拋石層上沖孔灌注樁成孔技術(shù)

1、拋石層上沖孔灌注樁成孔技術(shù)拋石層上沖孔灌注樁成孔技術(shù)摘要:灌注樁施工也有其隱蔽性，含有人工拋石層的地基又有其 獨特的復(fù)雜性。本文就拋石地基上的沖孔灌注樁成孔施工特點及應(yīng)采 取的技術(shù)措施、常見的事故預(yù)防與處理作簡要介紹。關(guān)鍵詞:拋石地基;沖孔灌注樁;成孔技術(shù)Abstract: Pile construction also has its concealment;containing artificial riprap layer foundation has its unique complexity. In this paper, the bored pile of rubble founda

2、tion into common hole construction characteristics and technical measures should be taken, the accident prevention and treatment are briefly introduced.Keywords: rubble foundation; bored pile; drilling technology中圖分類號：C35文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1刖言灌注樁在重型建筑物、橋梁和港口建筑的基礎(chǔ)工程中得到了越來 越廣泛的應(yīng)用。但是由于沖孔灌注樁施工的現(xiàn)場作業(yè)環(huán)節(jié)多，影響其 質(zhì)量的因

3、素多，其施工過程無法直接觀察，成樁后也不能進(jìn)行開挖驗 收。施工中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將直接影響到整個工程的質(zhì)量 和進(jìn)度，甚至給投資者造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響。因此， 要求基礎(chǔ)施工隊伍在施工技術(shù)措施上要落實，并加強施工質(zhì)量管理， 密切注意抓好施工過程中每一個環(huán)節(jié)的質(zhì)量，力爭將隱患消除在成樁 之前。特別是在復(fù)雜的地質(zhì)條件下的沖孔灌注樁常會出現(xiàn)縮徑、塌孔、 斷樁、砼離析、樁身局部夾泥等質(zhì)量問題，比如福建省可門港口的地 基就有大量的人工拋石層，由于這種人工地基的特殊性，使灌注樁的 成孔施工難度增大許多。本文就這類地基上的沖孔灌注樁的成孔施工 技術(shù)問題，談?wù)勔恍┐譁\的認(rèn)識和體會。2拋石層上

4、沖孔灌注樁成孔施工的特點2.1地質(zhì)的復(fù)雜性在含有拋石層的工程地質(zhì)其形態(tài)往往異常復(fù)雜，靠現(xiàn)有的地勘手 段還無法完全摸清。由于拋石層石塊間隙大，如不采取特殊措施，沖 孔灌注樁成孔施工時難以利用泥漿進(jìn)行護(hù)壁。在受潮汐影響的河口地 區(qū)或海岸施工時，因受到水位漲落的影響，鉆孔內(nèi)很難保持靜水壓力 的穩(wěn)定，加上成孔時的機(jī)械和其他外力的作用，使成孔過程常會出現(xiàn) 塌孔現(xiàn)象。拋石層下臥的地層往往是軟弱土層，上部又大多覆蓋著其 他回填土層（或淤積土），使其更具復(fù)雜性。此外，拋石層的石體強 度高，沖錘損耗大，并含有大粒徑石塊，成孔工期是一般地質(zhì)條件下 的13倍。2.2施工工藝的不確定性在拋石層進(jìn)行灌注樁成孔施工，同一

5、種樁機(jī)、同一種工法在不同 的位置上成孔其技術(shù)要點就往往不同。由于地質(zhì)條件的復(fù)雜多變和勘 察手段的局限性，每一根灌注樁都不會處于相同的地質(zhì)條件。這就要 求成孔施工工藝要靈活多變、適應(yīng)性要強。2.3成孔過程不可預(yù)見的困難多2.3.1漏水漏漿。由于拋石地基的歷史形成、范圍分布、走向、 石塊的大小等資料反映不可能十分準(zhǔn)確，施工中常常是“摸著石頭過 河”，加上拋石層石塊間隙大，直接受潮汐或地下水的影響，常在鉆 進(jìn)過程中因突然漏水漏漿導(dǎo)致孔內(nèi)水頭迅速下降，造成護(hù)筒擠壓變形 或塌孔、埋鉆，甚至危及水上沖孔平臺的安全等事故。2.3.2涌泥涌砂。在成孔進(jìn)尺穿過鋼護(hù)筒刃腳后，由于拋石層的 透水性和孔外水壓力的作用

6、，極易產(chǎn)生涌泥涌砂現(xiàn)象。2.3.3下護(hù)筒困難。在拋石層中成孔，最理想的是使鋼護(hù)筒穿透 整個拋石層。但由于拋石層石塊與護(hù)筒之間的作用力大，使鋼護(hù)筒刃 腳很難達(dá)到理想的標(biāo)高位置。2.3.4意外事故多。成孔過程中發(fā)生塌孔、埋錘、卡錘、掉錘、 斜孔等事故的機(jī)率比一般的沖孔樁高很多，且處理難度也較大。例如 福建漳州客運碼頭工程引橋樁所處位置地質(zhì)為人工回填開山石，因護(hù) 筒跟進(jìn)困難而在護(hù)筒無穿透回填開山石層的情況下施工，在成孔過程 中突然塌孔，將沖錘埋在孔底，上覆的巨石單塊重量達(dá)一噸以上。2.3.5清孔難度大。由于拋石地基的特殊性，往往孔壁穩(wěn)定性較 差，還會造成沉渣超標(biāo)。當(dāng)清孔換漿過程中泥漿比重降低、粘度下

7、降 時，也容易發(fā)生滲漏、塌孔事故。2.3.6成孔工效低。拋石層的石塊強度較高，且石塊之間的間隙 大，在沖錘的作用下，石塊會產(chǎn)生錯動；相對其他基巖而言，石層彈 性大，造成成孔效率低，設(shè)備損耗大。3拋石層上沖孔灌注樁成孔施工的技術(shù)準(zhǔn)備工作鑒于含有拋石層地質(zhì)情況的復(fù)雜性，因此做好施工前的技術(shù)準(zhǔn)備 工作是工程順利與否的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。3.1當(dāng)灌注樁的位置設(shè)計必須在拋石層上時，應(yīng)做好詳細(xì)的前期 勘測工作。施工前要有針對性地采取各種必要的補勘手段，如補充鉆 探、采用地質(zhì)淺層剖面儀測探等。要盡量掌握拋石層的基本情況，如 范圍、厚度、埋深、走向、石塊大小、基巖及地下水或潮水的影響情 況等。3.2要根據(jù)設(shè)計、規(guī)范

8、要求及現(xiàn)場的地質(zhì)情況，研究成孔工藝和 應(yīng)對施工中可能遇到的技術(shù)難題的對策，并編寫詳細(xì)可行的施工方 案，以指導(dǎo)現(xiàn)場施工。4成孔技術(shù)的要點由于拋石地基的復(fù)雜性和沖孔灌注樁成孔施工的特殊性，所以成 孔施工除了按常規(guī)的工法進(jìn)行施工操作外，還必須根據(jù)不同的情況采 取不同的技術(shù)工藝。4.1當(dāng)拋石層厚度較?。ㄐ∮?m）時，可采用粘度較大的成塊 粘土加少量強風(fēng)化石護(hù)壁成孔。這種土在浸水后不易溶解成漿，經(jīng)沖 擊錘沖擊后，粘土夾風(fēng)化石顆粒往孔壁塊石的間隙擠壓，形成不透水 孔壁。清渣則采取反循環(huán)清碴或撈碴筒撈渣的方法。4.2當(dāng)拋石層厚度較大（大于5m）且石塊粒徑較小時，可采用 鋼護(hù)筒跟進(jìn)到一定深度后，再采用4.1的

9、處理方法繼續(xù)成孔。4.3在拋石層厚度較大（大于5m）且石塊粒徑較大時，由于其 透水性極強，采用上述方法將很難達(dá)到理想的護(hù)壁效果?？上炔捎么?于設(shè)計樁徑約4050cm左右的沖錘沖擊成孔，鋼護(hù)筒（外護(hù)筒）隨 之跟進(jìn)，直到鋼護(hù)筒下不去為止，然后把略大于設(shè)計樁徑的內(nèi)鋼護(hù)筒 放入外護(hù)筒之中（即雙護(hù)筒或多護(hù)筒），換較小的錘繼續(xù)沖擊成孔， 同時內(nèi)護(hù)筒隨之跟進(jìn)（如圖1所示）。4.4如拋石層下臥的土層是砂或淤泥等軟弱土層，當(dāng)沖孔作業(yè)時 砂或淤泥受沖錘作用擾動或產(chǎn)生流失時，對拋石層和上部荷載的承載 力減弱，極易造成拋石層塌落，這時原則上要求鋼護(hù)筒穿透拋石層。 假如拋石層無法穿透，則應(yīng)在成孔進(jìn)尺到砂或淤泥層2m左右

10、時往孔 內(nèi)灌注水下砼，待3d后重新成孔（如圖2所示）。4.5在遇到拋石層上方的覆蓋層為回填雜土或砂性土等松散易 塌的地質(zhì)情況時，采用護(hù)筒有時無法保持拋石層上方覆蓋土層的穩(wěn) 定。在這種情況下，可采用沖錘沖進(jìn)拋石層約2m左右后，往孔內(nèi)灌 注低標(biāo)號砼（厚度約23m），并使部分砼擠進(jìn)覆蓋層底部，待3d后 重新進(jìn)行成孔施工。4.6要注意沖錘的選擇。一般以4瓣錘為宜，錘底的錘牙長度宜 短。4.7當(dāng)遇大石塊面層不平或孔底巖面沖擊面不平時，可加入小粒 徑塊石和片石，以免錘體損壞和因沖擊錘的大幅擺動而碰壞孔壁。5常見事故的預(yù)防和處理5.1漏漿。對采用全護(hù)筒（即鋼護(hù)筒穿過拋石層及其下臥軟弱土 層或有穿透下部拋石層

11、和下臥軟弱土層的雙護(hù)筒）處理的，可采用清 水鉆進(jìn)，并在護(hù)筒上開口使孔內(nèi)外水相通。如不能采用全護(hù)筒的，泥 漿池要做大些，同時現(xiàn)場要備有足夠的粘土、小粒徑塊石、二片石、 強風(fēng)化石等填充物，供水管網(wǎng)要接至孔口位置。一旦發(fā)生漏漿，迅速 補給泥漿、清水，同時大量填充上述填充物。但要注意，孔內(nèi)水頭太 高也會使孔壁滲漿。如因泥漿循環(huán)置換后而產(chǎn)生少量漏漿的，可適量 往孔內(nèi)加入水泥，用沖錘低沖程反復(fù)沖搗的辦法處理，一般能很快堵 住。5.2塌孔。在拋石層中采用沖錘沖擊成孔，要注意鋼護(hù)筒及時跟 進(jìn)。最好將護(hù)筒底與孔底推進(jìn)深度之差控制在3m以內(nèi)，切忌過于冒 進(jìn)。當(dāng)拋石層較厚、護(hù)筒又無法跟進(jìn)或拋石層下臥有軟弱土層時，要

12、 及時加入內(nèi)護(hù)筒。一旦發(fā)生塌孔，則應(yīng)向孔內(nèi)拋填粘土、小粒徑塊石 等填充物至塌孔位置上方12m。如塌孔嚴(yán)重應(yīng)全部回填，待穩(wěn)定后 重新成孔。5.3涌泥涌砂。原因主要是孔內(nèi)水位或泥漿比重、粘度控制不好。 特別是孔外水位有受到潮汐漲落影響時，這種事故較易發(fā)生。預(yù)防方 法就是要造好孔壁，在成孔過程中保持孔內(nèi)水位高出孔外水位，并將 泥漿比重控制在適當(dāng)范圍之內(nèi)(1.061.08)。處理方法：下內(nèi)鋼護(hù) 筒或往孔內(nèi)拋填填充物并待孔壁穩(wěn)定后重新成孔。在有護(hù)筒防護(hù)范圍 內(nèi)，如內(nèi)外護(hù)筒的接縫處也可由潛水員用棉絮堵塞，封閉接縫。5.4掉錘、卡錘。沖錘必須設(shè)置防掉錘、卡錘的打撈環(huán)，打撈方 法可采用偏心鉤、鋼繩套及潛水員打

13、撈等常規(guī)方法。卡錘嚴(yán)重時，可 采用爆破振動的方法處理。即將通過計算(或按經(jīng)驗)的炸藥卷用重 鉈或潛水員送至卡錘處，通過導(dǎo)線接通電源起爆。在爆破振動力作用 下，使沖錘松動，此刻可立即將沖錘提起來。5.5沉渣超標(biāo)。沖擊成孔完成后，應(yīng)先采用撈碴筒盡量將孔底沉 碴打撈干凈，再采用反循環(huán)設(shè)備清孔；后靜置23小時，再清一次； 下完鋼筋籠，待澆筑砼之前再次進(jìn)行反循環(huán)清孔。采用這樣的工作程 序操作后一般均能達(dá)到要求。6結(jié)語含有拋石層的地基有其獨特的復(fù)雜性。盡管沖孔灌注樁對地質(zhì)變 化的適應(yīng)性較強，但因影響灌注樁成孔施工的因素太多，如不加以重 視，往往沖孔灌注樁的成孔會成為整個工程進(jìn)度的瓶頸。因此，在拋 石層上進(jìn)行灌注樁施工，首先應(yīng)做好施工前的技術(shù)準(zhǔn)備工作，