人工挖孔樁常見地質(zhì)問題分析

人工挖孔樁常見地質(zhì)問題分析

人工鉆探樁價(jià)格低廉，彈性性能可靠，不需要大型設(shè)備。施工操作簡(jiǎn)單，占地面積小，可以在大面積進(jìn)行施工?？梢灾苯訖z查樁底巖土層，施工質(zhì)量可靠，單樁支撐高，無污染、振動(dòng)、噪聲等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是容易受一些復(fù)雜地質(zhì)情況影響，單樁施工速度較慢，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，安全性較差。難點(diǎn)是對(duì)不明地質(zhì)狀況的處理。以筆者所在的城市為例，平頂山市已建和在建的農(nóng)村公路大中橋大部分采用人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)，平頂山境內(nèi)幾條高速公路上一些地質(zhì)情況好的也采用該種施工技術(shù)，這主要是該地域的地質(zhì)條件等因素決定的。但在人工挖孔樁施工中，經(jīng)常也會(huì)遇到實(shí)際地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)地質(zhì)勘探資料不相符合，幾種復(fù)雜地質(zhì)的情況，如豐富的地下水，較厚的流砂層或砂礫層，穿過強(qiáng)風(fēng)化層、穿過軟土地基及淤泥層，就很容易出現(xiàn)涌砂塌孔等現(xiàn)象，嚴(yán)重的根本無法成孔。輕者影響施工進(jìn)度，重者造成質(zhì)量和安全事故。本文著重介紹了幾種復(fù)雜地質(zhì)情況下總結(jié)的的挖孔樁施工措施，可供類似工程借鑒。1.樁錨施工方法特點(diǎn)平頂山市縣鄉(xiāng)公路近幾年設(shè)計(jì)施工的大中橋基本為樁基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)在16米左右，有摩擦樁，也有嵌巖樁，施工方法一般挖孔施工的較多。挖孔過程中出現(xiàn)過復(fù)雜的地質(zhì)情況，總結(jié)有多年淤積砂礫層和砂層、有淤泥層，有粘土層、有強(qiáng)風(fēng)化層、有微風(fēng)化巖層、有地表水,也有地下水位等。2.人工鉆探技術(shù)的選擇施工前需要認(rèn)真分析挖孔樁處地質(zhì)鉆探資料，遇到厚的砂性土層、流砂層、淤泥層、強(qiáng)風(fēng)化層，都要先加固，后施工。具體問題，具體解決。3.一些復(fù)雜地質(zhì)條件下的人工鉆探樁技術(shù)3.1地下水的影響。地下水對(duì)人工采礦和鉆孔的施工影響最大。如果條件允許，首先考慮中斷水源并關(guān)閉水流。其次，應(yīng)考慮采取可靠措施3.1.1如果地下水量較小，它們通常是頂部的洪水泛濫，分布在頂部的填充區(qū)。地下水對(duì)設(shè)計(jì)影響不大，可以采用表面清晰的雨水排放可進(jìn)行單樁樁內(nèi)潛水泵抽水，邊抽水邊開挖，成孔后及時(shí)澆筑相應(yīng)段的混凝土護(hù)壁，然后繼續(xù)下一段的施工。3.1.2循環(huán)施工法當(dāng)用施工孔自身水泵抽水，也不易開挖時(shí)，應(yīng)從施工順序考慮，采取對(duì)擬開挖樁周圍樁孔同時(shí)抽水，或一排樁中先抽地勢(shì)低的樁孔中的水，以減少開挖孔內(nèi)的涌水量，并采取交替循環(huán)施工的方法，組織安排合理，能達(dá)到很好的效果。該工程挖孔樁均為12米，屬淺樁，在一排樁中采用順序降水的辦法，將水位降至砂卵石層下面。但有時(shí)這種降水會(huì)引起樁位偏移甚至引起坍孔，因此在降水過程中必須密切觀察地貌情況變化，如有異常情況，應(yīng)立即停止施工?？刹捎迷诳卓谥車鷫好茏{方法來防止土體沉降及位移。3.2細(xì)砂細(xì)砂地層開挖流沙對(duì)挖孔樁的影響可以說是最難處理、最致命的，在開挖時(shí)，如遇細(xì)砂，粉砂層地質(zhì)時(shí)，再加上地下水的作用，極易形成流砂，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生井漏，造成質(zhì)量和安全事故，因此要采取有效可靠的措施。3.2.1網(wǎng)片護(hù)砂樁基當(dāng)孔壁塌落，有泥砂流入而不能形成樁孔時(shí)，可用紡織袋土逐漸堆堵，編制的竹排或鋼筋網(wǎng)片或用稻草或草袋短木樁臨時(shí)擋砂,每三十公分支護(hù)一截護(hù)，形成樁孔的外壁，并控制保證內(nèi)壁滿足設(shè)計(jì)要求。3.2.2護(hù)壁混凝土澆筑首先考慮采用下沉式施工，工期短，造價(jià)成本能降到最低。施工方法：預(yù)制混凝土護(hù)壁，注意預(yù)制護(hù)壁上要用小口徑PVC管預(yù)留滲水孔，邊下挖邊下沉護(hù)壁邊用泵抽水，把水位控制在施工底面左右。采用24小時(shí)施工，到底后迅速澆注速凝砼封底。另外常用的辦法是下鋼套筒，鋼套筒與護(hù)壁用的鋼模板相似，以孔外徑為直徑，可分成4-6段圓弧，再加上適當(dāng)?shù)睦邨l，相互用螺栓連接，在開挖0.5m左右，即可分片將套筒裝入，深入孔底不少于0.2m，插入上部混凝土護(hù)壁外側(cè)不小于0.5m，裝后即支模澆注護(hù)壁混凝土，若放入套筒后流砂仍上涌，可采取突出挖擊后即用混凝土封閉孔底的方法，待混凝土凝結(jié)后，將孔心部位的混凝土清鑿以形成樁孔。也可用此種方法，應(yīng)用到已完成的混凝土護(hù)壁的最下段，使孔位傾斜至下層護(hù)壁以外，打入漿管，壓力澆注水泥漿，使下部土壤硬些，提高周圍及底部土壤的不透水性，以解決流砂現(xiàn)象。3.3水泥砂漿挖孔進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層，巖層風(fēng)化速度過快而護(hù)壁又跟不上可能會(huì)導(dǎo)致坍孔，所以在進(jìn)入巖層時(shí)就應(yīng)該準(zhǔn)備好水泥砂漿，一邊下挖一邊將暴露出來的巖層用水泥砂漿抹面，以防止新鮮強(qiáng)風(fēng)化巖層長(zhǎng)期暴露在空氣中而引起不良結(jié)果。3.4節(jié)約護(hù)壁成本對(duì)于淤泥、軟土層的人工挖孔樁，一般采用常規(guī)的混凝土護(hù)壁來施工，容易成孔，節(jié)約護(hù)壁成本?；炷磷o(hù)壁模板采用厚度δ=5mm的組合式鋼模板拼裝組合而成，每一施工段高度，一般取0.8m～1.0m左右，采用和樁身混凝土同標(biāo)號(hào)的C25混凝土，混凝土用機(jī)械攪拌，用吊桶吊入，人工澆筑，用鋼釬或鋼管振搗密實(shí)。4.挖掘地板和護(hù)壁的結(jié)合施工4.1護(hù)壁、砂漿、流砂層施工段對(duì)于孔內(nèi)的粘土、淤泥、流砂層，可用鐵鍬配合洋鎬便可開挖?？變?nèi)挖土采用分段開挖方式，對(duì)于粘土層，一般0.8m～1.0m為一個(gè)施工段，做完混凝土護(hù)壁，待混凝土護(hù)壁有一定強(qiáng)度后，才能進(jìn)入下一施工段；對(duì)于淤泥、流砂層，一般0.4m～0.5m為一個(gè)施工段?；炷磷o(hù)壁一般施工至中風(fēng)化巖面，微風(fēng)化巖層不需另加混凝土護(hù)壁，可以自身穩(wěn)定。4.2風(fēng)化和中風(fēng)化巖石的挖掘方法由于強(qiáng)風(fēng)化巖層、中風(fēng)化巖層的厚度較厚，最厚的地方達(dá)6m，為了加快施工進(jìn)度，采用風(fēng)鎬來開挖，用電動(dòng)空壓機(jī)供應(yīng)壓縮空氣。4.3工程特點(diǎn)的影響堅(jiān)硬致密微風(fēng)化巖層采用風(fēng)鎬來開挖，進(jìn)度相當(dāng)緩慢，每天只能下挖10cm～20cm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工期要求。同時(shí)由于人工挖孔樁入巖爆破施工時(shí)，自由面狹小、作業(yè)面較深、巖石的夾制力較大，中風(fēng)化層以上地段成孔時(shí)，受流沙、流泥的影響，有些地段護(hù)壁質(zhì)量較差抗震能力小。所以孔樁入巖爆破宜采用小直徑淺孔微差爆破。4.3.1風(fēng)鉆供風(fēng)系統(tǒng)采用風(fēng)鉆打孔，鉆孔直徑為38～45mm，鉆孔深度為1m，鉆桿用合金工具鋼，鉆桿長(zhǎng)度隨打入深度不同而更換不同長(zhǎng)度的鉆桿，風(fēng)鉆供風(fēng)采用6～10m3移動(dòng)式柴油空氣壓縮機(jī)，風(fēng)壓為0.5Mpa。4.3.2高聚物乳化試劑考慮到鉆孔爆破時(shí)，由于受潮濕和地下水等影響，選用耐水乳化炸藥，一般選用2#巖石乳化炸藥，炸藥藥卷直徑32mm，每卷重200克。孔樁采用炮眼爆破電力起爆法。4.3.3炮眼藥劑的控制即：L=1ma=0.4mb=0.4m,應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)情況，區(qū)分強(qiáng)—中風(fēng)化層、中—微風(fēng)化層、微風(fēng)化層等不同巖層來控制炮眼炸藥的用量。4.3.4炮眼裝藥量的測(cè)定裝藥量根據(jù)公式Q=η·L·q計(jì)算并根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。式中：Q-各個(gè)炮眼的裝藥量，取kg;η-炮眼裝藥余數(shù)，取0.5～0.65;L-炮眼的長(zhǎng)度，取米；q-每米炮眼的裝藥量，取0.95kg/m。炮眼采用連續(xù)反向裝藥結(jié)構(gòu)；堵塞用舊麻團(tuán)進(jìn)行堵塞。用電雷管爆破；孔之間的電雷管采用串聯(lián)方式連線。起爆順序先掏槽眼，再周邊眼順序進(jìn)行，用電雷管分段控制。4.3.5安全防護(hù)孔樁爆破工作面均在地表以下10m以下，在爆破孔樁口用木板覆蓋，并加壓砂袋，以防止爆破飛石飛出地面。4.3.6．對(duì)于實(shí)際樣品，是進(jìn)行測(cè)定因此，發(fā)現(xiàn)瞎炮應(yīng)指派有經(jīng)驗(yàn)的炮工，采取確保安全，力求簡(jiǎn)單有效的方法及時(shí)進(jìn)行處理；不能及時(shí)處理的瞎炮，應(yīng)設(shè)置安全標(biāo)志，并采取相應(yīng)措施；對(duì)于難于處理的瞎炮，爆破工作領(lǐng)導(dǎo)人要親自指導(dǎo)，檢查和清理殘余未爆材料，確認(rèn)安全后，方可拆除警戒標(biāo)志，進(jìn)行施工作業(yè)。5.標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量要求測(cè)定總結(jié)以上對(duì)人工挖孔樁實(shí)施的技術(shù)控制，在對(duì)成樁進(jìn)行的超聲波試驗(yàn)證明，人工挖孔樁滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定