松散地層塌孔分析及解決措施

松散地層塌孔分析及解決措施1?工程概況江灣國際樁基及基坑支護工程項目位于江漢六橋引橋西北側(cè)，緊鄰漢江。該項目8#樓基礎(chǔ)采用旋挖成孔混凝土灌注樁，孔徑中800，設(shè)計樁長約50m，為摩擦型樁,持力層為（6）層細沙混卵礫石。場地地質(zhì)條件為：①雜填土，深淺不一。最深達7.3m，松散狀態(tài)；②一③為粘土，3-18m埋深，軟塑狀態(tài)，局部夾粉土；④粉質(zhì)粘土與粉細砂互層，軟塑狀態(tài)；⑤粉細砂層，深度越深，密實度越好；⑥細沙混卵礫石層，卵礫石含量40-50%，飽和、中密狀態(tài)。塌孔情況江灣國際項目8#號樓采用兩臺旋挖鉆機進行施工，施工過程中，8#號機接連發(fā)生塌孔情況，我們觀察發(fā)現(xiàn)，塌孔位置都發(fā)生在孔深5-9米（相對標高-5.0—9.0）。經(jīng)查閱地質(zhì)勘察報告，此位置恰好為雜填土和粘性土交界位置，為松散地層。根據(jù)混凝土隨灌隨測分析，得出孔身情況如圖一所示。ffl-粘曲蚯㈱塌孔會降低鉆孔的質(zhì)量，導(dǎo)致鉆孔成孔時間延長，進而影響工程工期，而且還會導(dǎo)致混凝土的嚴重超灌，增加施工成本，如表1所示為8-19,8-31兩個鉆孔成孔時間和超方情況。表1塌孔鉆孔施工情況施工日期樁號成孔時間理論砼量實際砼量充盈系數(shù)2014/5/68-19825.13311.232014/5/68-317.525.13331.31因此，我們必須對塌孔情況進行詳細的分析，查找原因，采取措施預(yù)防塌孔的發(fā)生。塌孔成因分析及解決措施孔壁坍塌通常原因有土質(zhì)松散，泥漿護壁不好，有提升、下落沖錘、掏渣筒帶動漿液沖擊擾動孔壁。鉆進速度過快、空鉆時間過長、成孔后待灌時間過長和灌注時間過長也會引起孔壁坍陷。我們通過與正常鉆孔的施工過程對比，綜合以往經(jīng)驗，得出由三種因素導(dǎo)致在松散地層容易發(fā)生塌孔情況，其分別為泥漿性能、抽吸作用、操作控制，其中抽吸作用為引起塌孔的主要因素。尋找到導(dǎo)致松散地層發(fā)生塌孔的原因后，我們對三種因素一一作出分析，發(fā)現(xiàn)錯誤，改進工藝，采取正確的措施解決了塌孔問題。（一） 、改進泥漿性能：鉆機開孔前，我們對泥漿的性能進行了測試，測得結(jié)果為比重1.08,粘度18S,含砂率2%。泥漿基本達到施工要求，然而發(fā)生塌孔情況后，我們認為必須將泥漿比重增加至1.1-1.2，粘度增至22-28S,定期用挖機清理泥漿池里的沉沙，降低含砂率。在鉆機施工過程中，必須將泥漿注滿，切勿在泥漿不夠成孔的情況下鉆進。（二） 、改進鉆頭結(jié)構(gòu)，減小抽吸作用：抽吸作用為該項目塌孔主要因素，在鉆進完成，鉆頭上升過程中，鉆頭猶如一只活塞緊貼孔壁上行，由于鉆頭上、下兩空間無法連通，致使鉆頭下部空間壓力減小，孔內(nèi)靜力平衡遭到破壞，軟地層產(chǎn)生應(yīng)力釋放，孔壁地層產(chǎn)生蠕變導(dǎo)致樁孔失穩(wěn)，致使發(fā)生塌孔。錯誤的鉆頭結(jié)構(gòu)產(chǎn)生并增大了這種作用，以此我們發(fā)現(xiàn)鉆頭錯誤之處并對垮塌鉆

孔所用鉆頭作出改進，以減小抽吸作用的發(fā)生。1-保役a-謎土口面積"筒體rt徑圖二鉆頭改進對比圖如圖二所示為鉆頭改進對比，A為改進前，B為改進后：①增加環(huán)形空隙：發(fā)生塌孔情況所用施工鉆頭多為大筒體（3）薄保徑（1），鉆進過程中，狹小的環(huán)狀間隙附著泥漿猶如活塞在抽吸，破壞孔內(nèi)靜力平衡。如圖由A改進至B,加厚鉆頭保徑，選擇小筒體的鉆頭相互組合進行鉆進。制的好壞直接影響成孔質(zhì)量，操作控制主要是控制起下鉆的速度，鉆進速度。在松散地層鉆進中，我們要求鉆機“少進尺，多提鉆”，“緩下鉆，慢提鉆”，避免產(chǎn)生沖擊擾動松散地層，增大塌孔概率。塌孔情況解決效果經(jīng)過我們對塌孔問題的分析，采取三大措施，改變泥漿的性能，定時的測試泥漿的參數(shù)；發(fā)現(xiàn)鉆頭結(jié)構(gòu)問題，改進鉆頭結(jié)構(gòu)，盡可能的減小抽吸作用；控制起下鉆速度和鉆進速度，減小對泥漿的沖擊，進而減少對松散地層孔壁的擾動。通過以上三種措施的實施，我們后續(xù)鉆孔基本沒有發(fā)生塌孔現(xiàn)象，如表2所示為后續(xù)鉆孔混凝土灌注情況。表2后續(xù)鉆孔混凝土灌注情況施工樁號理論實際充盈日期砼量砼量系數(shù)2014/5/78-2025.13281.12014/578-3225.13281.12014/5/88-1025.13281.12014/588-3325.13281.1圖三鉆頭改進和糊鉆圖三鉆頭改進和糊鉆工程案例補充長江食品廠C地塊樁基項目位于沿河大道與武勝路交匯處，江漢橋西側(cè)，緊鄰漢江，工程地質(zhì)情況與江灣國際極其相似，同為漢江沖積地層。該項目在開始施工過程常常發(fā)生塌孔情況，全部位于孔深9-12m位置，且多處于松散粘土地層。我們通過采取上述三種措施，很大程度上減少了發(fā)生塌孔的幾率，有效的預(yù)防和控制了塌孔的發(fā)生。如圖四為塌孔情況隨我們采取的措施逐漸消除。長江食品廠3#長江食品廠3#機充盈系數(shù)與時間變化圈圖四 長江食品廠C地塊3#充盈系數(shù)變化圖②減少糊鉆：在粘土層中鉆進，極易形成糊鉆，如圖三右所示，這和鉆頭外部結(jié)構(gòu)有關(guān)，如圖二A所示，鉆頭外部多位置焊有保徑（1），錯誤的位置焊接保徑使得鉆渣無法進入鉆斗內(nèi)部，使得鉆渣沿筒體外壁上行，致使糊鉆的發(fā)生，粘土緊緊包裹著鉆頭，造成環(huán)形空隙減小，鉆進緩慢，產(chǎn)生抽吸作用，對此我們?nèi)サ舳嘤啾饺鐖D二B所示，適當?shù)脑龃筮M土面積。（三）、操作控制：在施工過程中，操作控從圖四中，超過1.2網(wǎng)格線以上的鉆孔充盈系數(shù)為垮塌鉆孔，圖中明顯的顯示出項目作出相關(guān)措施后超方情況急劇的減小，極大的提高了鉆孔質(zhì)量，縮減了施工