軟土地區(qū)大孔徑鉆孔樁技術(shù)

李吉梅

摘要：工程建設(shè)與國(guó)家發(fā)展、人們的生活關(guān)系密切。當(dāng)前建筑、交通事業(yè)快速發(fā)展，使得工程建設(shè)備受關(guān)注。在施工過(guò)程中，經(jīng)常性地會(huì)遇到軟土地基的問(wèn)題，需要采取有效措施，提高路基或地基的穩(wěn)定性和長(zhǎng)期性，其中，大孔徑鉆孔樁技術(shù)就顯得相當(dāng)適用，不僅能改善軟土土質(zhì)，也能確保施工質(zhì)量。本文將從軟土地區(qū)的基本特性出發(fā)，分別介紹了施工中軟土地區(qū)大孔徑鉆孔樁技術(shù)的問(wèn)題和措施。

關(guān)鍵詞：施工 軟土地區(qū) 特性分析 大孔徑鉆孔樁技術(shù)

1、軟土地基的特性分析

在施工過(guò)程中，不可避免地會(huì)遇到各種類別的土質(zhì)，這就會(huì)對(duì)上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性產(chǎn)生直接影響，一旦遇到軟土地基的問(wèn)題，將會(huì)嚴(yán)重影響施工，這就需要對(duì)土體進(jìn)行有效加固與改善。所謂的軟土其實(shí)指的是具有較高含水量、抗剪能力弱、孔隙大、壓縮性強(qiáng)的細(xì)粒土。正是由于軟土含水量高、壓縮性強(qiáng)、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、透水性差以及土層層次分布復(fù)雜程度高，就需要采取一定的加固處理措施。

1.1孔隙比大

軟土大多存于沿海以及湖泊等地，是由大量的河流沉積物與沖積物堆積而成，在軟體形成過(guò)程中，因?yàn)橥獠孔饔昧Σ蛔?，就?huì)造成孔隙較大。在加上軟土多位于濱水地區(qū)，土體含水量很大，存在較高的淤泥靈敏度，使得后期鉆孔樁施工出現(xiàn)降水量工作量大的問(wèn)題。

1.2可壓縮性良好

因軟土是固結(jié)土或者微超固結(jié)土，大量存在工程施工中，所以軟土又屬于高壓縮性土，壓縮系數(shù)約為0.1-0.2，多為0.7-1.5MPa-l，最高可達(dá)4.5MPa，該數(shù)值會(huì)隨土的液限與天然含水量而逐漸升高。倘若需將鐵路建于軟土地基上，則會(huì)發(fā)生較大沉降，還會(huì)發(fā)生較大變形，這種變形不夠均勻，使上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂與損壞現(xiàn)象。

1.3滲透性差

盡管軟土有著豐富的含水量，但是滲透性卻很弱，滲透系數(shù)約在i×10-4至i×10-8 cm/s之間，而在軟土地區(qū)，因土層中含有一定數(shù)量的薄層或極薄層粉、粉土和細(xì)砂等，所以，軟土在水平方向的滲透性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出垂直方向。正是因?yàn)檐浲凛^強(qiáng)的滲透性和含水率，導(dǎo)致土地的凝結(jié)速度大大降低，加上后期有效應(yīng)力增長(zhǎng)緩慢，導(dǎo)致土體受到荷載作用后就會(huì)出現(xiàn)很大的孔隙水壓力，會(huì)直接影響到地基強(qiáng)度大小。

2、軟土地區(qū)大孔徑鉆孔樁施工存在的問(wèn)題

2.1成樁擠土效應(yīng)

在大孔徑鉆孔樁施工過(guò)程中，因樁對(duì)土體造成嚴(yán)重?cái)D壓，出現(xiàn)土體淺層凸起或者深層土體發(fā)生橫向擠出現(xiàn)象，通常，擠土效應(yīng)的出現(xiàn)會(huì)影響周圍路面和建筑物，導(dǎo)致開挖基坑發(fā)生坍塌現(xiàn)象或使得已完成打樁操作的樁體出現(xiàn)傾斜或上浮的問(wèn)題。倘若壓樁施工方法與順序不合理，成樁數(shù)量過(guò)多或者壓樁速度太快，就容易發(fā)生擠土效應(yīng)。如果樁體周圍都是非飽和土體，在打樁時(shí)的擠壓作用下，就會(huì)出現(xiàn)土體體積收縮的問(wèn)題，使得擠壓產(chǎn)生的應(yīng)力因此減少。當(dāng)然，如果土體屬于飽和土質(zhì)，收縮性就會(huì)較小，易出現(xiàn)位移，導(dǎo)致擠土效應(yīng)的出現(xiàn)。這也就意味著，在沉樁過(guò)程中，應(yīng)對(duì)土體的擠壓作用加以充分考慮。

2.2軟土剪切蠕變

考慮到軟土地基自身抗剪能力弱，在地基開挖過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)采取分層開挖的作業(yè)方式，各層開挖高度差也應(yīng)低于Im，但是在實(shí)際施工中，很多操作人員為了追趕工期，并未嚴(yán)格按照開挖準(zhǔn)則開挖軟土地基，所進(jìn)行的是一種無(wú)序或大面積開挖，致使樁基發(fā)生傾斜、側(cè)移以及折斷現(xiàn)象。在開挖軟土地基前，需要做好排水工作，控制土地的流動(dòng)性，使地基抗剪強(qiáng)度得到提升。

2.3成樁工藝選擇不合理

在選擇成樁工藝，需要結(jié)合軟土地基實(shí)際，分析軟土地基的含水量、流土及滲流等特點(diǎn)，據(jù)以選擇合理的成樁方式。倘若選擇不合理，樁錨支護(hù)，沒(méi)有設(shè)置水帷幕或者降水處理不到位，這樣一來(lái)，就會(huì)因水位不穩(wěn)定導(dǎo)致降水井和挖孔樁存在水力聯(lián)系，這樣滲流就會(huì)帶走泥沙，進(jìn)而出現(xiàn)嚴(yán)重的離析現(xiàn)象。如果在進(jìn)行施工前，并未深入分析軟土，就會(huì)因臨時(shí)支護(hù)選擇不到位，而無(wú)法土體形成有效約束，致使土體出現(xiàn)非均衡流失現(xiàn)象，進(jìn)而引起樁體的傾斜。

3、軟土地區(qū)大孔徑鉆孔樁技術(shù)要點(diǎn)

3.1加強(qiáng)成孔中的鉆機(jī)控制

在施工中，倘若遇到軟土地基的問(wèn)題，在選擇鉆孔方式和鉆孔機(jī)械時(shí)，都要和常規(guī)的土質(zhì)鉆孔方法存在較大差別。在鉆機(jī)控制過(guò)程中，不能過(guò)于追求進(jìn)度，而使用全壓力和全速進(jìn)尺的方式，這樣會(huì)對(duì)土體造成一定影響，致使擴(kuò)孔過(guò)大，這樣勢(shì)必就需要提高混凝土用量，致使施工成本增加。所以，在軟土地基環(huán)境下進(jìn)行大孔徑鉆孔樁施工，應(yīng)當(dāng)通過(guò)壓力表以加強(qiáng)對(duì)鉆孔壓力的控制，每小時(shí)進(jìn)尺距離控制在0.8-lm以內(nèi)，孔底壓力也應(yīng)控制在鉆頭、鉆桿及配套設(shè)施重要的70%以上，以加強(qiáng)對(duì)擴(kuò)孔系數(shù)的控制，提高軟土地基的穩(wěn)定性。

3.2加強(qiáng)對(duì)護(hù)壁泥漿及軸線的控制

在軟土淤泥土質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行鉆孔作業(yè)，必須加強(qiáng)對(duì)程控護(hù)壁泥漿的控制，根據(jù)土體含水量、分層和孔隙率等特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)呐驖?rùn)土進(jìn)行造漿護(hù)壁，鉆孔中要確保泥漿比重介于1.4-1.5之間。還要結(jié)合地下水位和土體狀況加強(qiáng)對(duì)水頭高度的控制，從而提高護(hù)壁效果。同時(shí)，還要對(duì)施工中樁體的軸線進(jìn)行有效控制，每頂進(jìn)20cm就加強(qiáng)姿態(tài)復(fù)核，如果出現(xiàn)偏差，應(yīng)及時(shí)采取相關(guān)調(diào)整措施，可對(duì)鉸接油缸伸長(zhǎng)量進(jìn)行調(diào)整，使之達(dá)到允許偏差范圍，從而確保鉆孔樁的施工精度。

3.3加大對(duì)成樁的質(zhì)量控制力度

在軟土地基大孔徑鉆孔樁施工中，必須對(duì)成樁質(zhì)量進(jìn)行有效控制。一旦完成了鋼筋籠的安裝作業(yè)，就要下導(dǎo)管對(duì)樁孔進(jìn)行清孔作業(yè)。在清孔操作前，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行導(dǎo)管的水密承壓以及接頭抗拉性試驗(yàn)。施工過(guò)程中，要確保導(dǎo)管內(nèi)壁光滑，一旦試驗(yàn)合格，就可以安裝從上到下的順序?qū)鼙谶M(jìn)行標(biāo)號(hào)，還要標(biāo)明尺度。在導(dǎo)管安裝過(guò)程中，可以使用導(dǎo)向架，使導(dǎo)管處在鉆孔中心，這樣能夠有效避免灌注時(shí)會(huì)掛在鋼筋籠上。在進(jìn)行灌注施工前，可以對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行升降實(shí)驗(yàn)，保證各導(dǎo)管接頭質(zhì)量，并加強(qiáng)對(duì)導(dǎo)管懸空高度的控制。在混凝土灌注過(guò)程中，一旦混凝土面與鋼筋籠底部接近時(shí)，就要控制澆筑的速度，確保導(dǎo)管埋深，以免鋼筋籠因受到混凝土向上的沖擊力而出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。當(dāng)混凝土面和鋼筋籠底交錯(cuò)達(dá)到2m，就要加快灌注速度，提高鋼筋籠埋深。

3.4鉆孔異常處理

在鉆孔過(guò)程中，往往會(huì)遇到各種鉆孔異常問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際情況加以處理，尤其是塌孔，在軟土地基環(huán)境下進(jìn)行大孔徑鉆孔樁施工，往往很容易出現(xiàn)異常。鉆孔過(guò)程中，如若鉆孔內(nèi)水位急速下降，孔扣出現(xiàn)細(xì)密的水泡，則表明有可能出現(xiàn)了坍孔問(wèn)題，這時(shí)應(yīng)當(dāng)盡快停止鉆孔作業(yè)，查明原因，看是否存在泥漿比重不當(dāng)、鉆頭轉(zhuǎn)速過(guò)快，空轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題，這些問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致坍孔問(wèn)題的發(fā)生。為了有效預(yù)防坍孔，需要選用質(zhì)量上乘的粘土砂漿，鉆進(jìn)時(shí)要保證水頭，完成水下混凝土的灌注工作。比如說(shuō)，如有坍孔發(fā)生，但不是嚴(yán)重，就可以采用大泥漿比重、埋深護(hù)筒以及加高水頭等有效措施，使孔洞保持穩(wěn)定性，然后繼續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)。

4、結(jié)束語(yǔ)

總之，在施工中，如果遇到軟土地區(qū)的問(wèn)題，就要采取有效地處理措施，大孔徑鉆孔樁技術(shù)往往應(yīng)用較為廣泛。實(shí)際施工時(shí)，需要把握軟土地基的特點(diǎn)，明確施工中的問(wèn)題，加強(qiáng)成孔中的對(duì)鉆機(jī)、護(hù)壁泥漿、軸線的控制，合理運(yùn)用各種施工技術(shù)，保障施工順利進(jìn)行下去，進(jìn)而有效推動(dòng)交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展。

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