取了中间一根微型钢管桩进行反压试验。(上图)结果表明，相应该的沉降量在20~40mm之间，单桩竖向承载力特征值达到70KN的设计要求。反压试验中，当荷载达到xxxkpa时， 桩顶上仅产生竖向变形，表明，桩仍处于弹塑性变形状态。从反压试验的P-S曲线可以断定单桩竖向承载力特征值达到设计要求。可见，微型钢管桩的单桩承载力达到设计要求。
6、结束语
本工程B座连廓采用微型钢管桩和地下空间结构组成的复合基础经过桥体的全桥静载检测和沉降监测，安全稳定。在城市中复杂地质条件下与钻孔灌注桩或人工挖孔桩方案相比，无论在技术上还是经济上都占有明显的优势，推广应用方面有很大的发展空间。
关键词：桩基础比选；微型钢管桩; 质量检验
Abstract: This paper introduces the Guangzhou Zhujiang New Town core area and prosperous Road Elevated pedestrian corridor system construction general contracting (section a) B seat with the selection, profile of pile foundation construction project design and construction process, micro steel tube pile practice in actual engineering has achieved ideal effect, shows that it has the technology and economic advantage in foundation construction under complex geological conditions in the city.
Keywords: pile foundation selection; micro steel tube pile; quality inspection
中圖分类号： TG262文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
本文以工程实例介绍微型钢管桩的施工应用情况，其作为一种“小径高强”桩在一些特定场合以其独特的优势开始逐渐受到设计人员的重视。对微型钢管桩的施工研究，对现场施工具有一定的指导意义。
1、工程概况
广州市珠江新城核心区及兴盛路空中步行连廊系统工程施工总承包（标段一）位于广州市天河区中轴线上，共七座空中二层连廊。连廊跨越已建成的冼村路、华成路、珠江大道西、花城大道、林和西路以及林和东路等道路，地下管线复杂，主要有通信光缆、煤气管道、自来水管道等，其中B座连廓横跨花城大道上空，并有三道桩基础位于珠空新城地下空间之中。
根据本工程岩土工程勘察报告，拟建场地勘察深度范围内地下水补给来源以降雨和侧向径流为主，属空隙潜水。稳定水位8.0米左右。
2、基础施工方案的选择
本工程基础方案有钻孔灌注桩、人工挖孔桩和微型钢管桩三种，各种方案有其优点和局限性。因此，选择合理的方案是保证下部基础工程质量和施工安全的关键。B座连廓天桥工程在深入掌握和研究已有工程地质、水文地质资料和周边环境条件的基础上，进行多种方案的分析，论证与优化，并着重考虑了以下因素：
B座连廓横跨花城大道，是高德国际公寓和西塔之间的二层空中连廓，此两座大厦地下空间范围很大。B座连廓的2号桩位于花城大道中间分隔带上，3号桩位于高德国际公寓与西塔地下空间相交的缝隙处。2号桩位要凿破花城大道防撞栏，其下部正好位于西塔地下空间腰梁旁边，原设计采用钢板桩支护+钻孔桩灌注施工，因有腰梁横穿而过，且腰梁不能破除，经设计验算，原钻孔桩单桩承载力为400KN，，而微型钢管桩的设计单桩承载力特征值为70KN，如果利用腰梁加上6根微型钢管桩的共同作用，则原设计单桩承载力也能达到设计要求，且可以利用这狭小的空间进行基础施工。同样，3号桩位于两地下空间之间，也可以利用地下室侧墙剪力和5根微型钢管桩的共同作用力形成一个下部基础。因此设定B座连廓2号桩和3号桩采用微型钢管桩施工。
这种桩基础具有以下优势：①能够利用复杂地质条件，见缝穿孔，解决大口径桩基础施工碰到的难点。②直径小，施工机械设备简单，成桩速度快。③钢管本身有较大的钢度和抗 剪强度，易于加工，可焊接，长度易于调节，可适用于不同的地下空间结构。 ④利用钢管桩能增强基础承台的整体稳定性，有效控制基础的沉降变形。
3、微型钢管桩施工工艺
1、微型钢管桩工艺参数
（1）桩径220mm，桩长18.5m（嵌固深度2.0m），桩间距0.5--1.0m，所用高频无缝钢管直径为168mm，壁厚10mm；钢管下部6米以下做成花管，每隔桩1m开一个10mm的孔，入岩范围内钢管均匀对称开一组孔，孔口尺寸40mm*200mm。桩顶高出承台底300mm。
（2）钢管内外灌M25水泥砂浆，水灰比不大于0.5,灌浆压力控制在0.6MPa。桩顶预埋钢筋4@12钢筋并伸入承台30d以上。
2. 施工工艺
2. 1微型钢管桩施工工艺流程
2.2 施工要点
（1）场地平整
处理在桩位附近高空和地下的障碍物。如影响邻近建筑物或构筑物的使用或安全时，应会同有关单位采取有效措施，予以处理。场地碾压平整，排水畅通，保证桩机的移动和稳定垂直。
（2）测放桩位
根据轴线放出桩位线，用木橛或钢筋头钉好桩位，并用白灰作标志，以便于施打。
（3）打试验桩
施工前必须打试验桩，其数量不少于1根。以实际施工过程确定桩长并校验打桩设备、施工工艺以及技术措施是否适宜。
（4）桩机就位：打桩机就位时，应对准桩位，保证垂直稳定，在施工中不发生倾斜、移动。斜桩要根据倾斜角度调整桩架和导杆，并且采取支顶和加固措施防止在施工过程变动和移位。
（5）成桩：施工采用普通地质钻机钻进，成孔直径220mm,水泥浆砂浆，强度等级M25，水灰比不大于0.5，注浆压力不大于0.6MPa.钢管桩桩端要求进入中风化岩约2米至3米，或入微风化岩0.5至1米。钢管采用φ168高频焊管，壁厚10mm，钢管底节设置出浆孔，即在底部加工2个V型缺口，并在桩顶6m以下范围每隔1米开2个直径20mm的小孔，上下排小孔呈对称正交布置。钢管接长采用丝扣对接，并且在接口外包2个于钢管同规格的半圆型钢箍焊，以确保质量。成桩后放入钢管图
（6）桩内取土、灌注水泥砂浆：在钢管桩打入到指定深度之后，经中间验收之后即可进行管内取土，取土过程不可对桩身垂直度造成较大影响。桩顶预埋钢筋在浇注水泥砂浆前进行，并与钢管固定。钻到设计标高后洗孔，用高水清除孔底沉渣，边清洗边用铁锤击打钢管，清洗完成后立刻进行灌浆。
2.3施工质量控制
（1）成孔质量
成孔质量主要是指孔径、孔深、桩孔倾斜度等应满足设计及有关规范技术要求，如质量控制不好，可能发生塌孔、缩径、桩端持力层与设计不符或发生桩孔偏移等问题。
（2）孔位、桩孔倾斜度的控制
场地平整后，根据施工图采用经纬仪和水平仪进行钻孔定位并编号，用钢管铺设排架固定，严格控制孔位与设计偏差在25mm以内。孔位确定后，按设计桩的倾斜度，调整钻架角度，在孔口设置定位钢管，以保证钻孔角度符合微型桩倾角要求.同时钻进过程中应对导杆角度进行测量，严格控制倾角偏差在1%以内。
（3）钻孔孔径控制
微型桩是先成孔再在孔内成桩，成孔孔径的大小直接关系到成桩的直径。为避免施钻过程引起的动应力影響相邻孔壁的稳定，施工时采用跳孔分批实施的方案。钻孔过程中针对不同地层的稳定情况，主要采用了干钻、套管钻进、调整钻进速度、复核钻头直径等钻进工艺来保证成孔孔径满足设计要求。
（4）桩长控制
设计微型桩作为一个复合共同受力结构，需要承受抗压，抗剪等应力，桩长穿过软弱面深入下部稳定地层，如桩长不足将达不到预期的效果。为控制钻进深度，钻架就位后及时复核钻具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的余长来校验成孔达到的深度。如孔壁稳定情况较差，提钻过程中碰撞了孔壁，将发生塌孔现象，并在孔底形成沉渣，则在下钢管前应对钻孔进行清孔，以保证桩长。
（5）成桩质量的保证
为确保成桩质量，除严格检查进场原材料的质量外，应控制孔内注浆的工艺。微型桩注浆采用孔底返浆法，每孔的注浆过程应连续一次完成。将注浆管连同钢管下放至孔底，在孔底进行注浆排水灌注，一般注浆压力不低于0.6-0.8MPa并应控制浆液的水灰比，以保证注浆饱满，密实。为防止发生断桩，夹泥，堵管等现象，要控制好灌注工艺及操作，有序的拔管和连续注浆是保证成桩质量的关键，灌浆速度应适宜，速度太快孔内水及灰浆不易排出，形成断桩;提拔注浆管时速度和力度均应适中，如注浆速度过快，提升幅度过大，水泥砂浆直接冲刷孔壁，形成孔壁土体塌落，导致桩身夹泥，这种现象在砂质地层尤其容易发生。
4、质量检验
（1）水泥浆应该做试块不同龄期的抗压强度试验，以检验注浆桩体的强度。每3-6根桩要留一组试块，以测定其抗压强度。桩身强度应符合设计要求。
（2）可以采用动测法检测其桩身完整性。
（3）采用静载试验及高应变法进行桩基础检测，确保单桩竖向承载力特征值达到设计要求。B座连廓由于条件限制，无法做静载试验和高应变试验。经过研究，决定采用单桩承载力反压试验，效果等同。（右图为单根钢管桩正在进行反压试验）
5、工程效果
B座连廊桩基础施工完成28天后，由于场地限制，抽取了中间一根微型钢管桩进行反压试验。(上图)结果表明，相应该的沉降量在20~40mm之间，单桩竖向承载力特征值达到70KN的设计要求。反压试验中，当荷载达到xxxkpa时， 桩顶上仅产生竖向变形，表明，桩仍处于弹塑性变形状态。从反压试验的P-S曲线可以断定单桩竖向承载力特征值达到设计要求。可见，微型钢管桩的单桩承载力达到设计要求。
6、结束语
本工程B座连廓采用微型钢管桩和地下空间结构组成的复合基础经过桥体的全桥静载检测和沉降监测，安全稳定。在城市中复杂地质条件下与钻孔灌注桩或人工挖孔桩方案相比，无论在技术上还是经济上都占有明显的优势，推广应用方面有很大的发展空间。