预制混凝土套筒在桩基承台施工中的应用

1、工程概况某城市综合体由三栋写字楼（分别48层、48层、24层）及其附属商业裙楼组成。总建筑面积约350 600 ㎡，其中商业街及商铺面积约为67 000 ㎡，办公及商业为210 500 ㎡；地下室2层、局部3层，建筑面积约73 100 ㎡。基础形式采用桩—筏形基础，主体塔楼结构由外围20根钢管混凝土柱、钢筋混凝土核心筒及钢筋混凝土梁共同组成框架—核心筒结构体系（图1）。基础筏板顶面标高为-9.050 m、局部降板顶面标高-10.750 m，钢管混凝土柱下桩基承台尺寸为3 300 mm×3 300 mm×1 850 mm（图2）。图1核心筒与钢管巨型柱承台平面布置图2钢管巨型柱桩基承台2、施工难点根据结构设计要求该核心筒北侧局部降板1.7 m，而该标高段属于粉质砂土，同时地下水较为丰富，部分粉质砂土遇水后形成流砂，造成北侧降板区域4根桩头在开挖过程中无法彻底清理，严重影响桩基承台施工进度，承台质量亦无法得到保证。若仅为局部降板处桩基承台施工而采用大面积降水放坡，代价过高不利于施工成本目标控制。3、新型施工工艺综合上述各项因素，项目部拟采用预制混凝土套筒法进行桩头开挖及承台施工。3.1预制混凝土套筒设计在预制混凝土套筒设计需考虑以下几点因素。（1）与桩基承台平面尺寸相匹配，这样既可作为承台支护结构，又可起到承台胎模作用。（2）需考虑地下水位高度，以便确定套筒实际高度。（3）需考虑塔式起重机吊装起重能力，以便确定套筒壁厚。（4）在初步确定套筒外形尺寸后进行简单土侧压力验算并适当配筋。通过上述分析，桩基承台套筒尺寸及配筋采用如下参数（图3）。图3 钢管巨型柱桩基承台3.2工艺流程预制混凝土套筒工艺流程为：桩头开挖→承台第一次浇筑垫层→放出承台平面位置并设置钢筋桩→吊装预制混凝土套筒→待底部垫层达到强度后在套筒周围进行回填并二次浇筑垫层→预制混凝土套筒内抽水并清理桩头周围砂土→砌筑砖胎模至承台设计标高。3.3工艺操作要点及原理（1）测定承台垫层底部标高，进行桩头开挖（图4）。图4 桩头开挖（2）初步挖至垫层底部标高后应及时进行垫层混凝土浇筑，以便压住下部砂土并形成硬化面，测量工程师跟进放出承台四角位置并打钢筋桩，为吊装预制套筒做好准备（图5）。

图5 第一次浇筑垫层（3）待垫层接近初凝阶段，根据测量工程师工序定出的钢筋桩位吊装预制混凝土套筒，并利用套筒自重在承台底部形成封闭空间，从而使周围流沙不再侵入承台内部，为后期承台内部抽水清理砂土创造有利条件（图6）。图6 预制混凝土套筒吊装（4）待底部垫层达到强度后进行回填，并在套筒周围进行二次垫层浇筑，为砌筑砖胎模提供工作面（图7、图8）。图7 垫层二次浇筑图8 现场施工剖面示意（5）承台内部因预制混凝土套筒而形成封闭空间，并利用高压水枪冲刷桩头后，人工配合泥浆泵清理内部砂土淤泥达到一次清理标准，无须再担心砂土侵入造成的多次反复清淤工作，节约了人工成本。4、小结实践证明，采用上述预制混凝土套筒工艺可有效克服因地质、高水位带来的桩头开挖以及桩基承台施工过程中的种种难题，大幅度增强项目部工期履约能力。同时在