松散地基旋挖成孔灌注樁施工實(shí)例分析

【摘要】本文結(jié)合工程實(shí)例，詳細(xì)介紹了當(dāng)旋挖成孔灌注樁遇到松散土層塌孔時(shí)，采用人工淺層挖孔加護(hù)簡及泥漿護(hù)壁成孔技術(shù)，對(duì)旋挖成孔灌注樁施工中防止松散砂土塌孔有著非常重要的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】松散地基；砂土；旋挖成孔灌注樁；施工

1、工程概況

天水市體育中心游泳館選址位于體育中心用地的南側(cè)，體育中心用地的南側(cè)，北鄰規(guī)劃道路，南鄰羲皇大道，東至羅家溝，西與體育館毗鄰，交通便利。

天水體育中心游泳館地上2層，地下1層，平面呈橢圓形，長短軸為102.9×89.4m，框架結(jié)構(gòu)，建筑面積17688.8㎡。地下室層高5.4米，一層層高4.8米，二層層高7.672米。游泳管屋蓋為球面形狀，鋼結(jié)構(gòu)上弦中心線最高標(biāo)高：24.3米，采用鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)形式為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)+鋼筋混凝土承臺(tái)基礎(chǔ)+墻下條形基礎(chǔ)+防水板。

本工程樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)，采用800直徑泥漿護(hù)壁旋挖成孔灌注樁，為端承摩擦樁，有效樁長為12m，共692根，樁頂標(biāo)高為-7.100m，樁端持力層為圓礫④層，樁尖進(jìn)入圓礫④層不小于2.5m，單樁豎向承壓承載力特征值1200KN，樁身砼強(qiáng)度等級(jí)C30，充盈系數(shù)不應(yīng)小于1.2。

2、地質(zhì)概況

擬建場(chǎng)地地貌單元屬籍河南岸II級(jí)階段地與羅家溝洪積扇區(qū)交匯部位，場(chǎng)地工程地質(zhì)條件較好，無大的地質(zhì)災(zāi)害隱患，穩(wěn)定性較好，屬于建筑抗震一般地段。場(chǎng)地在勘探深度范圍內(nèi)由耕土（素填土、雜土）、第四紀(jì)沖、洪積成因的角礫（粉土、含礫粉土）、粉土（局部夾角礫、中砂、含礫粉土、粗砂）、圓礫（局部夾粗砂）等四層巖土組成，現(xiàn)對(duì)各巖土層的特征自上而下分述如下：第①層：耕土，黃褐色，松散，稍濕；本層土在場(chǎng)地內(nèi)分布不連續(xù)，厚度小，成松散狀態(tài)，土質(zhì)不均勻，含有大量的植物根系及少量的砂礫石顆粒，層厚0.30～0.50m。第①1層：素填土，黃褐色，松散，稍濕；本層土在場(chǎng)地內(nèi)分布不連續(xù)，土質(zhì)均勻性差，含人工回填粉土。層厚0.60～2.00m。第①2層：雜填土，雜色；本層土在場(chǎng)地內(nèi)分布不連續(xù)，土質(zhì)均勻性差，由大量碎石、煤渣、少量磚塊等建筑垃圾組成，層厚0.60～1.60m。第②層：角礫，雜色，稍密-中密，稍濕，粒徑大于2mm顆粒約占60%左右，余為砂質(zhì)及不到5%泥質(zhì)填充。局部夾有碎石，粒徑約120mm，含量在8%～15%之間。顆粒磨圓較差，呈次棱角狀，顆粒分選較好，級(jí)配較差，層厚為2.20～4.90m。第②1層：粉土，淺黃色，稍密，稍濕；土質(zhì)不均勻，具有水平層理，孔隙較發(fā)育，含少量的砂礫石顆粒。本層土在場(chǎng)地內(nèi)分布不連續(xù)，層厚為0.70m。第②2層：粉土，黃褐色，稍密，稍濕；土質(zhì)不均勻，礫粒含量約25%～35%。本層土在場(chǎng)地內(nèi)分布不連續(xù)，層厚為1.90m。第③層：粉土，黃褐色，稍密，稍濕，土質(zhì)較均勻，具有水平層理，孔隙較發(fā)育，局部夾粉質(zhì)黏土及粉細(xì)砂薄層。本層土在場(chǎng)地內(nèi)分布連續(xù)，厚度較大，屬中壓縮性土，無濕陷性，層厚為4.60～13.10m。第③1層：角礫，雜色，稍密-中密，稍濕，粒徑大于2mm顆粒約占65%左右。局部夾有碎石，粒徑約120mm，含量在8%～15%之間。顆粒磨圓較差，呈次棱角狀，顆粒分選較好，級(jí)配較差，本層土在場(chǎng)地內(nèi)分布不連續(xù)，層厚為0.40～3.40m。第③2層：粉質(zhì)黏土，灰褐色，可塑，稍濕，土質(zhì)較均勻，孔隙較發(fā)育，局部呈軟塑。本層土在場(chǎng)地內(nèi)分布不連續(xù)，層厚為0.70～3.60m。第③3層：中砂，雜色，稍密，稍濕；砂質(zhì)不均勻，粒徑大于0.25mm顆粒約占50%以上，含少量礫石顆粒，本層土在場(chǎng)地內(nèi)分布不連續(xù)，層厚為1.20m。第③4層：含礫粉土，黃褐色，中密，稍濕；土質(zhì)不均勻，礫粒含量約25%～35%。本層土在場(chǎng)地內(nèi)分布不連續(xù)，層厚為1.10～2.90m。第③5層：粗砂，雜色，稍密，稍濕；砂質(zhì)不均勻，粒徑大于0.5mm顆粒約占50%以上，含少量礫石顆粒，本層土在場(chǎng)地內(nèi)分布不連續(xù)，層厚為0.40～0.60m。第④層：圓礫，雜色，稍密-中密，稍濕，粒徑大于2mm顆粒約占65%～75%，分選性較差，級(jí)配良好，顆粒磨圓較好，圓狀，次圓狀。頂部含20cm左右粗砂，局部夾有卵石，粒徑約120mm，含量在20%～35%。本層在場(chǎng)地內(nèi)分布連續(xù)，厚度較大，本次勘察未揭穿該層，最大揭露厚度6.70m，最大揭露深度25.20m。該場(chǎng)地土在II類環(huán)境下對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，地基土無濕陷性，標(biāo)準(zhǔn)凍土深度為0.61米，勘察深度內(nèi)未見地下水，不考慮地下水對(duì)建筑物的侵蝕性。

3、旋挖成孔灌注樁施工

3.1試挖樁

正式施工灌注樁前，進(jìn)行試鉆樁。采用干孔成樁工藝，設(shè)備用ZR150旋挖機(jī)，試樁過程中角礫層、粉土層、中砂層、粗砂層塌孔嚴(yán)重，進(jìn)尺很慢。改用泥漿護(hù)壁孔成樁工藝試樁，設(shè)備用ZR150旋挖機(jī)，效果較好。試樁過程也出現(xiàn)了鉆進(jìn)極慢或不進(jìn)尺、樁孔孔壁坍塌、樁孔局部縮頸、樁孔偏移傾斜、孔底沉渣過多現(xiàn)象。對(duì)試樁過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，組織專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行研究，分析認(rèn)為鉆進(jìn)極慢或不進(jìn)尺是因?yàn)殂@頭選型不當(dāng)，鉆頭配重過輕。通過更換或改造鉆頭，加大配重、加強(qiáng)排渣、降低泥漿比重得以解決。成孔過程中或成孔后，孔壁出現(xiàn)不同程度塌孔。 主要是由于土質(zhì)松散，泥漿護(hù)壁不好，護(hù)筒埋設(shè)不當(dāng)，筒內(nèi)水位低，鉆頭鉆速過快或空轉(zhuǎn)時(shí)間太長，成孔后待灌時(shí)間和灌注時(shí)間過長，是引起塌孔的因素?？稍谠谒缮⒁姿韺油林新裨O(shè)護(hù)筒，提高泥漿比重和粘度，終孔后補(bǔ)給泥漿，保持要求的水頭高度，成孔后待灌時(shí)間一般不超過3h，并盡可能加快灌注速度、縮短灌注時(shí)間，在鋼筋籠未下孔內(nèi)的情況下，出現(xiàn)塌孔，采用漿砂、粘土混合物回填至坍塌孔深以上1～2m，或全孔回填并密實(shí)后再用原鉆頭重新鉆孔。在鋼筋籠碰孔壁而引起輕微坍塌的情況下，用直徑小于鋼筋籠內(nèi)徑的鉆頭及優(yōu)質(zhì)泥漿掃孔或用導(dǎo)管清孔。樁孔局部縮頸是由于泥漿性能欠佳，失水量大，引起粘性土層吸水膨脹，或形成疏松，蜂窩狀厚層泥皮，新孔孔壁軟土流變形成的，通過控制泥漿比重和粘度，降低失水量得到很好解決。樁孔偏移傾斜是由于鉆機(jī)安裝不平或鉆臺(tái)下有虛土產(chǎn)生不均勻沉陷造成，安裝鉆機(jī)應(yīng)保持水平、穩(wěn)固、無束前緣切點(diǎn)，轉(zhuǎn)盤中心和護(hù)筒中心三點(diǎn)面一線；護(hù)筒不偏斜，鉆桿不彎曲，主動(dòng)鉆桿保持垂直?？椎壮猎^多是由于清孔未凈，清孔后待灌時(shí)間過長，泥漿沉淀造成，清孔時(shí)控制泥漿比重和粘度，不要直接用清水置換，可減少孔底沉渣。旋挖成孔灌注樁施工嚴(yán)格按試樁的成樁工藝施工。

3.2旋挖成孔灌注樁施工

施工工藝：開挖預(yù)制泥漿池——場(chǎng)地整平——放線、定樁及確定高程——檢查樁位軸線——旋挖鉆就位、挖土方——加水（泥漿、膨潤土等化學(xué)劑）——樁底擴(kuò)徑——成孔驗(yàn)收——吊放鋼筋籠——鋼筋籠標(biāo)高位置——放砼導(dǎo)管——水下澆筑——放置泥漿泵——澆筑樁身砼。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用兩臺(tái)打樁機(jī)同時(shí)進(jìn)行施工，考慮基坑馬道位于基坑北側(cè)，兩臺(tái)打樁機(jī)分別從基坑?xùn)|西兩端倒退式向馬道方向進(jìn)行施工。兩臺(tái)打樁機(jī)平均每天可成孔18根樁，2016年3月24日開始進(jìn)行井樁施工，2016年4月30日可成全部井樁，工期37天。

4、成樁質(zhì)量的預(yù)防保證措施

成樁過程中常見質(zhì)量事故有鋼筋籠上浮、砼質(zhì)量差、堵管、斷樁、夾泥等質(zhì)量問題，我們主要采取以下預(yù)防措施：

①鋼筋籠安放采用吊筋，保證鋼筋籠安放在設(shè)計(jì)高度，同時(shí)鋼筋籠上安設(shè)保護(hù)層或放置定中器，使鋼筋籠位于樁中心。

②導(dǎo)管使用前，要檢查內(nèi)壁是否光滑，絲扣是否良好，以及導(dǎo)管密封情況。

③灌注時(shí)要嚴(yán)格保證初灌量，灌注過程連續(xù)、緊湊，每根樁灌注時(shí)間宜控制在1.5小時(shí)以內(nèi)，灌注過程中導(dǎo)管要上下緩慢竄動(dòng)，并控制其合理埋深。