巖土工程地基與樁基礎(chǔ)處理技術(shù)

唐小剛

摘? 要：在巖土工程施工中，基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的施工對(duì)整個(gè)工程的施工安全和質(zhì)量起著決定性的作用。由于巖土工程施工處理技術(shù)的復(fù)雜性和難度，需要在實(shí)際施工中對(duì)施工處理技術(shù)和操作要求進(jìn)行更全面的分析，通過(guò)詳細(xì)的分析，合理選擇施工工藝，可以促進(jìn)巖土工程有序建設(shè)，保證我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)整體水平的提高。

關(guān)鍵詞：巖土工程;地基;樁基礎(chǔ);處理技術(shù)

1 巖土工程的概念與發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對(duì)工程建設(shè)行業(yè)的水平要求越來(lái)越高，而土木工程是工程建設(shè)行業(yè)的重要組成部分。在新的歷史時(shí)期，必須有效提高土木工程的質(zhì)量，以促進(jìn)我國(guó)工程的順利發(fā)展。在工程建設(shè)過(guò)程中不難發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的大部分工程建設(shè)都與土木工程直接相關(guān)，即巖土工程是土木工程的一種。在工程建設(shè)過(guò)程中，巖土性質(zhì)對(duì)整個(gè)工程的發(fā)展起著重要的作用。因此，在土木工程實(shí)踐過(guò)程中，有必要對(duì)整個(gè)工程場(chǎng)地的巖土進(jìn)行研究，這就是所謂的巖土工程技術(shù)。在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巖土工程主要是通過(guò)分析施工現(xiàn)場(chǎng)巖土工程的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，找出巖土工程中可能影響整個(gè)工程質(zhì)量的潛在問(wèn)題，并采取合理措施加以解決，確保項(xiàng)目的順利開(kāi)展。巖土工程復(fù)雜，可分為基礎(chǔ)和基礎(chǔ)、基坑工程、邊坡處理等地下工程。由于巖土工程的特殊性，對(duì)其科學(xué)技術(shù)水平有很高的要求。巖土工程嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是土木工程的一個(gè)分支，1773年被稱(chēng)為獨(dú)立技術(shù)。經(jīng)過(guò)近50年的發(fā)展，我國(guó)巖土工程技術(shù)已逐漸成熟。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)建設(shè)的新的歷史時(shí)期，巖土工程發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，對(duì)工程建設(shè)項(xiàng)目的發(fā)展具有重要意義。

2 巖土的性質(zhì)特點(diǎn)分析

2.1 不穩(wěn)定性

在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，工程建設(shè)行業(yè)對(duì)巖土材料本身有很高的要求，以保證項(xiàng)目的順利開(kāi)展。巖土工程本身性質(zhì)復(fù)雜，易受氣候、水文和其他條件等外部因素的影響，且具有很強(qiáng)的不穩(wěn)定性。施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較復(fù)雜，施工過(guò)程中不可避免地會(huì)發(fā)生施工環(huán)境的變化，這使得巖土性質(zhì)和巖土內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能因這種變化而產(chǎn)生新的變化，使巖土的性質(zhì)不能滿(mǎn)足施工的實(shí)際需要。這反映了巖土工程的重要性。隨著技術(shù)水平的不斷提高，探孔技術(shù)在巖土工程實(shí)際施工中得到了廣泛的推廣，對(duì)正確檢測(cè)巖土性質(zhì)起著重要作用。此外，該技術(shù)能及時(shí)捕捉工程檢測(cè)數(shù)據(jù)的變化，使相關(guān)人員能根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)施工方案，以確保施工方案的科學(xué)合理性和巖土工程的順利開(kāi)展。

2.2依賴(lài)關(guān)系

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)工程建設(shè)行業(yè)不斷發(fā)展，技術(shù)水平得到有效提高。我國(guó)巖土工程技術(shù)發(fā)展水平不斷提高，相關(guān)機(jī)制不斷完善。在新階段，巖土工程的發(fā)展融合了高壓水射流切割技術(shù)，衍生出高壓噴射灌漿方法。超聲波技術(shù)和液壓技術(shù)使巖土工程的發(fā)展更加科學(xué)。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著我國(guó)技術(shù)水平的提高，我國(guó)巖土工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)了翻身，在新的歷史時(shí)期得到了快速發(fā)展。因此，巖土工程技術(shù)的發(fā)展具有一定的依賴(lài)性。巖土工程的復(fù)雜性對(duì)其技術(shù)水平提出了很高的要求。對(duì)技術(shù)水平的依賴(lài)，使得相關(guān)部門(mén)必須在新階段開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù)，以促進(jìn)我國(guó)土木工程的順利發(fā)展。

3 巖土工程中常見(jiàn)樁基礎(chǔ)質(zhì)量問(wèn)題及處理技術(shù)

3.1 樁體傾斜

在樁基傾斜問(wèn)題發(fā)生時(shí)，會(huì)對(duì)樁身承載力和完整性產(chǎn)生較大影響，對(duì)樁基結(jié)構(gòu)的應(yīng)力造成很大危害。可以選擇樁加固、壓密注漿、設(shè)置錨桿靜壓樁或改變基礎(chǔ)板形式等方法。

樁加固是在超前傾斜管樁附近設(shè)置附加預(yù)應(yīng)力管樁或鉆孔樁，以補(bǔ)充樁基承載力的要求。壓密灌漿是在管芯內(nèi)設(shè)置鋼筋籠，并灌入適量的砂礫石混凝土材料對(duì)管樁進(jìn)行加固。改變基礎(chǔ)板的形式是將原有的設(shè)計(jì)板調(diào)整為整體板式基礎(chǔ)的形式，以解決樁身傾斜和偏移的問(wèn)題。

3.2懸浮樁

在巖土樁基礎(chǔ)施工中，由于樁壓入地基土中的擠土效應(yīng)，使樁間土原有結(jié)構(gòu)受到擾動(dòng)，使土體相互擠壓，孔隙變小，孔隙水壓力增大。因此，土壤在水平方向上橫向移動(dòng)，在樁端和持力層之間形成較大間隙，導(dǎo)致管樁上浮并形成懸浮樁。針對(duì)懸樁存在的問(wèn)題，可選擇再壓樁、增加承臺(tái)、樁底后壓漿、補(bǔ)樁等處理技術(shù)。對(duì)已吊裝的管樁，采用復(fù)壓法，靜壓后對(duì)管樁進(jìn)行承重復(fù)壓作業(yè)，使管樁尖高程滿(mǎn)足持力層控制要求。

3.3異常斷樁

在土工基樁施工過(guò)程中，如果樁體受到外力沖撞，在土體滲透過(guò)程中與硬障礙物發(fā)生碰撞，或兩個(gè)連接樁保持在同一軸線上，可能會(huì)引起樁身斷裂問(wèn)題，從而影響樁基結(jié)構(gòu)的性能。為有效解決斷樁問(wèn)題，應(yīng)綜合分析斷樁原因和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件。

3.3.1原位補(bǔ)樁法

挖除樁孔內(nèi)的斷樁體，清除孔底壁上的殘?jiān)?，并將混凝土重新灌入樁孔?nèi)凝結(jié)成新的樁體。另外，可以對(duì)原樁孔進(jìn)行回填和壓實(shí)，并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行二次鉆孔、沖孔和混凝土澆筑。

3.3.2樁連接方法

當(dāng)斷樁位置較淺，樁身完整性較好時(shí)，可采用接樁法，采用法蘭螺栓連接或硫膠泥錨固等工藝，將適當(dāng)數(shù)量的預(yù)制樁打入樁孔，將預(yù)制樁與斷樁頂部連接，形成完整的樁體結(jié)構(gòu)。

3.3.3加樁法

樁斷后，樁基礎(chǔ)兩側(cè)設(shè)置附加樁，形成“樁柱”，減少斷樁對(duì)樁基結(jié)構(gòu)的影響。該方法具有局限性，施工成本高，不能用于群樁結(jié)構(gòu)。

3.4灌注樁技術(shù)

在巖土工程中，常見(jiàn)的樁基礎(chǔ)處理技術(shù)可分為鉆孔灌注樁技術(shù)和預(yù)制樁技術(shù)。鉆孔灌注樁技術(shù)可分為三種技術(shù)：鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁和沉管灌注樁。

3.4.1鉆孔樁

通過(guò)機(jī)械鉆進(jìn)，在地基土層中挖出若干樁孔，將鋼筋籠固定安裝在樁孔中，將適量的混凝土漿料倒入樁孔中，在泥漿固化硬化后形成樁結(jié)構(gòu)。該技術(shù)具有單樁承載力高、施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

3.4.2人工挖孔灌注樁

人工開(kāi)挖在孔底放置鋼筋籠，澆筑混凝土形成管樁。與其他處理工藝相比，人工挖孔灌注樁的施工效率較低，但單樁承載力較高?？芍苯佑^測(cè)土層變化，提前預(yù)防和解決樁身?yè)隙鹊荣|(zhì)量問(wèn)題。

3.4.3 沉管灌注樁

采用鋼管擠土法，利用振動(dòng)器進(jìn)行振動(dòng)沉管，將振動(dòng)器產(chǎn)生的豎向振動(dòng)力施加到樁管上，將樁管壓入地基土層。在樁管內(nèi)灌注適量混凝土，同時(shí)進(jìn)行拔管和振動(dòng)作業(yè)，緩慢拔出樁管，在基礎(chǔ)土層中形成混凝土灌注樁。與其他處理技術(shù)相比，它可以防止樁體出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)出現(xiàn)懸空，確保管樁滿(mǎn)足持力層的要求，改善樁體表面的浮漿。由于擠土效應(yīng)的影響，成樁容易發(fā)生傾斜斷裂和位移。

3.5預(yù)制樁技術(shù)

在大多數(shù)巖土工程中，常用的樁基礎(chǔ)預(yù)制樁技術(shù)是預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和混凝土實(shí)心方樁技術(shù)。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)可分為后張法預(yù)應(yīng)力管樁和先張法預(yù)應(yīng)力管樁。

以先張法預(yù)應(yīng)力管樁為例，采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型工藝預(yù)制空心圓柱混凝土管樁，并采用錘擊法、噴水法等方法將管樁打入樁位設(shè)計(jì)標(biāo)高，靜壓法和中等開(kāi)挖法。該技術(shù)具有承載力高、工期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)。混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30及以上的預(yù)制方截面樁采用混凝土實(shí)心方樁技術(shù)，當(dāng)樁身長(zhǎng)度超過(guò)12M時(shí)，應(yīng)分段預(yù)制樁身，并在打樁過(guò)程中進(jìn)行延伸。與預(yù)應(yīng)力混凝土管樁相比，混凝土實(shí)心方樁具有承載性能高、耐久性好、形狀長(zhǎng)度和截面可選、制造質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。

結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際施工過(guò)程中，地基處理技術(shù)和樁基礎(chǔ)處理技術(shù)是非常重要的組成部分。合理應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)不僅可以節(jié)約更多的人力物力，而且可以將對(duì)環(huán)境的破壞控制在合理的范圍內(nèi)。由于我國(guó)各地區(qū)的施工環(huán)境差異較大，在施工過(guò)程中選擇施工工藝十分重要，應(yīng)因地制宜采取措施，確保后續(xù)施工的順利進(jìn)行，提高巖土工程的整體施工質(zhì)量。

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