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(guó)際樁基及基坑支護(hù)工程項(xiàng)目位于江漢六橋引橋西北側(cè)，緊鄰漢江。該項(xiàng)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(jì)樁長(zhǎng)約50m，為摩擦型樁,持力層為（6）層細(xì)沙混卵礫石。場(chǎng)地地質(zhì)條件為：①雜填土，深淺不一。最深達(dá)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(xì)砂互層，軟塑狀態(tài)；⑤粉細(xì)砂層，深度越深，密實(shí)度越好；⑥細(xì)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(guó)際項(xiàng)目8#號(hào)樓采用兩臺(tái)旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施工，施工過(guò)程中，8#號(hào)機(jī)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(duì)標(biāo)高-5.0—9.0）。經(jīng)查閱地質(zhì)勘察報(bào)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(cè)分析，得出孔身情況如圖一所示。ffl-粘曲蚯㈱塌孔會(huì)降低鉆孔的質(zhì)量，導(dǎo)致鉆孔成孔時(shí)間延長(zhǎng)，進(jìn)而影響工程工期，而且還會(huì)導(dǎo)致混凝土的嚴(yán)重超灌，增加施工成本，如表1所示為8-19,8-31兩個(gè)鉆孔成孔時(shí)間和超方情況。表1塌孔鉆孔施工情況施工日期樁號(hào)成孔時(shí)間理論砼量實(shí)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(duì)塌孔情況進(jìn)行詳細(xì)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(hù)壁不好，有提升、下落沖錘、掏渣筒帶動(dòng)漿液沖擊擾動(dòng)孔壁。鉆進(jìn)速度過(guò)快、空鉆時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、成孔后待灌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)引起孔壁坍陷。我們通過(guò)與正常鉆孔的施工過(guò)程對(duì)比，綜合以往經(jīng)驗(yàn)，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(duì)三種因素一一作出分析，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，改進(jìn)工藝，采取正確的措施解決了塌孔問(wèn)題。（一） 、改進(jìn)泥漿性能：鉆機(jī)開(kāi)孔前，我們對(duì)泥漿的性能進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)得結(jié)果為比重1.08,粘度18S,含砂率2%。泥漿基本達(dá)到施工要求，然而發(fā)生塌孔情況后，我們認(rèn)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(jī)清理泥漿池里的沉沙，降低含砂率。在鉆機(jī)施工過(guò)程中，必須將泥漿注滿(mǎn)，切勿在泥漿不夠成孔的情況下鉆進(jìn)。（二） 、改進(jìn)鉆頭結(jié)構(gòu)，減小抽吸作用：抽吸作用為該項(xiàng)目塌孔主要因素，在鉆進(jìn)完成，鉆頭上升過(guò)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(wú)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(cuò)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(cuò)誤之處并對(duì)垮塌鉆

孔所用鉆頭作出改進(jìn)，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(jìn)對(duì)比圖如圖二所示為鉆頭改進(jìn)對(duì)比，A為改進(jìn)前，B為改進(jìn)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(jìn)過(guò)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(jìn)至B,加厚鉆頭保徑，選擇小筒體的鉆頭相互組合進(jìn)行鉆進(jìn)。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(jìn)速度。在松散地層鉆進(jìn)中，我們要求鉆機(jī)“少進(jìn)尺，多提鉆”，“緩下鉆，慢提鉆”，避免產(chǎn)生沖擊擾動(dòng)松散地層，增大塌孔概率。塌孔情況解決效果經(jīng)過(guò)我們對(duì)塌孔問(wèn)題的分析，采取三大措施，改變泥漿的性能，定時(shí)的測(cè)試泥漿的參數(shù)；發(fā)現(xiàn)鉆頭結(jié)構(gòu)問(wèn)題，改進(jìn)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(jìn)速度，減小對(duì)泥漿的沖擊，進(jìn)而減少對(duì)松散地層孔壁的擾動(dòng)。通過(guò)以上三種措施的實(shí)施，我們后續(xù)鉆孔基本沒(méi)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(hào)理論實(shí)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(jìn)和糊鉆圖三鉆頭改進(jìn)和糊鉆工程案例補(bǔ)充長(zhǎng)江食品廠C地塊樁基項(xiàng)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(guó)際極其相似，同為漢江沖積地層。該項(xiàng)目在開(kāi)始施工過(guò)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(guò)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(zhǎng)江食品廠3#長(zhǎng)江食品廠3#機(jī)充盈系數(shù)與時(shí)間變化圈圖四 長(zhǎng)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(jìn)，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(cuò)誤的位置焊接保徑使得鉆渣無(wú)法進(jìn)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(jìn)緩慢，產(chǎn)生抽吸作用，對(duì)此我們?nèi)サ舳嘤啾饺鐖D二B所示，適當(dāng)?shù)脑龃筮M(jìn)土面積。（三）、操作控制：在施工過(guò)程中，操作控從圖四中，超過(guò)1.2網(wǎng)格線(xiàn)以上的鉆孔充盈系數(shù)為垮塌鉆孔，圖中明顯的顯示出項(xiàng)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