摘要:沖擊成孔施工作為一種傳統(tǒng)的樁基施工工藝,具有設備簡單、操作方便、不易塌孔和成樁質量好等特點,在高層房屋建筑及橋梁樁基施工中得到廣泛應用,主要適用于地層情況復雜、砂礫石層、堅硬巖層及巖溶裂隙地層。本文主要介紹了樁基工程遇人防空洞時,采用沖擊成孔工藝是一種行之有效的策略,并詳細闡述了工程中的施工難點和處理策略。

關鍵詞:人防空洞;沖擊成孔;施工難點

1 工程概況

南昌悅達家樂福購物廣場擬建于南昌市青云譜區(qū),位于井岡山大道與三店西路交叉口之西北角。樁基礎工程原采用反循環(huán)機械鉆孔灌注樁,總樁數(shù)為194根,樁直徑有700mm,800mm,900mm三種。因場地內有地下人防,大致分布于南北走向,北面較寬,南面長而窄,并且向南延伸至本場地以外。人防深度約為10~12m位置,防空洞高度約4.0—4.2m,頂板厚度約20cm。根據(jù)業(yè)主說明,防空洞已經(jīng)做過回填處理,但根據(jù)勘察情況反映,充填情況不好,也不能明確。經(jīng)努力,在地下人防位置上及附近有73根樁無法采用回轉鉆進成孔,根據(jù)這種情況,經(jīng)施工方與業(yè)主商討決定采用沖擊成孔進行鉆進。且與設計單位進行交流,設計將其中16根雙樁承臺樁變更為8根單樁承臺樁,共有65根樁采用了沖擊成孔工藝施工。

2 施工工藝的選擇

根據(jù)本工程的地質條件和工程特點,以及我公司在南昌地區(qū)以往的施工經(jīng)驗,為保證該工程順利完工,本工程地下人防位置的灌注樁采用沖擊鉆進成孔和水下導管混凝土灌注成樁的施工工藝。

沖孔樁工藝流程如下:

測量放線——護筒埋設——鉆機就位——沖孔——第一次清孔——鋼筋籠安放——第二次清孔——砼澆筑——成樁——移機就位下孔開鉆

3 主要施工難點及處理策略

3.1在采用沖擊成孔工藝施工時,主要存在以下施工難點:

(1)根據(jù)業(yè)主提供的《巖土工程勘察報告》和《地下人防補充勘察報告》,樁 基持力層為中風化砂巖,施工場地有地下人防,范圍較廣,地下人防位于地面下10-12米處見條石頂板,防空洞高度約4.0-4.2米左右,底板厚度20cm左右,走向為南北向,南面狹長型,主要集中在北面。根據(jù)業(yè)主說明,防空洞已經(jīng)做過回填處理,但根據(jù)勘察情況反映,充填情況不好,也不能明確。因此施工過程中遇防空洞時極易出現(xiàn)漏漿、護壁塌孔、孔斜、地面塌陷等諸多施工理由。

(2)由于場地地下防空洞呈條帶狀分布,處理防空洞時,需多次反復進行,沖孔孔徑、樁孔垂直度難以保證,特別是處理防空洞邊沿的樁時,錘頭沿頂板邊沖孔易發(fā)生樁身傾斜事故。

(3)混凝土灌注過程由于巨大的壓差可能導致防空洞斷面處被壓垮而導致混凝土面迅速下降,從而造成在防空洞位置上斷樁。

(4)遇到漏漿和塌孔情況相當嚴重的樁,可能需要采用鋼護筒下放到防空洞部位進行隔離,鋼護筒埋設的垂直度如何制約。

(5)在處理防空洞時間長短無法估算,施工工期難以把握。

(6)本次成孔為沖擊成孔,孔內沉渣主要靠泥漿濃度懸浮排出,應適時掌握泥漿濃度。

(7)沖錘的沖擊易使沖錘處已回填處理好的防空洞松動,造成防空洞處理不可預見性理由。

(8)二次清孔采用泵吸反循環(huán),雖然孔底沉渣干凈,但因反循環(huán)清孔導致泥漿比重過低,可能導致防空洞部位的護壁不穩(wěn)定而垮孔,導致成孔工作的二次反復。

3.2主要施工難點的處理策略

(1)施工前熟悉本施工場地巖土工程勘察報告,施工圖紙,把鉆孔中可能遇到的防空洞標示在樁位平面上,統(tǒng)計分析各樁位可能遇到防空洞的深度、洞高等登記造冊,分發(fā)各機長、質檢人員,以便在施工中心中有數(shù),有的放矢。

(2)各樁位施工前,應備足該樁位防空洞處理所需的水泥、石料、黃土、編織袋等材料,并在附近開挖足夠大的儲漿池儲備一定量的泥漿,在泥漿池上架設好泥漿泵和管線。

(3)施工過程中遇大量泥漿漏失,進尺較快,有明顯的吊錘的現(xiàn)象,此時,應及時停止沖擊,及時將錘頭提離孔底,并補充大量的泥漿,保護孔壁,觀察泥漿漏失速度,記錄詳細情況。假如補漿不足,應及時回填塊石和黃土水泥等材料,如發(fā)現(xiàn)孔壁塌坍嚴重,施工人員應迅速離開危險地段,使用大型挖機回填整個鉆孔。

(4)防空洞的處理方案:

根據(jù)樁位溶洞大小,在出現(xiàn)漏漿時需引起高度重視,漏漿分為防空洞漏漿和裂隙漏漿兩種情況。

防空洞漏漿:

a.一旦出現(xiàn)大量漏漿,將塊石、整袋粘土拋入孔內,在填粘土包時,分層加入一定量的整包水泥,回填高度超過漏漿位置高度。然后輕輕放下重錘擠壓塊石、粘土包及水泥包,使之充填防空洞和縫隙之中。再用重錘輕打,使水泥和粘土混合,形成水泥土漿。一但孔內成漿之后,需停工12h,待水泥土凝固,且具有一定強度,在樁孔周圍形成了一水泥土護壁層,在保證能正常向下施工時,再進行沖擊成孔。但施工時也可能出現(xiàn)一次填料不能形成穩(wěn)定或充實的孔壁,需進行二次或多次的充填直至形成穩(wěn)定的孔壁為止。

b.如上述策略仍不能解決,則需進行全孔回填,錘頭加大20~30cm重新成孔,同時下同徑的鋼護筒直至防空洞底板,具體處理策略根據(jù)現(xiàn)場情況與業(yè)主、監(jiān)理協(xié)商確定。

裂隙的漏漿,粘土可不必裝袋,可直接倒入孔內,水泥需整袋拋入,使其沉底,操作策略同上。

(5)樁孔的垂直度理由:首先要求設備必須安裝穩(wěn)固,調平、調直,在施工過程中每1-2m,質檢技術員應檢查鉆塔的垂直度。發(fā)現(xiàn)偏斜,及時糾偏,此時,應低錘(小沖程)沖擊,待通過該層后開始大沖程沖擊。

(6)孔底沉渣的制約理由:施工過程中注意泥漿濃度,根據(jù)不同地層采用不同的泥漿濃度,在保證護壁條件下,適量稀釋。勤撈渣,勤排漿,終孔時排渣徹底。

(7)灌注過程中防空洞穿孔的處理理由:在砼灌注過程中可能會產(chǎn)生混凝土側壓力過大,砼面會出現(xiàn)突然大幅下降,這種情況就屬于防空洞穿孔的現(xiàn)象,該種情況只能拔管重新成孔、灌注。

(8)泵吸反循環(huán)清孔盡可能不在防空洞部位的樁上使用,如果需要使用,泥漿比重不能太低,確保在1.2以上,另外清孔要保持水頭。

4 施工過程中應注意的 

(1)鉆機就位對好樁位中心點、調整鉆機水平必須經(jīng)現(xiàn)場質檢員檢驗同意后方可開鉆;鉆進過程中要經(jīng)常觀測鉆機水平,如鉆進出現(xiàn)傾斜應及時糾正。

(2)施工前弄清各個樁的具體情況,是否曾經(jīng)出現(xiàn)漏漿還是位于人防上。

(3)在場地中必須挖設較大的儲漿池,旁邊需架設好一臺泵,以便發(fā)生大量漏漿時能夠及時補漿。

(4)在鉆機旁備好足夠的水泥、石塊、黃土和編織袋等,并且是在挖機可以使用的范圍內,以便出現(xiàn)垮孔時能夠及時回填。

(5)現(xiàn)場出現(xiàn)漏漿、嚴重跨孔或意外情況時應首先保證人身安全;在確保人身安全的情況下進行事故處理。

(6)施工過程中遇大量泥漿漏失,進尺較快,有明顯的吊錘的現(xiàn)象時應及時停止沖擊,及時將錘頭提離孔底,并補充大量的泥漿,保護孔壁,觀察泥漿漏失速度,記錄詳細情況。

(7)注意現(xiàn)場泥漿比重和孔深的測量,切實弄清塌孔及回填的具體位置。發(fā)生局部塌孔時,回填3米左右。

(8)做好灌漿前的準備工作,包括挖機鋪路、鋪設鋼板等。

(9)孔底沉渣的制約理由:施工過程中注意泥漿濃度,根據(jù)不同地層采用不同的泥漿濃度,在保證護壁條件下,適量稀釋。勤撈渣,勤排漿,終孔時排渣徹底。

(10)二次清孔采用泵吸反循環(huán),專門安排清孔班組。清孔時根據(jù)具體情況,如嚴重塌孔則盡量不采用泵吸反循環(huán),采用正循環(huán)清孔,泥漿不能太稀,比重應在1.2-1.3之間,并確保沉渣滿足要求,保證沉渣厚度≤50mm。

(11)灌注過程中防空洞穿孔的處理理由:在砼灌注過程中可能會產(chǎn)生混凝土側壓力過大,砼面會出現(xiàn)突然大幅下降,這種情況就屬于防空洞穿孔的現(xiàn)象,該種情況只能拔管,重新成孔、灌注。所以灌注時應經(jīng)常測量砼面高度,做到心中有數(shù)。

5 結束語

隨著城市建設的發(fā)展,人民生活水平 的提高,越來越多的舊城老區(qū)等無法滿足現(xiàn)代化的城市需要,在這些舊城改造當中,會遇到各種各樣的理由,一旦遇到了人防空洞時,可以考慮采用沖擊鉆孔施工工藝。沖孔灌注樁是一項質量要求高、施工工序多,并須在一個短時間內連續(xù)完成的地下隱蔽工程。只要在開工前認真做好各項施工準備工作,建立好完善的施工管理制度,認真考慮到各種可能出現(xiàn)的理由及復雜情況,就可以保證工程順利的完成。