特殊工程地質(zhì)條件下樁位偏移原因分析及處理措施

王志堅(jiān) 郭志浩

(江西省地質(zhì)工程(集團(tuán))公司，江西 南昌 330000)

特殊工程地質(zhì)條件下樁位偏移原因分析及處理措施

王志堅(jiān) 郭志浩

(江西省地質(zhì)工程(集團(tuán))公司，江西 南昌 330000)

以溫州市蒼南縣龍港新城XC-1-29地塊工程項(xiàng)目為例，對(duì)特殊工程地質(zhì)條件下樁基施工產(chǎn)生問題進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)的處理措施，以提高工程的質(zhì)量、節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。

特殊地質(zhì)條件，樁位，偏移

1 工程概況

溫州市蒼南縣龍港新城XC-1-29地塊工程項(xiàng)目位于浙江省溫州市蒼南縣龍港新城。本項(xiàng)目工程總用地面積63 335.8 m2,總建筑面積295 238.02 m2,其中計(jì)容積率面積221 670 m2,不計(jì)容積率面積73 568.02 m2。主要由1號(hào)～10號(hào)共10幢32層～33層高層住宅、1層～3層商業(yè)、其他(物業(yè)配套房3層)和2層地下室組成。項(xiàng)目建成后效果圖如圖1，圖2所示。本工程樁基設(shè)計(jì)采用的是鉆孔灌注樁，主樓樁徑為800 mm，地下車庫樁徑600 mm，設(shè)計(jì)樁長為35 m～85 m不等。

2 特殊地層情況

2.1地基土組成

由該項(xiàng)目地勘報(bào)告知，地基土在勘探深度范圍內(nèi)可劃分為7個(gè)工程地質(zhì)層9個(gè)亞層，自上而下分為：①0吹填土，②1淤泥，②2淤泥，③2黏土，④2黏土，⑤2黏土，⑤3圓礫，⑥1粉質(zhì)黏土，⑦1粉質(zhì)黏土?，F(xiàn)分述如下：

灰黃色，稍濕，松散狀，吹填形成，主要成分為淤泥，含少量黏性土和粉砂，為新近吹填而成，時(shí)間小于1年。全場(chǎng)分布，厚度1.30 m～6.60 m。

灰色，流塑狀，高靈敏度，高壓縮性，韌性高，干強(qiáng)度高，搖振反應(yīng)無，切面光滑，含少量粉砂、貝殼碎片及腐殖質(zhì)，局部相變?yōu)橛倌噘|(zhì)黏土。上部已預(yù)壓排水，含水量相對(duì)較小。全場(chǎng)分布，頂板埋深1.30 m～6.60 m，厚度10.30 m～15.90 m。

灰色，流塑狀，高壓縮性，韌性高，干強(qiáng)度高，搖振反應(yīng)無，切面光滑。含少量貝殼、腐殖質(zhì)，夾團(tuán)塊粉細(xì)砂。全場(chǎng)分布，頂板埋深14.80 m～17.50 m，厚度16.20 m～21.00 m。

灰色，軟塑～軟可塑狀，高壓縮性，干強(qiáng)度高，高韌性，切面光滑，含少量貝殼、腐殖質(zhì)，局部含細(xì)砂，局部相變?yōu)橛倌噘|(zhì)黏土。全場(chǎng)分布，頂板埋深33.10 m～37.00 m，厚度9.00 m～16.80 m。

灰色，軟塑～軟可塑狀，高壓縮性，切面光滑，韌性高，干強(qiáng)度高，含少量炭化物。全場(chǎng)分布，頂板埋深45.40 m～51.80 m，厚度12.80 m～19.10 m。

灰色，軟塑～軟可塑狀，中等～高壓縮性，切面光滑，韌性高，干強(qiáng)度高，含少量炭化物。全場(chǎng)分布，部分鉆孔受孔深限制未揭穿，頂板埋深62.30 m～66.00 m，揭露厚度4.00 m～15.90 m。

灰色，中密狀，飽和。大于20 mm顆粒含量15%～80%，2 mm～20 mm顆粒含量15%～30%，礫卵石呈次圓狀，卵石粒徑以20 mm～60 mm為主，成分為中～微風(fēng)化凝灰?guī)r，個(gè)別達(dá)到200 mm以上；砂粒含量5%～20%左右；黏性土含量5%～35%，該層粗顆粒局部較集中，為卵石。全場(chǎng)分布，部分鉆孔受孔深限制未揭穿，頂板埋深73.50 m～78.20 m，揭露厚度0.50 m～13.40 m。

灰色，可塑狀，中等壓縮性，切面較光滑，韌性高，干強(qiáng)度高，局部相變?yōu)轲ね?。大部分?chǎng)地分布，頂板埋深79.50 m～84.30 m，厚度0.00 m～12.40 m。

蘭灰色，可塑狀，中等壓縮性，切面較光滑，中等韌性，干強(qiáng)度中等，局部相變?yōu)轲ね痢Ｈ珗?chǎng)分布，受孔深限制未揭穿，頂板埋深89.20 m～93.00 m，揭露厚度2.00 m～11.70 m。

根據(jù)場(chǎng)地土層分析：鉆孔灌注樁施工土層地基土承載力發(fā)揮較差，基礎(chǔ)造價(jià)較高，樁身質(zhì)量不易保證，孔底沉渣控制難度較大，土體流動(dòng)性較強(qiáng)且施工周期長，單樁承載力受施工因素等影響較大等特點(diǎn)。

2.2地下水

由該項(xiàng)目地勘報(bào)告知，場(chǎng)地地下水淺部為孔隙潛水，下部為承壓水?？紫稘撍x水介質(zhì)為淤泥等，水量貧乏，水逕流條件差，受大氣降水及河流補(bǔ)給，以向鄰區(qū)排泄和蒸發(fā)為主；測(cè)得穩(wěn)定地下水位埋深為0.00 m～1.00 m，水位高程為2.10 m～3.13 m。地下水年最大變幅1.00 m～2.00 m。場(chǎng)地分布有承壓含水層，賦水介質(zhì)為圓礫，厚度大，承壓水水量較大，水逕流條件好，根據(jù)《2012年溫州市地質(zhì)環(huán)境公報(bào)》，本地區(qū)承壓水水位埋深一般8.0 m～10.0 m。承壓地下水對(duì)本工程基礎(chǔ)施工影響較小，對(duì)鉆孔樁施工有一定的影響，主要表現(xiàn)在易坍孔、漏漿。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范2009年版按最不利因素判定擬建場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性，對(duì)長期浸水的混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性，對(duì)處于干濕交替的混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具強(qiáng)腐蝕性。綜合判定本工程地下水對(duì)本工程樁基及施工有較大影響。

3 開挖過程中遇到的問題

以4號(hào)樓鉆孔灌注樁施工為代表，4號(hào)樓樁基設(shè)計(jì)為鉆孔灌注樁，樁數(shù)82根，樁徑800 mm，樁長81 m。在基坑開挖后對(duì)4號(hào)樓樁基進(jìn)行檢測(cè)。

3.1檢測(cè)方法

檢測(cè)方法為應(yīng)力波反射法，反射波法源于應(yīng)力波理論,基本原理為：當(dāng)樁長遠(yuǎn)大于樁徑時(shí)，樁可視為一維介質(zhì)。當(dāng)樁頂被施加一激振力時(shí)，應(yīng)力波將沿樁身從上至下傳播，并滿足一維波動(dòng)方程。

即：

其中，u為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移；x為振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)到振源的距離；t為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間；Vp為縱波在介質(zhì)中的傳播速度。

應(yīng)力波在介質(zhì)中傳播時(shí)遇到不同的波阻抗界面則產(chǎn)生反射，通過檢波器在樁頂接收到的各種應(yīng)力波和振蕩信息，便可分析樁底反射或樁間反射，分析樁的完整性，判斷樁的缺陷部位，缺陷性質(zhì)，以及樁身混凝土強(qiáng)度。

3.2檢測(cè)結(jié)果

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)4號(hào)樓成樁質(zhì)量按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，具體如下：

Ⅰ類樁50根：樁身完整性好，無缺陷，樁身混凝土波速值正常。

Ⅱ類樁23根：樁身基本完整，有輕微缺陷，但基本不影響正常使用，樁身混凝土波速值正常。

Ⅲ類樁9根：樁身有明顯缺陷，已影響正常使用，或樁身混凝土波速值明顯偏低。

3.3檢測(cè)結(jié)論

動(dòng)測(cè)判定的Ⅰ類、Ⅱ類樁可以滿足要求；Ⅲ類樁可否滿足要求由設(shè)計(jì)部門根據(jù)實(shí)際情況作出決定，但必須進(jìn)行必要的工程處理。

4 產(chǎn)生三類樁原因分析

1)該項(xiàng)目底層為吹填土及巨厚層淤泥質(zhì)土(軟土地基)，流動(dòng)性較大，抗滑移系數(shù)較小，具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時(shí)間長、高靈敏度、擾動(dòng)性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點(diǎn)。

2)由于軟土的生成環(huán)境及粒度、礦物組成和結(jié)構(gòu)特征，結(jié)構(gòu)性顯著且處于形成初期，呈飽和狀態(tài)，這都使軟土在其自重作用下難于壓密，而且來不及壓密。因此，不僅使之必然具有高孔隙性和高含水率，而且使淤泥一般呈欠壓密狀態(tài)，以致其孔隙比和天然含水量隨埋藏深度很小變化，因而土質(zhì)特別松軟。機(jī)械在其上面行走、作業(yè)對(duì)下部回彈受力的影響范圍較大。

3)淤泥和淤泥質(zhì)土一般呈軟塑狀態(tài)，但當(dāng)其結(jié)構(gòu)一經(jīng)擾動(dòng)破壞，就會(huì)使其強(qiáng)度劇烈降低甚至呈流動(dòng)狀態(tài)(土層極速液化)，在土體未加固區(qū)域的樁上部土面進(jìn)行機(jī)械開挖，對(duì)工程樁的擾動(dòng)較大。

4)淤泥和淤泥質(zhì)土的稠度實(shí)際上通常處于潛流狀態(tài)，挖土放坡過程中，土體形成坡度后整體滑移(線型為曲線)；造成樁身產(chǎn)生一定的移位。

5 處理措施

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，對(duì)三類樁采取必要的工程處理措施后，再經(jīng)設(shè)計(jì)驗(yàn)算，滿足使用要求后方能投入使用，否則采取補(bǔ)樁措施。在此，主要討論采用工程處理措施，對(duì)已判定為Ⅲ類樁進(jìn)行處理。

5.1處理方法

采取先用高壓旋噴進(jìn)行土體加固及封底，再開挖土方(限開挖深度6 m內(nèi))，然后糾偏，破除斷裂段，最后經(jīng)過設(shè)計(jì)同意后采用內(nèi)徑1 000 mm的鋼模接樁，混凝土強(qiáng)度提高一個(gè)等級(jí)。

5.2處理施工過程

1)土體加固：

先破除原有200 mm厚C20混凝土墊層并安排工人將混凝土碎塊裝入料斗內(nèi)用塔吊吊出基坑，再采用高壓旋噴樁進(jìn)行土體加固及封底，養(yǎng)護(hù)10 d。

2)沉鋼護(hù)筒、挖土、鑿樁、割鋼筋：

a.沉直徑1.5 m，壁厚10 mm，長度5 m(分成上2 m、中1.5 m、下1.5 m)鋼護(hù)筒(分節(jié)下)，邊挖邊沉，周邊均勻挖土以保證護(hù)筒水平垂直下沉，在下節(jié)護(hù)筒下沉至高出筒外地坪100 mm左右時(shí)，套上中節(jié)護(hù)筒，以此類推；

b.人工先挖除樁周邊土方300 mm～500 mm，再鑿除露出的工程樁缺陷段混凝土并割除樁鋼筋，采用門式轆轤將土方和碎混凝土塊及鋼筋等吊出來，以此類推逐層向下施工；開挖鑿除至缺陷上部約1 m位置時(shí)，挖除樁周邊土方，查明原因后，繼續(xù)破除斷裂段至裂縫處，采用低應(yīng)變對(duì)下段樁進(jìn)行樁身完整性檢測(cè)，確認(rèn)樁身完好后進(jìn)行接樁(樁主筋保留1 m長用于樁鋼筋接駁)，樁混凝土接駁口鑿成比樁徑小2 mm約100 mm高的企口，以便安裝樁鋼護(hù)筒；完成時(shí)將拔鋼護(hù)筒的鋼絲繩安裝在鋼護(hù)筒內(nèi)側(cè)的吊環(huán)上并引至護(hù)筒外且固定牢靠。

3)接樁(接鋼筋、套樁鋼護(hù)筒、拔外側(cè)鋼護(hù)筒、澆混凝土、回填土方)：

a.根據(jù)實(shí)際鑿除長度加上錨固長度下好鋼筋料，用塔吊吊到使用位置后采用人工逐根傳送至接駁面，并逐根按要求錯(cuò)開采用單面搭焊接駁樁主筋，然后將加工好的加勁箍及螺旋箍套在主筋外面，人在鋼筋籠中間自下而上進(jìn)行焊接和綁扎，并墊好保護(hù)層墊塊；

b.鋼筋綁扎完成后，用塔吊配合安裝直徑1 000 mm,壁厚5 mm內(nèi)徑的鋼護(hù)筒套在樁鋼筋籠外面作為永久模板，下口套于事先鑿好的企口上，然后回填1 000 mm厚中砂以固定鋼護(hù)筒的下口；

c.固定好樁鋼護(hù)筒后，開始自上至下利用塔吊逐節(jié)拔出外側(cè)鋼護(hù)筒，然后采用鋼管及木方固定樁鋼護(hù)筒的上口，保證鋼護(hù)筒的垂直度和穩(wěn)定；

d.樁鋼護(hù)筒固定好后，經(jīng)隱蔽驗(yàn)收合格后進(jìn)行混凝土澆搗，采用塔吊吊運(yùn)，樁內(nèi)用兩節(jié)2 m的導(dǎo)管進(jìn)行澆搗，以免混凝土落差過大造成離析而影響質(zhì)量；采用振動(dòng)棒進(jìn)行分層點(diǎn)式振搗密實(shí)，點(diǎn)式間距不大于500 mm，分層厚度不大于500 mm，上層混凝土振搗時(shí)插入下層混凝土深度不小于100 mm，以保證混凝土質(zhì)量;

e.在混凝土澆搗的同時(shí)均勻回填樁鋼護(hù)筒外側(cè)土方，混凝土澆搗進(jìn)度與回填同步，從而起到保護(hù)鋼護(hù)筒的作用，同時(shí)也解決了先回填土方可能壓扁或壓偏樁鋼護(hù)筒的問題。

6 結(jié)語

工程行業(yè)的不斷發(fā)展，促使我們?cè)谑┕ぶ杏龅綇?fù)雜工程地質(zhì)條件的情況越來越多，不良地質(zhì)條件給施工造成的問題對(duì)工程質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)成本有較大的影響。在施工中針對(duì)不同地層條件所遇到的問題具體分析，采取相適應(yīng)的工程處理措施是提高工程質(zhì)量，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本的重要手段。本工程針對(duì)基坑開挖后出現(xiàn)Ⅲ類樁的原因進(jìn)行了具體分析，并制定了相應(yīng)的工程處理措施，處理完畢并經(jīng)設(shè)計(jì)認(rèn)可，符合使用條件的繼續(xù)投入使用，對(duì)該項(xiàng)目及周邊項(xiàng)目后續(xù)施工提供了一定參考思路，取得了良好的施工成果和經(jīng)濟(jì)效益。

[1] GB 50300—2001，建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] JGJ 94—2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 浙江省工程物探勘察院.龍港新城北部中心XC-1-29地塊巖土工程初步勘察報(bào)告[R].

Pilelocationdeviationcausesanalysisandprocessingmeasuresunderspecialengineeringgeologyconditions

WangZhijianGuoZhihao

(JiangxiGeologyEngineering(Group)Corporation,Nanchang330000,China)

Taking new Longgang city XC-1-29 land engineering project of Cangnan county in Wenzhou city as an example, the paper analyzes pile foundation construction problems under special engineering geology conditions, and adopts corresponding processing measures, with a view to improve the engineering quality and save economic cost as well.

special geological conditions, pile location, deviation

TU473.1

A

1009-6825(2017)26-0077-03

2017-07-03

王志堅(jiān)(1983- ),男,工程師; 郭志浩(1989- ),男，助理工程師