復(fù)雜地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁成樁實(shí)例

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1、工程概況和工程地質(zhì)  
    某工程位于錢塘江北岸濱江地塊，地基土由沖海相砂土和海灣相軟土組成，地下水位高，由于土體形成時(shí)間較短(系圍墾而成)，土體結(jié)構(gòu)差，含砂量高，且極不穩(wěn)定，而且局部地表下有一層厚約4m由30～100cm塊石組成的塊石層，在較深處還有零星拋石，給樁基的施工帶來了很大的困難(表1)。 

     表1 土層物理力學(xué)指標(biāo)
    土層編號(hào)及名稱 層厚(m) 含水量  
    w(%) 重度γ(kN/m3) 孔隙比e壓縮模量Es(MPa) 樁周土摩阻力  
    (kPa) 樁端土承載力(kPa) 承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa) 
    ①粉質(zhì)粘土 2.00～5.5031.9 18.8 0.910 7.5 12 -- 120  
    ①-1淤泥 0.50～1.70 --16.5 -- -- 4 -- 45  
    ②-1塊石 0.30～8.70 --22.0 -- -- -- -- 150  
    ②粉質(zhì)粘土 0.00～9.4032.8 18.3 0.919 5.0 12 -- 90  
    ③-1粉土 0.40～8.4030.2 19.2 0.840 9.0 20 -- 130  
    ③-2粉砂 2.00～5.8029.8 19.3 0.829 16.2 25 1800 170  
    ③-3粉質(zhì)粘土 2.50～4.8033.5 18.9 0.922 9.1 -- -- 120  
    ④淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 1.90～3.9038.5 18.0 1.104 4.17 -- -- 90  

    2、樁基方案選擇及其施工工藝  
    由于①、②層粉質(zhì)粘土易產(chǎn)生振動(dòng)液化，在類似工程地基處理中曾有采用沉管灌注樁產(chǎn)生大面積斷樁失敗的事例，設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)多方比較最終選用550水下鉆孔灌注樁，設(shè)計(jì)要求樁尖進(jìn)入持力層③-2層4d以上，樁長(zhǎng)約15m，單樁承載力設(shè)計(jì)值420kN。  
    在所述地質(zhì)條件下，保證成樁質(zhì)量必須解決：擊穿塊石層，使成孔后塊石層部分孔壁不發(fā)生坍塌、縮頸；碰到大漂石要確保成孔質(zhì)量；鉆孔過程中因土體不穩(wěn)定要防止土體流動(dòng)并保證成孔后不發(fā)生縮頸。針對(duì)以上情況，采用了以下施工工藝：  
    (1)為穿透塊石層采用“沖擊+回旋”的工藝。在地表面至塊石層底用700沖擊鉆頭沖擊造孔，并放置鋼護(hù)筒至塊石層底護(hù)壁，以防止成孔后坍塌和縮頸。要保證護(hù)筒不移位，在護(hù)筒外空隙用黃泥均勻分層填筑以使護(hù)筒能保持垂直。放置護(hù)筒后，沖擊鉆機(jī)移位，再改用10型回旋鉆機(jī)鉆孔至持力層。成孔后將護(hù)筒留在孔內(nèi)。 
    (2)部分孔位存在有較大的漂石，采用上下反復(fù)掃孔將漂石擠入土體。若無(wú)法擠掉漂石，則調(diào)用沖擊鉆機(jī)擊碎處理。 
    (3)為防止土體流動(dòng)，一是采用跳打施工工藝，跳打間距控制在10d。因按順序施工，成孔時(shí)將由于鄰樁間的混凝土側(cè)向擠壓使孔壁不穩(wěn)定，極易導(dǎo)致土體流動(dòng)，改用跳打工藝后，先打的樁的混凝土已固化，不再產(chǎn)生側(cè)向擠壓力，可消除順序施工時(shí)因側(cè)向擠壓而引起的孔壁不穩(wěn)定；二是要在鉆頭進(jìn)入易流動(dòng)的土層時(shí)放慢鉆進(jìn)速度，并用優(yōu)質(zhì)泥漿摻加白泥以提高泥漿的粘性(造孔時(shí)泥漿密度控制在1.3～1.5kg/m３之間)，增加護(hù)壁效果。 
    3、成樁情況及試驗(yàn)結(jié)果  
    采用上述工藝先施工兩根試樁，成樁后經(jīng)過靜載試驗(yàn)(表2)，單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值分別為426kN和492kN滿足設(shè)計(jì)承載力要求。按照試樁施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)施工工藝作適當(dāng)調(diào)整后全面進(jìn)行工程樁施工，共施打500余根樁，動(dòng)測(cè)結(jié)果表明：70%成樁完好符合設(shè)計(jì)要求，29%有輕度縮頸但基本不影響原設(shè)計(jì)強(qiáng)度，僅有極個(gè)別存在嚴(yán)重縮頸和夾泥現(xiàn)象需采取加固補(bǔ)強(qiáng)處理。但普遍存在充盈系數(shù)較大的情況，說明用這種施工工藝成樁時(shí)擴(kuò)孔現(xiàn)象較嚴(yán)重。 
    表2 靜載試驗(yàn)結(jié)果  
    試樁編號(hào) 最大試驗(yàn)荷載  
    (kN) 最大沉降量  
    (mm) 極限承載力  
    (kN) 承載力標(biāo)準(zhǔn)值
    (kN) 承載力標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)應(yīng)的沉降量(mm) 
    S1 710 16.64 ＞710426 4.31  
    S2 820 25.32 ＞820492 4.20  
    基礎(chǔ)澆筑到標(biāo)高±0.00m后，即實(shí)施沉降觀察測(cè)量。上部結(jié)構(gòu)結(jié)頂時(shí)，建筑物的沉降僅3～9mm，不均勻沉降較小，滿足國(guó)家規(guī)范要求。