復(fù)雜地層人工挖孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用
關(guān)鍵詞：人工挖孔灌注樁，復(fù)雜地層，施工技術(shù)
一、前言
人工挖孔灌注樁具有施工簡單、現(xiàn)場成樁質(zhì)量容易控制、工期短、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，特別適合大型樁基設(shè)備無法進(jìn)場的山坡地采用。人工挖孔灌注樁在實(shí)際施工過程中會(huì)遇到地下水、流砂、軟土地基、超深開挖、有毒有害氣體等復(fù)雜地質(zhì)條件，需要采取不同的施工技術(shù)措施；本文結(jié)合某項(xiàng)目在復(fù)雜地質(zhì)條件下采用人工挖孔灌注樁的工程實(shí)踐，對(duì)復(fù)雜地層人工挖孔灌注樁的施工技術(shù)與難點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和探討。
二、工程概況
該項(xiàng)目是由不同結(jié)構(gòu)形式和使用功能的單體組成的住宅建筑群，占地面積2000余畝，總建筑面積約60萬平方米，該場地為丘陵坡地，場地內(nèi)地質(zhì)情況差異大，經(jīng)過現(xiàn)場土方調(diào)配平衡后，回填區(qū)設(shè)計(jì)采用人工挖孔灌注樁。人工挖孔灌注樁約21000根，設(shè)計(jì)樁長3-20米，樁直徑為800mm、1000mm、1200m、1500mm，砼強(qiáng)度等級(jí)C30。設(shè)計(jì)選用持力層為第6層中風(fēng)化泥巖層，入巖深度800mm，擴(kuò)底寬度150-400mm，該場地地質(zhì)勘探資料如表1
三、幾種復(fù)雜地層的施工技術(shù)
1、主動(dòng)降排水與施工順序相結(jié)合施工地下含水層
根據(jù)地下水量的大小及壓力具體情況進(jìn)行詳細(xì)分析，并采取相應(yīng)的措施；一、當(dāng)?shù)叵滤坎淮髸r(shí)，可選用潛水泵抽水，邊抽水邊開挖，成孔后及時(shí)澆筑相應(yīng)段的混凝土護(hù)壁，然后進(jìn)行下一段的施工；二、當(dāng)水量較大時(shí)，用施工孔自身水泵抽水，也不易開挖時(shí)，應(yīng)從流水滲入順序考慮，采取對(duì)周圍樁孔同時(shí)抽水，以減少開挖孔內(nèi)水量，并采取交替循環(huán)施工的方法，能達(dá)到很好的效果；三、臨湖建筑涉及到較大的承壓水，采用設(shè)置降水井的方法。本項(xiàng)目中有四棟單體建筑臨湖，其中一棟單體建筑，降水井布置通過計(jì)算確定，采用16口降水井沿基坑靠湖面單邊布置，施工降水井時(shí)采取鋼護(hù)筒護(hù)壁與井內(nèi)降水結(jié)合施工。通過井點(diǎn)降水保證了人工挖孔灌注樁順利施工完成。
2、主動(dòng)降排水與封堵結(jié)合施工流砂及流塑泥質(zhì)土層
人工挖孔灌注樁施工中的流砂現(xiàn)象包括粉細(xì)砂、粉土中的流砂和中砂層中顆粒產(chǎn)生的管涌。根據(jù)流砂形成機(jī)理，流砂形成必須有地下水流動(dòng)，產(chǎn)生動(dòng)水壓力，關(guān)鍵是既要降低地下水位，又要保證排水時(shí)不能攜帶泥砂。因此井管濾網(wǎng)和孔壁間處理特別重要，傳統(tǒng)方法采用用鋼筒護(hù)壁，但施工成本高；施工中我們采用草苫子這種廉價(jià)材料堆圍四周合圍處理，四周用鋼筋固定，并插入一定深度，后進(jìn)行開挖，支模澆筑護(hù)壁混凝土，即能保證有效濾水，又能保證不攜帶泥砂，實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)降排水與封堵相結(jié)合的措施，工序簡單、成本低、便于操作。
3、樁底托換加固措施施工局部復(fù)雜地質(zhì)部位
該項(xiàng)目處于市郊丘陵地帶，施工中部分部位出現(xiàn)未到持力層而很難繼續(xù)向下開挖施工的實(shí)際情況。根據(jù)房屋類別、結(jié)構(gòu)荷載及場地情況，會(huì)同設(shè)計(jì)等部門協(xié)商，對(duì)于別墅等結(jié)構(gòu)荷載比較小的低層房屋結(jié)構(gòu)局部采取了樁底托換加固措施。即樁孔底部設(shè)垂直密集鋼管樁，樁徑100mm，樁端到達(dá)持力層一定深度。采用小型鉆機(jī)成孔下入鋼管后注漿。樁底托換加固技術(shù)由于其結(jié)果都改變了原設(shè)計(jì)方案，最終單樁豎向承載力通過試驗(yàn)確定符合設(shè)計(jì)要求。
4、鋼管支護(hù)擴(kuò)大頭措施處理超深開挖
本工程中部分孔樁開挖到設(shè)計(jì)深度而未達(dá)到持力層，現(xiàn)場對(duì)局部進(jìn)行補(bǔ)勘，根據(jù)補(bǔ)勘結(jié)果分析該部位地質(zhì)情況，設(shè)計(jì)要求至少在強(qiáng)風(fēng)化泥巖層增加擴(kuò)大頭終孔，部分開挖深度達(dá)23米，基底擴(kuò)大頭750mm，樁徑1200mm，除保證通風(fēng)、坍塌等安全技術(shù)措施外，對(duì)基底擴(kuò)大頭進(jìn)行支護(hù)，采取Ø48鋼管支撐。為保證效果通過計(jì)算后確定采用4根鋼管支護(hù)，鋼管頂、底面加焊一塊300×300鋼板，以提高局部受壓能力，終孔后立即驗(yàn)收并澆筑樁芯混凝土。
5、停電報(bào)警撤離及全程通風(fēng)確保安全施工
由于土層中可能有腐殖質(zhì)物或鄰域腐殖質(zhì)物產(chǎn)生的氣體逸散到孔中，因此要預(yù)防孔內(nèi)有害氣體的侵害。施工下孔前10min把孔蓋打開通風(fēng)并進(jìn)行活體試驗(yàn)，如有異常氣味排除后方可作業(yè)，本項(xiàng)目實(shí)際施工時(shí)有多個(gè)孔洞在3.5米處出現(xiàn)活體檢測死亡的情況，經(jīng)過氣體抽樣檢測主要成份為二氧化碳和少量的氫氰酸，通過加強(qiáng)通風(fēng)及加裝停電報(bào)警系統(tǒng)，安全教育和停電及時(shí)撤離，有效地防止了中毒安全事故的發(fā)生。
6、護(hù)壁坍塌部位處理措施
人工挖孔灌注樁施工很容易發(fā)生護(hù)壁外圍泥砂塌落，甚至難以澆筑混凝土護(hù)壁。尤其遇到大量地下水，隨著護(hù)壁外圍泥砂大量塌落，混凝土護(hù)壁成為懸空狀態(tài)，失去支撐，進(jìn)而產(chǎn)生裂紋，直至斷裂、脫落。在施工時(shí)采取相應(yīng)措施：
�。�1）根據(jù)樁位布置情況，樁凈距小于2.5m的人工挖孔樁，采用間隔開挖，保證相鄰排樁跳挖的最小施工凈距大于4.5m，待相臨樁孔澆筑完后再開挖，既減小對(duì)土體的擾動(dòng)，又可起到阻水的作用。
�。�2）加密護(hù)壁豎向鋼筋，并讓鋼筋伸出20cm以上，與下一節(jié)護(hù)壁的豎向鋼筋及箍筋連成整體，然后再澆注成形，這樣護(hù)壁就不會(huì)斷裂脫落。
（3）在已成形的護(hù)壁上挖孔至砂土薄弱層，以充填、滲透和擠密的形式把灌漿材料充填到土體的孔隙中，以固結(jié)護(hù)壁外圍土體，保護(hù)壁周泥砂不塌落。壓力灌漿材料可選擇粉煤灰、早強(qiáng)型水泥混凝土、石灰粘土混合料等。
�。�4）部分樁體開挖后孔底出現(xiàn)坍塌，由于樁間距較近，底部坍塌范圍容易連成一片，增加了清理的難度，采用先回填后開挖，同時(shí)調(diào)整施工順序，間隔跳挖，有效處理了孔底出現(xiàn)坍塌的部位。
四、工程效果
1、該工程樁基礎(chǔ)施工計(jì)劃工期為90天，實(shí)際完成工期為82天，現(xiàn)場分三批次移交工作面，較好的滿足了工程施工進(jìn)度的需要。
2、施工過程中未出現(xiàn)安全傷亡事故，停電報(bào)警撤離及全程通風(fēng)措施有效防止中毒安全事故的發(fā)生。
3、人工挖孔灌注樁施工完成后按規(guī)范要求進(jìn)行相關(guān)檢測和試驗(yàn)符合規(guī)范要求。
五、結(jié)束語
隨著施工技術(shù)的改進(jìn)，人工挖孔灌注樁在有地下水、流砂層和淤泥質(zhì)土質(zhì)等復(fù)雜地層中得到應(yīng)用。但在地質(zhì)情況不良、易坍塌地段、開挖深度超深使用時(shí)，施工前應(yīng)進(jìn)行成樁試驗(yàn)論證，并制定完善相關(guān)應(yīng)對(duì)措施，防止產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟(jì)損失和安全事故。
參考文獻(xiàn)：
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[2]JGJ94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].
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