軟土地基超大承載力鉆孔灌注樁施工工藝

廖瑞奇

（中煤江南建設(shè)發(fā)展有限公司， 廣東 廣州 510170）

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷深化發(fā)展，城市中心軟土地基及開(kāi)挖工作已經(jīng)成為了工程建設(shè)進(jìn)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠給予人們?cè)诔鞘薪ㄔO(shè)和發(fā)展中更多的便利和快捷。在進(jìn)行作業(yè)的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)?shù)於ā霸牧显搭^管理、施工過(guò)程控制、工程細(xì)節(jié)控制”的工作理念，保證工作運(yùn)行的有效性和合理性。針對(duì)相關(guān)的參數(shù)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行深化的研究和探討，保證在工程項(xiàng)目的進(jìn)行中能夠最大限度的發(fā)揮軟土地基工藝的要點(diǎn)，保障工程整體的穩(wěn)定性和有效性。

1 軟土地基超大承載力鉆孔灌注樁施工地質(zhì)狀況

1.1 粉煤灰碎石樁施工

現(xiàn)階段工程軟土地基施工過(guò)程中，廣泛且高頻次使用的一項(xiàng)軟基施工技術(shù)就是粉煤灰碎石施工，此技術(shù)具備較高的成熟度，因而在工程軟土地基施工過(guò)程中，往往會(huì)對(duì)這一施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)先考慮?；谒嗉胺勖夯?、廢舊石屑等材料的合理利用，進(jìn)而以相應(yīng)比例為為依據(jù)，將材料進(jìn)行混合處理，同時(shí)將適量水混入其中，借此進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，這一工作流程就是技術(shù)原理所在。完成攪拌操作的后期，會(huì)有高粘合度的結(jié)構(gòu)材料逐漸形成，而這一材料可在工程軟基施工中進(jìn)行直接使用，確保具有極佳性能的復(fù)合墊層得以良好形成，通過(guò)這一復(fù)合墊層應(yīng)用，能夠有效施工工程軟土基，同時(shí)工程整體穩(wěn)定性也會(huì)有所提升。此外，從前文中粉煤灰碎石樁施工技術(shù)中應(yīng)用的材料等內(nèi)容可知，應(yīng)用此技術(shù)并不需要投入較多成本，因而其在多種工程施工中都十分適用。

1.2 軟基施工表層處理

工程施工中的一種常用技術(shù)為表層處理，此技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，需要在軟土基路基澆筑前進(jìn)行應(yīng)用，基于相應(yīng)設(shè)備應(yīng)用，有序排出軟土基水分，確保軟土基水分含量得以有效降低。在逐漸排出軟土基水分的過(guò)程中，就需要相應(yīng)施工人員基于沙礫的應(yīng)用，將墊層處理操作同時(shí)開(kāi)展，此時(shí)可對(duì)多種墊層材料加以選用，具體需要以施工實(shí)際環(huán)境和成本條件等為依據(jù)，確保選擇高性?xún)r(jià)比和適用的材料。如一般墊層處理時(shí)，都會(huì)對(duì)具有較好吸水性及隔水性的石灰石或石灰粉煤灰土等材料加以應(yīng)用，進(jìn)行墊層處理的主要目的在于將地基中水分向軟土基路面進(jìn)入現(xiàn)象給予有效避免，保障路面穩(wěn)定性不受影響。在進(jìn)行軟土基表層處理排水操作時(shí)，可在適當(dāng)位置開(kāi)挖水溝即可達(dá)到良好排水的目的，值得注意的是，對(duì)排水情況具有較大影響的因素是水溝位置，因此需要在軟土基施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境方面加強(qiáng)實(shí)時(shí)考察力度，確保排水水溝位置選擇及水溝尺寸規(guī)劃等更具合理性。

1.3 預(yù)應(yīng)力管樁

軟基施工技術(shù)中還包含預(yù)應(yīng)力管樁施工，通過(guò)這一施工技術(shù)的應(yīng)用能夠保障軟土及含水問(wèn)題得以有效改善，同時(shí)對(duì)軟土基沉降系數(shù)給予有效控制的可能性也較大，能夠?yàn)楣こ淌┕し€(wěn)定性提供更高效的維護(hù)作用。但值得注意的是，這一施工內(nèi)容開(kāi)展時(shí)往往會(huì)高要求施工技術(shù)，需要保障軟土基位置及范圍能夠準(zhǔn)確定位，通過(guò)這一基礎(chǔ)性條件才能保障預(yù)應(yīng)力管樁施工順利開(kāi)展。此外，在軟土基位置及范圍準(zhǔn)確確定的基礎(chǔ)上，需要施工人員測(cè)量軟土基各項(xiàng)數(shù)據(jù)，之后借助相關(guān)數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用明確打樁位置，此種方式能夠在一定程度上確保預(yù)應(yīng)力管樁施工效能充分發(fā)揮。在確定打樁位置之后，即可開(kāi)展具體打樁才走哦，此時(shí)需要現(xiàn)場(chǎng)施工人員以施工環(huán)境為依據(jù)，及時(shí)且適當(dāng)?shù)恼{(diào)整打樁工作，在以施工標(biāo)準(zhǔn)要求為嚴(yán)格依據(jù)開(kāi)展預(yù)應(yīng)力管樁施工時(shí)，才能保障其作用和價(jià)值充分發(fā)揮，進(jìn)而達(dá)到高質(zhì)量的軟基施工效果。

1.4 強(qiáng)夯施工

整式置換和樁式置換為強(qiáng)夯施工技術(shù)主要內(nèi)容，一般來(lái)說(shuō)此技術(shù)主要在工期有限且施工規(guī)模較大等的施工環(huán)境中進(jìn)行應(yīng)用，并且應(yīng)用過(guò)程中很多因素都會(huì)對(duì)這一施工技術(shù)產(chǎn)生影響，如砂井等都會(huì)影響技術(shù)效果，因此此技術(shù)應(yīng)用并不具備較高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對(duì)比其他一般的填土預(yù)埋來(lái)說(shuō)，強(qiáng)夯施工技術(shù)往往需要投入較多的成本費(fèi)用，但值得注意的是，強(qiáng)夯施工技術(shù)具有簡(jiǎn)單的施工工序，并且并不需要高水平的技術(shù)，其顯著優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在較強(qiáng)適用性方面，通過(guò)一些具體實(shí)踐表明，在應(yīng)用強(qiáng)夯施工技術(shù)的基礎(chǔ)上，軟土基路面承載力得到了有效提升，并且也收獲了較為顯著的施工效果，因而如果施工項(xiàng)目條件允許，就可對(duì)這一施工技術(shù)加以應(yīng)用。

1.5 現(xiàn)澆混凝土管樁

各類(lèi)道路交通施工中，最為常用的施工材料就是混凝土，現(xiàn)階段工程軟土基施工中，對(duì)軟土基問(wèn)題有效解決的一項(xiàng)重要技術(shù)就是現(xiàn)澆混凝土管樁施工技術(shù)，隨著這一技術(shù)的不斷優(yōu)化升級(jí)，使得其在一些高規(guī)格施工軟基施工過(guò)程得到了廣泛應(yīng)用。此技術(shù)施工顯著優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在簡(jiǎn)單的施工流程、較低成本、較大承壓力等方面，其主要是基于管腔上方位置錘頭震動(dòng)作用的利用、為內(nèi)外管形成的環(huán)形腔錘擊到要求深度提供保障，完成錘擊操作的后期，將適量混凝土關(guān)注在環(huán)形腔內(nèi)，加之后續(xù)良好拔管工作的開(kāi)展，為環(huán)形腔內(nèi)部混凝土和外部土形有完整的管樁形成，在此基礎(chǔ)上將適量砂石鋪設(shè)在樁上，確保復(fù)合地基逐步形成，達(dá)到軟基施工目的。

2 軟土地基超大承載力鉆孔灌注樁施工的關(guān)鍵因素

2.1 軟土地基方案優(yōu)化機(jī)制

軟土地基施工工藝具有綜合性、靈活性、多樣性的特點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)將當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)情況進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)行實(shí)地考察和整體預(yù)算，保證排樁鉆孔灌注樁結(jié)構(gòu)等能夠在合理有效的范圍內(nèi)進(jìn)行，盡量避免在工藝實(shí)施的過(guò)程中出現(xiàn)故障和問(wèn)題。與此同時(shí)結(jié)構(gòu)界限等要素進(jìn)行統(tǒng)籌分析能夠保障基坑的整體參數(shù)科學(xué)，建設(shè)效果完整等。

現(xiàn)階段軟土地基的施工工藝與傳統(tǒng)的軟土地基建設(shè)流程相比，應(yīng)當(dāng)對(duì)于工程運(yùn)行進(jìn)行整體方案的優(yōu)化，將支護(hù)結(jié)構(gòu)選用間隔挖孔樁處理方案，不僅能夠有效的便利施工建設(shè)，還能夠保證整體施工的有效性和穩(wěn)定性。值得注意的是應(yīng)當(dāng)對(duì)于接頭防水工作環(huán)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)的關(guān)注，保證其能夠得到進(jìn)一步的優(yōu)化處理[1]。

2.2 軟土地基結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中就應(yīng)當(dāng)保證各項(xiàng)的設(shè)計(jì)參數(shù)能夠滿(mǎn)足當(dāng)下的及社會(huì)需求，同時(shí)應(yīng)當(dāng)將既定的建設(shè)目標(biāo)的與現(xiàn)實(shí)需求相聯(lián)系，對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合化的處理和使用。軟土地基的建設(shè)過(guò)程中是存在眾多項(xiàng)目的協(xié)同合作下建立的。為了保障其中的建設(shè)項(xiàng)目能夠平穩(wěn)有效的推進(jìn)，在進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)保障建設(shè)安全機(jī)制的穩(wěn)定，科學(xué)計(jì)算建設(shè)參數(shù)，降低工程運(yùn)行中出現(xiàn)的故障和隱患幾率。

基于此，應(yīng)當(dāng)全面分析圈梁作用和建設(shè)進(jìn)程進(jìn)行詳細(xì)的分析，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠完整充實(shí)的建設(shè)，對(duì)于相關(guān)的建設(shè)進(jìn)程和步驟進(jìn)行綜合化的處理和優(yōu)化。只有保證工程建設(shè)的有效推進(jìn)才能夠更好地借助有限元增量法對(duì)支護(hù)樁結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)化分析。

當(dāng)混凝土樁基澆筑混凝土的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的漏洞和氣孔，進(jìn)行聲波檢驗(yàn)的過(guò)程中聲波遇到氣孔和漏洞會(huì)發(fā)生一定的變化，造成檢測(cè)結(jié)果的不穩(wěn)定性，影響后續(xù)的相關(guān)工作正常進(jìn)行。此類(lèi)現(xiàn)象能夠一定程度上表明樁基形狀設(shè)計(jì)與施工效果之間的失衡性，不利于工程建設(shè)順利推進(jìn)。因此，應(yīng)當(dāng)在建筑物樁基施工中進(jìn)行詳細(xì)的整合，保證樁基施工的穩(wěn)定性，并且對(duì)樁基施工之后的質(zhì)量進(jìn)行相應(yīng)的檢查，保證樁基能夠具備良好的使用效果。

2.3 地基監(jiān)測(cè)方案優(yōu)化

在確定了軟土地基工藝的建設(shè)基調(diào)和整體進(jìn)程之后，應(yīng)當(dāng)針對(duì)其中的每一項(xiàng)環(huán)節(jié)都進(jìn)行詳細(xì)的整合和研究，檢測(cè)其中的工藝是否能夠滿(mǎn)足當(dāng)下國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。需要進(jìn)行檢測(cè)和排查的項(xiàng)目有支護(hù)樁、支撐結(jié)構(gòu)、地表結(jié)構(gòu)、毗鄰建筑結(jié)構(gòu)以及地下水。在進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)保證測(cè)量的結(jié)果和流程都能夠滿(mǎn)足國(guó)家的要求和標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)下在行業(yè)中選擇的測(cè)量形式是精密光學(xué)測(cè)量和水位孔測(cè)量，能夠保證測(cè)量結(jié)果的真實(shí)有效，奠定良好的工程建筑基礎(chǔ)[2]。

例如，常規(guī)情況下支護(hù)樁的測(cè)點(diǎn)布置是沿用基坑模型，在基坑四周布置18個(gè)支護(hù)樁、支撐力支出4，地表結(jié)構(gòu)是20米。

3 軟土地基超大承載力鉆孔灌注樁施工工藝要點(diǎn)

我國(guó)某城市主干道改造工程，道路全長(zhǎng)為1264m，應(yīng)用寬度為35m，結(jié)構(gòu)為二灰土底基層、水泥穩(wěn)定碎石基層和瀝青混凝土面層，經(jīng)過(guò)施工前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的勘查發(fā)現(xiàn)，存在一部分軟土地質(zhì)，需要軟土地基處理面積為1146平方米，路基的寬度約為30米，施工人員根據(jù)不同的情況應(yīng)用了軟基施工技術(shù)，在完成施工之后對(duì)各個(gè)路段土層進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果表明軟土地基施工技術(shù)的有效應(yīng)用可以使建筑的強(qiáng)度提高。

3.1 預(yù)測(cè)承載能力

其實(shí)在實(shí)際工程中沉樁深度較大的情況很少，畢竟加大深度需要增加成本，同時(shí)也算設(shè)計(jì)疏忽，請(qǐng)將沉樁深度較大改為沉樁施工階段發(fā)生樁位偏移，會(huì)導(dǎo)致柱網(wǎng)無(wú)法落在樁基上，上部結(jié)構(gòu)重量不能直接通過(guò)樁基傳至持里土層。

在工程建筑中樁基傾斜過(guò)大的主要原因是，預(yù)制樁的質(zhì)量不符合既定標(biāo)準(zhǔn)，在沉樁過(guò)程中樁頂面傾斜角度與樁頂部位置之間設(shè)定不正確，在打樁過(guò)程中極易引發(fā)樁基傾斜現(xiàn)象，沉樁過(guò)程中樁基的角度不正確，與地面之間未能正確垂直，樁錘、樁帽、樁身三者之間未能形成直線(xiàn)，樁基沉降的過(guò)程中產(chǎn)生偏差，沉樁過(guò)程中地下有堅(jiān)硬鋒利器物，影響沉樁路線(xiàn)，在打樁過(guò)程中形成了擠土效應(yīng)等等。在工程建筑的施工過(guò)程中單樁承載力與設(shè)計(jì)要求失衡的表現(xiàn)主要由于沉樁深度不足，亦或是沉樁位置偏移，導(dǎo)致樁基難以承擔(dān)上層建筑的重量。沉樁施工階段發(fā)生樁位偏移，會(huì)導(dǎo)致柱網(wǎng)無(wú)法落在樁基上，上部結(jié)構(gòu)重量不能直接通過(guò)樁基傳至持里土層。與此同時(shí)，樁基傾斜過(guò)大也會(huì)影響單樁承載力情況，在工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的勘察成果缺少準(zhǔn)確性，地基承載力計(jì)算數(shù)值不正確，導(dǎo)致后續(xù)相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算出現(xiàn)問(wèn)題

3.2 混凝土管樁技術(shù)

預(yù)制管直徑需要在300mm-400mm之間，進(jìn)而降低斷樁風(fēng)險(xiǎn)，如混凝土預(yù)制管直徑過(guò)大，需要充分利用混凝土管樁的承載力，避免造成承載力過(guò)度浪費(fèi)。在進(jìn)行綜合性考慮后，該項(xiàng)目工程在實(shí)際施工時(shí)選擇了400mm直徑的混凝土管樁，荷載＞6.51。混凝土管樁的判斷依據(jù)為單樁承載能力，且實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要確定周邊基土的性質(zhì)，且需要根據(jù)荷載情況確定PHC管樁的距離。如實(shí)際應(yīng)用時(shí)管樁距離過(guò)小，將會(huì)大量浪費(fèi)混凝土管樁承載力，因此應(yīng)將相鄰的管樁距離進(jìn)行控制。同時(shí)，如管樁距離過(guò)大，將會(huì)使承載力降低。該工程實(shí)際建設(shè)需要考慮當(dāng)前軟基性質(zhì)等多方因素，并將各類(lèi)因素進(jìn)行整體評(píng)估，最后將距離控制在2.45m以?xún)?nèi)?；炷凉軜兜臉堕L(zhǎng)度，需要將阻力參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，最后確定阻力參數(shù)值[5]。

3.3 采用深層石灰攪拌技術(shù)

將深層石灰攪拌技術(shù)在建筑工程軟土地基中加以運(yùn)用，可以有效保證道路軟土地基的穩(wěn)定性。水泥施工對(duì)比石灰施工，水泥施工施工工藝應(yīng)用效果較差，因此在軟土地基處理環(huán)節(jié)，可以運(yùn)用深層石灰攪拌方法進(jìn)行對(duì)軟土地基的處理，深層石灰攪拌施工方法的具體應(yīng)用如下。

（1）在軟土地基中加入適量砂石

（2）在進(jìn)行砂石填入后，進(jìn)行石灰填入并對(duì)其進(jìn)行攪碎處理

該工程運(yùn)用深層石灰攪拌方法有效施工了軟土地基，使軟土地基更為穩(wěn)定，使用年限大大增加。

3.4 采用高壓噴射注漿技術(shù)

該工程在軟土地基施工處理上采用高壓噴射注漿方法，高壓噴射注漿方法的實(shí)用性較強(qiáng)，能夠提升軟土地基的處理效果，且操作相對(duì)簡(jiǎn)單，使路基工程的軟土地基發(fā)揮其應(yīng)有作用。在采用高壓噴射注漿方法時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題，見(jiàn)表1。

表1.高壓噴射注漿法注意事項(xiàng)

3.5 采用換填技術(shù)

換填技術(shù)主要是將地基中的表層耕土全部挖除之后進(jìn)行換填，該工程在施工中將雜填土放置于于坡上，部分殘土采用表層壓實(shí)技術(shù)，以此將軟土和軟土之上的物質(zhì)全部處理。對(duì)于軟土層而言，如果其底埋深度大于3m，可以采用深層處理技術(shù)，如果小于3m可以采用換填法比較合適，但是具體的施工方法需要結(jié)合實(shí)際地質(zhì)區(qū)域決定，該方法成本較低，并且其不僅能夠高質(zhì)量的完成地基施工施工，同時(shí)對(duì)于環(huán)境保護(hù)方面也有著巨大的促進(jìn)意義，在淤泥層較薄或者路基填方不高的路段都可以應(yīng)用換填技術(shù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在軟土地基施工中，使用鉆孔灌注形式能夠有有效改良樁基建設(shè)質(zhì)量、控制成孔效果，利用氣舉循環(huán)的形式進(jìn)行孔，在灌裝、注漿等后續(xù)工藝措施，能夠提升單樁承載壓力近30%。軟土地基超大承載力的情況在我國(guó)工程建設(shè)中具有極強(qiáng)的代表性，是當(dāng)下工程建設(shè)中不可或缺的重要組成部分。在當(dāng)下的建筑工程中軟土地基技術(shù)已經(jīng)逐漸得到了深化的改革和應(yīng)用，能夠?yàn)槲覈?guó)的工程建筑提供穩(wěn)定的技術(shù)支持，提升了我國(guó)工程建設(shè)的整體水平。