遇含水率極低采用疏松樁孔注水法施工的探索

巢建國

(山西省臨汾市堯天建設(shè)監(jiān)理有限公司，山西臨汾 041000)

樁基施工是設(shè)計單位依據(jù)地質(zhì)勘察文件及相關(guān)技術(shù)規(guī)范，采用相適應(yīng)的方案確定的地基處理方法，汾河領(lǐng)域采用灰土擠密樁消除濕陷性較為廣泛。依據(jù)JGJ 79-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范要求地基土層含水率低于12%時，應(yīng)向地基打孔注水洇滲補水增濕。

1 工程地質(zhì)概況

本工程場地土共分為6層，詳見表1。

表1 某工程場地巖土參數(shù)表

傳統(tǒng)的地基基礎(chǔ)注水施工，一般施工方法是在地基處理前基礎(chǔ)整體注水。操作方法是用機械洛陽鏟按照等邊三角形布置均等間隔距離與深度，挖孔向地下注水洇滲，注水后洇水過程根據(jù)地質(zhì)情況一般約在10 d～15 d，再用石子回填。該方法優(yōu)點是注水洇滲效果較好。缺點是建設(shè)投資大、工期長、注水補充水量難以較精確的控制達到最佳含水率。

本工程地基條件土層中含鈣質(zhì)結(jié)核與硬干質(zhì)膠泥，砂土層面積、體積大小不同、層厚度分布不均等，土質(zhì)疏松軟硬不一，含水率極低時樁機成孔難易程度不一。采用以上方法既增大建設(shè)資金投入又延長工期。故不宜采用以上方法，應(yīng)采用打孔注水洇滲補水增濕法。

2 樁位鉆孔注水施工法

該方法已經(jīng)在山西省臨汾市新建堯都區(qū)第二人民醫(yī)院工程項目中初步試驗成功。施工過程中由于施工單位工程技術(shù)人員不懈的努力和大膽的技術(shù)創(chuàng)新，試驗達到了預(yù)期目的。

經(jīng)試驗證明采用深層攪拌鉆機采用三翼鉆頭鉆孔疏土，孔徑在280 mm～300 mm，采用泵送注水法配合作業(yè)，在鉆孔過程中同時開啟注水泵送水，10 kg～12 kg壓力的水沿鉆桿至鉆頭出水孔噴射入孔壁，對孔壁進行噴射增濕。

具體數(shù)據(jù):1)注水率一般控制在22 L/m～24 L/m左右(在地基土含水率12%以下)。2)鉆孔注水一般控制在小于有效樁長的20%。3)注意本操作方法不考慮成樁后的承載力，因為地質(zhì)土多為粉質(zhì)土。在齡期達到時經(jīng)檢測試驗機構(gòu)檢測承載力、樁間土擠密系數(shù)、達到完全消除濕陷性的目的，符合設(shè)計及JGJ 79-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范，JGJ 106-2003建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范的要求，樁體的灰土鈣化狀態(tài)優(yōu)良即可有效的控制注水量，降低建設(shè)成本、縮短工期。本方法優(yōu)點是注水洇滲效果好，經(jīng)鉆過的樁孔打樁成孔容易，提高或保障了施工進度。缺點是設(shè)備數(shù)量增加，費用相應(yīng)的有所增加，一般每延米8元～12元之間。

3 施工效果比較

3.1 傳統(tǒng)的打樁施工

需要注水洇滲的齡期應(yīng)在15 d～25 d，根據(jù)土層的特性與含水率的情況確定，或時間更長才能確保樁間土含水率基本均勻后開始打樁施工。

1)工期延長:注水滲透時間長，等待時間延長。2)成本投入較大:打樁次數(shù)多，人、機、材消耗大。3)注水補充水量難以較精確控制達到最佳的含水率。

3.2 鉆孔注水法施工

1)工期短:注水與成樁可采用階梯步距施工。2)成本投入較小:減少了打樁頻次，一般在25錘～28錘成樁。3)鉆孔注水量容易控制，可達到最佳的含水率。4)極大的減少了設(shè)備的損壞和維修，降低了機械和人工成本。5)技術(shù)角度容易掌握。

4 檢測檢驗結(jié)果

4.1 第一次檢測

試樁在注水洇滲成樁滿10 d檢測結(jié)果:達到設(shè)計要求，為合格值。

1)樁基檢測基本概況見表2。

表2 樁基檢測表

2)堆積載荷試驗結(jié)果。根據(jù)野外原始數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，試驗結(jié)果見表3。

表3 復(fù)合地基載荷試驗結(jié)果匯總表

由試驗結(jié)果來看，沉降量不大，而且P—S曲線平緩，無明顯陡降。綜合分析，該場地復(fù)合地基承載力特征值為200 kPa。

3)檢測探井及土工試驗。a.檢測探井:采用人工挖掘，人工刻塊法采取土樣，土樣等級為Ⅰ級，取土間距1.0 m、井深均為4 m。b.土工試驗:所有土試樣均作常規(guī)試驗和濕陷性試驗，試驗前校核儀器，并按GB/T 50123-1999土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)要求進行測試。經(jīng)計算求得樁間土的平均擠密系數(shù)為0.926，樁體土的平均壓實系數(shù)為0.933。在樁長深度范圍內(nèi)均已達到消除濕陷性的目的。

4)結(jié)論。a.本場地復(fù)合載荷試驗2點，承載力特征值為200 kPa，滿足設(shè)計要求。b.本場地檢測探井2個，TJ1，TJ2在樁長深度范圍內(nèi)均未達到消除濕陷性的目的。樁間土的平均擠密系數(shù)為0.926，樁體土的平均壓實系數(shù)為 0.933。

4.2 第二次檢測結(jié)論

試樁在采用注水洇滲成樁滿14 d后檢測結(jié)果:TJ1濕陷性系數(shù)不大于0.015，濕陷量小于48 mm;TJ2濕陷性系數(shù)不大于0.015，濕陷量小于49 mm。在樁長深度范圍內(nèi)達到了消除濕陷性的目的，滿足設(shè)計要求。

5 結(jié)語

在華北地區(qū)汾河領(lǐng)域濕陷性黃土地帶，采用灰土擠密樁可推廣試用。工程建設(shè)中施工質(zhì)量得到了保障;節(jié)約了工程建設(shè)資金;減少了設(shè)備的損壞;有效保障了建設(shè)工程進度。為今后遇到地質(zhì)層條件十分復(fù)雜土層地基施工探索出了一項新的解決措施。