1、工程概況

某城市綜合體由三棟寫字樓（分別48層、48層、24層）及其附屬商業(yè)裙樓組成。總建筑面積約350?600?㎡，其中商業(yè)街及商鋪面積約為67?000?㎡，辦公及商業(yè)為210?500?㎡；地下室2層、局部3層，建筑面積約73?100?㎡。基礎(chǔ)形式采用樁—筏形基礎(chǔ)，主體塔樓結(jié)構(gòu)由外圍20根鋼管混凝土柱、鋼筋混凝土核心筒及鋼筋混凝土梁共同組成框架—核心筒結(jié)構(gòu)體系（圖1）。基礎(chǔ)筏板頂面標(biāo)高為-9.050?m、局部降板頂面標(biāo)高-10.750?m，鋼管混凝土柱下樁基承臺(tái)尺寸為3?300?mm×3?300?mm×1?850?mm（圖2）。

圖1　核心筒與鋼管巨型柱承臺(tái)平面布置

圖2　鋼管巨型柱樁基承臺(tái)

2、施工難點(diǎn)

根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求該核心筒北側(cè)局部降板1.7?m，而該標(biāo)高段屬于粉質(zhì)砂土，同時(shí)地下水較為豐富，部分粉質(zhì)砂土遇水后形成流砂，造成北側(cè)降板區(qū)域4根樁頭在開挖過程中無法徹底清理，嚴(yán)重影響樁基承臺(tái)施工進(jìn)度，承臺(tái)質(zhì)量亦無法得到保證。若僅為局部降板處樁基承臺(tái)施工而采用大面積降水放坡，代價(jià)過高不利于施工成本目標(biāo)控制。

3、新型施工工藝

綜合上述各項(xiàng)因素，項(xiàng)目部擬采用預(yù)制混凝土套筒法進(jìn)行樁頭開挖及承臺(tái)施工。

3.1 預(yù)制混凝土套筒設(shè)計(jì)

在預(yù)制混凝土套筒設(shè)計(jì)需考慮以下幾點(diǎn)因素。

（1）與樁基承臺(tái)平面尺寸相匹配，這樣既可作為承臺(tái)支護(hù)結(jié)構(gòu)，又可起到承臺(tái)胎模作用。

（2）需考慮地下水位高度，以便確定套筒實(shí)際高度。

（3）需考慮塔式起重機(jī)吊裝起重能力，以便確定套筒壁厚。

（4）在初步確定套筒外形尺寸后進(jìn)行簡單土側(cè)壓力驗(yàn)算并適當(dāng)配筋。

通過上述分析，樁基承臺(tái)套筒尺寸及配筋采用如下參數(shù)（圖3）。

圖3?鋼管巨型柱樁基承臺(tái)

3.2 工藝流程

預(yù)制混凝土套筒工藝流程為：樁頭開挖→承臺(tái)第一次澆筑墊層→放出承臺(tái)平面位置并設(shè)置鋼筋樁→吊裝預(yù)制混凝土套筒→待底部墊層達(dá)到強(qiáng)度后在套筒周圍進(jìn)行回填并二次澆筑墊層→預(yù)制混凝土套筒內(nèi)抽水并清理樁頭周圍砂土→砌筑磚胎模至承臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3.3 工藝操作要點(diǎn)及原理

（1）測定承臺(tái)墊層底部標(biāo)高，進(jìn)行樁頭開挖（圖4）。

圖4?樁頭開挖

（2）初步挖至墊層底部標(biāo)高后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行墊層混凝土澆筑，以便壓住下部砂土并形成硬化面，測量工程師跟進(jìn)放出承臺(tái)四角位置并打鋼筋樁，為吊裝預(yù)制套筒做好準(zhǔn)備（圖5）。

 圖5?第一次澆筑墊層

（3）待墊層接近初凝階段，根據(jù)測量工程師工序定出的鋼筋樁位吊裝預(yù)制混凝土套筒，并利用套筒自重在承臺(tái)底部形成封閉空間，從而使周圍流沙不再侵入承臺(tái)內(nèi)部，為后期承臺(tái)內(nèi)部抽水清理砂土創(chuàng)造有利條件（圖6）。

圖6?預(yù)制混凝土套筒吊裝

（4）待底部墊層達(dá)到強(qiáng)度后進(jìn)行回填，并在套筒周圍進(jìn)行二次墊層澆筑，為砌筑磚胎模提供工作面（圖7、圖8）。

圖7?墊層二次澆筑

圖8?現(xiàn)場施工剖面示意

（5）承臺(tái)內(nèi)部因預(yù)制混凝土套筒而形成封閉空間，并利用高壓水槍沖刷樁頭后，人工配合泥漿泵清理內(nèi)部砂土淤泥達(dá)到一次清理標(biāo)準(zhǔn)，無須再擔(dān)心砂土侵入造成的多次反復(fù)清淤工作，節(jié)約了人工成本。

4、小結(jié)

實(shí)踐證明，采用上述預(yù)制混凝土套筒工藝可有效克服因地質(zhì)、高水位帶來的樁頭開挖以及樁基承臺(tái)施工過程中的種種難題，大幅度增強(qiáng)項(xiàng)目部工期履約能力。同時(shí)在人工成本與日俱增的市場背景下，利用混凝土材料替換部分高成本的磚胎模工藝，并避免了人工反復(fù)清理承臺(tái)內(nèi)砂土淤泥工作，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。