鉆孔灌注樁在粉砂層中塌孔的處理

1、鉆孔灌注樁在粉砂層中塌孔的處理摘要：本文針對(duì)安徽省紅楊樹泵站工程在粉砂層中進(jìn)行鉆孔灌注樁施工中出現(xiàn)塌孔的現(xiàn)象，分析造成塌孔的原因，提出相應(yīng)處理措施，以供類似工程參考和借鑒。關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁，粉砂土，坍孔，處理措施1工程概況紅楊樹泵站控制排澇面積為9.26km2,按10年一遇3日暴雨3日排出設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)排澇流量為5.0m3/s。該泵站工程等別為IV等，泵站規(guī)模為小（1）型，由進(jìn)水閘、前池、泵房、壓力水箱、排澇涵洞等主要建筑物組成。2工程地質(zhì)5層（各土層紅楊樹泵站勘察場(chǎng)地勘探深度內(nèi)地層均為第四系長(zhǎng)江沖洪積地層。根據(jù)鉆探將地層自上而下分為物理力學(xué)指標(biāo)見表1.1）：表1.1各土層物理力學(xué)指標(biāo)土層序號(hào)屬

2、名稱，層厚1CmJ1承錢力待征伯CkFa）、潘逸甄顓Con/s>舍夜.專填土.1.407IO.,90,居透水隹有少量理石和相物根系，局部告星較離，狗威砧士，2.70340,95,4.0X10*的透水也船泥質(zhì)粉質(zhì)黏土九8,60X10*能透水性有障層粉臥，含有泥發(fā)煩和腐根物.均有分布.雅質(zhì)確土，20，150，4.OXiO,1疆透水任含高崎土團(tuán)炭最條喈，下期它電語石.的有分布.角礁星.1未揭算25。，1力主要為石闞巖，砧土充填.夾卵石和源石考慮到本工程的基礎(chǔ)底板坐落在第層土（淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土）上，修正后的地基承載力的特征值也只有68.5kPa根據(jù)站身穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果可知，站身基底完建期及樞紐其他各段

3、平均基底應(yīng)力均大于地基承載能力。止匕外，第層土鉆孔灌注樁樁徑0.6m,間距1.5m,梅（淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土）天然含水量高達(dá)36.2%,壓縮性高，靈敏度高，施工期間極易被擾動(dòng)破壞而形成“彈簧士”，從而產(chǎn)生較大的地基沉降。這對(duì)安裝精度要求較高的水泵機(jī)組來說是不允許的。因此，必須對(duì)紅楊樹泵站工程的排澇進(jìn)水閘、前池、泵房及壓力水箱等部位進(jìn)行地基處理。經(jīng)過方案比選，最終確定選用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁方案進(jìn)行地基處理花型布置，樁長(zhǎng)按伸入第層（粘質(zhì)粉土層）1.5m控制，樁長(zhǎng)13.5015.5m,鉆孔灌注樁共計(jì)335根，有效樁長(zhǎng)4690m3塌孔現(xiàn)象的成因分析本工程鉆孔灌注樁采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)泥漿護(hù)壁正循環(huán)法施工。順利完成

4、泵房底板下鉆孔灌注樁施工后，在進(jìn)行進(jìn)水閘樁基礎(chǔ)鉆孔施工過程中發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)水位突然下降，施工單位正準(zhǔn)備加大泥漿補(bǔ)充時(shí)出現(xiàn)了塌孔現(xiàn)象。地勘報(bào)告中：“第層土（淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土）有薄層粉砂，含有泥炭質(zhì)和腐植物。”但在實(shí)際鉆孔過程中，經(jīng)地質(zhì)部門現(xiàn)場(chǎng)取樣分析發(fā)現(xiàn)，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層中夾有平均厚度為3.0m粉質(zhì)砂層。由于夾砂層為易塌孔地質(zhì)，在鉆進(jìn)過程中多次出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，影響了施工進(jìn)度，使工程陷于被動(dòng)，造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。造成塌孔的主要影響因素有工程地質(zhì)條件、泥漿的原料及性能指標(biāo)、鉆機(jī)類型及鉆機(jī)鉆進(jìn)的速度等。經(jīng)分析，造成本工程鉆孔灌注樁施工過程中出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象的原因主要有以下兩點(diǎn)：（1）夾砂層為易塌孔地質(zhì)鉆孔灌注樁鉆

5、進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)的平均厚度為3.0m的粉砂層有“空隙大、滲透性好、內(nèi)聚力小，對(duì)外力反應(yīng)靈敏，在微弱動(dòng)水或外力作用下易產(chǎn)生移動(dòng)，喪失穩(wěn)定”的特性。若鉆孔灌注樁在鉆進(jìn)過程中未采取確當(dāng)?shù)奶幚泶胧┚蜁?huì)破壞土體本身的應(yīng)力平衡，形成塌孔。本工程在施工過程中發(fā)現(xiàn)粉砂層后未采取合理的處理措施是造成塌孔的主要原因。(2)泥漿性能指標(biāo)不滿足要求本工程采用普通粘土為原料制配泥漿，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，泥漿的性能指標(biāo)基本滿足規(guī)范要求。泥漿的性能指標(biāo)決定了泥漿能否形成均質(zhì)、致密的泥皮，避免形成水土流失通道，造成土體失穩(wěn)。本工程鉆孔灌注樁在施工過程中，漿液與孔中的粉質(zhì)粘土及粉砂等混合后在泥漿池中沉積，使?jié){液逐漸變稀，這也是造成塌孔的原

6、因之一。4處理方案根據(jù)上述分析，針對(duì)本工程鉆孔灌注樁施工過程中出現(xiàn)的塌孔現(xiàn)象提出了以下兩種處理方案：方案一：采取圍堰筑島和在鉆孔灌注樁上游5.0m處打小1.0m降壓井，以保持鉆孔過程中孔內(nèi)水位高于地下水位1.5m以上；改用鈉基膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁，充分利用膨潤(rùn)土泥皮形成速度快、自我修復(fù)性和高膨脹性的特點(diǎn)；同時(shí)在施工過程中，經(jīng)常檢測(cè)漿液性能指標(biāo)，及時(shí)進(jìn)行漿液補(bǔ)充；當(dāng)土層變化時(shí)，應(yīng)相應(yīng)增加漿液性能指標(biāo)的檢測(cè)次數(shù)。同時(shí)考慮到由于地質(zhì)條件的變化，粉砂層的極限摩阻力大于粉質(zhì)粘土的極限摩阻力，即可提高鉆孔灌注樁的樁側(cè)阻力；但塌孔后導(dǎo)致樁側(cè)孔壁變松軟，降低了樁側(cè)阻力。為安全考慮，將原設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)加長(zhǎng)1.5m,即鉆孔灌注樁伸入第層(粘質(zhì)粉土層)3.0m。方案二：若采取方案一后仍存在塌孔現(xiàn)象，則改用沖擊鉆成孔。即先往孔內(nèi)注水，保持水頭高度，同時(shí)停止鉆進(jìn)，回填片石和粘土混合物至塌孔處以上1.02.0m,增加泥漿稠度，控制水位下降，用低沖程反復(fù)沖孔，孔壁密實(shí)后控制中速擋鉆進(jìn)速度鉆進(jìn)。若塌孔嚴(yán)重時(shí)，用片石和粘土把整個(gè)孔全部回填，待回填物沉淀密實(shí)后將鋼護(hù)筒沉入原位后重新鉆進(jìn)。同時(shí)將原設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)加長(zhǎng)1.5m,即鉆孔灌注樁伸入第層（粘質(zhì)粉土層）3.0m。5結(jié)語本工程采取方案一后，保證了周圍土體的穩(wěn)定，在回轉(zhuǎn)鉆孔過程中未出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。因此，在鉆孔