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岩溶地区建筑桩基施工问题与策略

时间:2020-12-31    点击: 次    来源:公务员    作者:网络 - 小 + 大

摘要:为解决传统岩溶地区建筑桩基施工质量差的问题,分析岩溶地区建筑桩基施工存在的问题,其中常见的包括:漏浆、塌孔、成孔过程中遇孤石造成下钻困难及偏孔,在此基础上提出岩溶地区建筑桩基施工问题的应对策略,在保证桩基施工符合设计要求,通过多种技术措施解决岩溶地区建筑桩基易塌孔、偏孔等等问题,进而提高岩溶地区建筑桩基施工质量。

关键词:岩溶地区;建筑桩基;成桩措施

建筑桩基施工作为工程施工中的重要部分,其建筑桩基施工质量能够直接决定整体工程的施工质量[1]。根据建筑物布局,本工程桩基分为主楼承压桩490根,地下室部分抗浮桩370根,桩型为现浇灌注桩,桩径均为900mm。根据设计要求主楼桩单桩抗压承载力不小于5500KN,桩端应进入中风化石灰岩层1d以上;地下室桩单桩抗拔承载力不小于800KN,有效桩扣除桩身范围内的土溶洞后应大于15m,并进行桩端后注浆处理。根据地勘报告探明的地质情况:场地内遍布小型溶洞,局部存在大型溶洞,破碎中风化石灰岩分布广泛,上部砂卵石层厚度较大。基于岩溶地区的地质特征,很容易在施工过程中出现渗漏问题,导致岩溶地区建筑桩基施工具有很高的难度系数。为此,本文提出岩溶地区建筑桩基施工存在的问题与应对策略研究,通过分析岩溶地区建筑桩基施工存在的问题,并提出相对的应对策略,致力于从根本上提高岩溶地区建筑桩基施工质量。

1岩溶地区建筑桩基施工存在的问题

本次工程区域建设用地面积2.4万m2,根据地质勘查结果表明:上部为由粉质粘土,砂卵石组成,中部分布为粉质粘土,石灰岩属可溶性岩,岩体裂隙发育,成为地下水的良好通道。根据地质勘察,设计拟定的桩端持力层中风化石灰岩层埋深18.10~53.40m不等,起伏大,地质条件复杂。岩溶地区建筑桩基施工原理是利用钻头设备进行冲击破岩,并将泥浆、清水或压气形成正循环,在循环过程中将破碎的岩石碎屑从孔内排除,从而达到对大口径井清洗和护壁的作用。虽然当前这项施工技术具有安全作业的优势,但若在施工过程中相应的设备、工艺、管理等方面存在问题,也会造成安全事故问题的发生,轻则会影响整个工程施工后的质量,重则会造成整个工程出现严重的地基不稳,使整个工程出现人员伤亡和经济财产损失。为保证承载力要求,避免承桩下沉塌陷,施工前对主楼490根端承桩全部进行一桩一孔勘察,探明桩身范围内的土洞、溶洞分布情况,特别是桩端下部5~8m范围内是否存在溶洞,确保桩端下部岩层具备足够承载力。在实际施工中采用冲击钻机和旋挖钻桩两种机械成孔方式。遇到的主要问题有漏浆、塌孔、成孔过程中遇孤石造成下钻困难及偏孔等问题:⑴因本项目上部砂卵石层较后,因砂卵石可塑性低、透水性强的特点,施工的成孔过程中时常发生漏浆,漏浆严重时形成塌孔,造成材料浪费、机械损伤、工期延误等,因此发生漏浆初期及时采取措施制止漏浆继续发生,保持护壁浆体高度不下降以维持浆体对孔壁的压力尤为关键;⑵岩土交界面易形成和发育土洞,在桩孔的位置存在土洞,成孔时钻头的冲击极易破坏土洞穹顶稳定,产生塌陷,严重时形成地面塌陷,造成人员机械损失伤亡,因此桩孔下部存在较大土洞时应先行处理后再进行成孔施工;⑶土层中局部残留粒径较大的岩石,造成钻头下钻困难,特别是岩石位于桩孔一侧时,易造成冲击钻机的钻头偏移,造成偏孔影响桩身质量,严重时钢筋笼无法下放至底部,无法成桩;⑷根据设计的单桩承载力要求,当作为桩端持力层的石灰岩层5~8m范围内的存在溶洞的,应继续向下成孔,桩身应穿过溶洞方可终孔,但穿溶洞的成孔过程中易出现卡锤、掉钻等情况。

2岩溶地区建筑桩基施工存在问题的应对策略

针对上述岩溶地区建筑桩基施工存在的问题,本文提出相应的应对策略,进而解决岩溶地区建筑桩基施工存在问题。⑴成孔过程中较容易出现的漏浆问题,发生初期根据桩孔内护壁浆体下降的情况,迅速往桩孔内回填黄土、袋装水泥等材料,提高护壁浆体的浓度,控制漏浆的速度;若护壁浆体下降速度较快时,可配合回填块料毛石、片石等材料;若是漏浆无法制止时,可回填的泥浆中掺入重钙粉、硅酸钠溶液(称水玻璃)等固结材料;待漏浆缓解后,应不间断补浆,保证浆体的护壁高度,同时应静止8~12h以上,待桩孔壁固结稳定后方可继续施工。⑵针对施工桩身范围内存在的土洞,首先应根据地勘报告判断土洞类型为填充型土洞还是空土洞或半填充型土洞以及土洞的高度。为防止漏浆,空土洞或半填充型土洞一般需进行处理后再施工,常规的土洞处理办法有挖填、灌砂或混凝土、高压旋喷注浆、注浆处理等,对于土洞埋深较浅的,也可下放钢护筒穿过土洞。⑶成孔过程中遇到粒径较大的岩石,特别是卵石,因岩石硬度大,造成下钻困难,可加大冲击钻机提升行程以提高冲击力,并更换钝角尖头钻头,先将岩石冲击破碎后再按常规方法施工;当岩石位于桩孔一侧时造成偏孔无法垂直下钻石,可回填C40以上高标号混凝土及花岗岩等高硬度块石,将孤石包裹并将孤石部位的桩孔填充平整,待混凝土达到一定强度后再行成孔施工。⑷穿溶洞施工时,也需根据勘察报告判定溶洞内的填充情况,若为空洞或半填充溶洞时先进行注浆填充处理,成孔过程中应严格控制冲击钻机提升行程,避免提升行程过快过长导致钻探上部碰撞溶洞顶部导致卡锤,甚至掉钻。⑸因砂卵石层可塑性低、透水性强,在穿此层成孔施工时,可采用加长钢护筒下放成孔跟进穿过砂卵石层的方式解决漏浆、塌孔的问题,因砂卵石分布普遍位于较上的土层,也便于钢护筒的拔出回收。⑹在同一地质情况场地施工过程可先易后难,遇多次漏浆塌孔的桩孔,可回填不做处理,先行施工周边桩孔,待周边桩孔完成后再施工此桩孔,大多数桩孔的漏浆塌孔情况会大大改善;若遇土洞、溶洞特别发育的区域,大部分桩位均无法成孔时,可在此区域场地内呈梅花状布置注浆孔,采用钻机成孔下放注浆管进行注浆处理固结土层及填充孔隙后再成孔施工,但此方式耗时较长,且注浆量不易控制,经济性较差应慎重采用。⑺采用泥浆护壁灌注桩混凝土浇筑时均应采用导管水下灌注,桩身的混凝土需采用水下混凝土。灌注混凝土之前,必须严格进行孔底清渣工序。孔底沉渣厚度应符合设计要求,一般端承桩≤50mm、摩擦桩≤100mm;⑻桩施工后,需根据检测规范要求进行竖向承载力静载试验检测,检验的桩数≥总桩数的1%且应≥3根。抗拔桩应进行单桩竖向抗拔检测,检测的桩数≥1%的总抗拔桩数且≥3根。以中风化石灰岩层为持力层的嵌岩桩,施工后采用钻孔抽芯法或声波投射法检测的桩身的完整性,检测数量应≥总桩数的10%,且应≥10根;对于非嵌岩桩,应分别用钻芯法或声波透射法、低应变对工程桩进行桩身质量检验。

3严格遵守建筑桩基施工图纸及勘察报告施工

在岩溶地区建筑桩基施工过程中,基于在设计建筑桩基施工图纸时已经充分考虑了岩溶地区的特质特点,因此,在岩溶地区建筑桩基施工中,必须严格遵守建筑桩基施工图纸设计要求,施工注意要点包括:施工前应认真、仔细阅读建筑桩基施工图设计说明,着重关注其中的施工注意事项内容,及其他图纸中的文字注明。勘察报告是指导桩基施工的重要基础资料,剖面图详细体现了施工区域的土层、岩层分布情况,厚度等(如图1所示),单桩单孔的柱状图明确体现了各桩桩身范围内的各种地质情况及是否存在土洞、溶洞等信息,因此施工前应认真熟悉,根据地质情况采取针对性的施工措施,确保顺利成孔成桩。

通过岩溶地区建筑桩基施工存在的问题与应对策略研究,能够取得一定的研究成果,解决传统岩溶地区建筑桩基施工中存在的问题。由此可见,本文提出的应对策略是具有现实意义的,能够指导岩溶地区建筑桩基施工方法优化。在后期的发展中,应注意本文所提策略在岩溶地区建筑桩基施工中的应用力度。目前来看,针对岩溶地区建筑桩基施工存在的问题与应对策略研究仍存在一些问题,在日后的研究中还需要进一步对岩溶地区建筑桩基施工方法的优化设计提出深入研究,为提高岩溶地区建筑桩基施工质量提供建议。

参考文献

[1]李红.公路工程岩溶地区桩基施工中存在的问题及对策分析[J].建筑技术开发,2020,47(05):154-156.

[2]秦云,张军,解志勇,等.昆明岩溶地区桩基设计和施工问题探讨[J].建筑技术,2019,050(010):1166-1169.

[3]杜海龙,贺茉莉,罗小斌,等.岩溶地区某广场钻孔灌注桩基础补强加固设计与新技术[J].中国岩溶,2019,38(04):600-606.

[4]张庆.岩溶地区公路桩基施工常见问题及解决对策[J].工程建设与设计,2019,408(10):54-55.

[5]李想,尹骥,卫佳琦,等.深覆盖岩溶地区高层建筑桩基优化实践[J].中国岩溶,2019,038(004):591-599.

作者:王嘉威 单位:龙岩市安居住宅建设有限公司

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