探討地下工程施工的主要技術(shù)問題(2)

　?、驺@孔灌注樁：

　　★樁底地基承載力不足

　　原因：樁端沒有支承在持力層上面。

　　防治措施：這種情況一般出現(xiàn)在復(fù)雜地層，這種地層一般最好取芯檢驗(yàn)，如不能孔孔取芯，要參照鄰近取芯情況、鉆速、泥漿返上的巖屑及鉆進(jìn)情況(一般鉆進(jìn)至微風(fēng)化巖時(shí)，鉆頭不蹩鉆，主動(dòng)鉆桿振動(dòng)不很厲害，鉆進(jìn)聲音感覺較好)、工程地質(zhì)資料進(jìn)行綜合考慮。

　　★縮徑(孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑)

　　原因：塑性土膨脹。

　　防治措施：成孔時(shí)，應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，快速通過(guò)，在成孔一段時(shí)間，孔壁形成泥皮，孔壁不會(huì)滲水，亦不會(huì)引起膨脹，如出現(xiàn)縮徑，采用上下反復(fù)掃孔的辦法，以擴(kuò)大孔徑。

　　★樁底沉渣量過(guò)大

　　原因：檢查不夠認(rèn)真，清孔不干凈或沒有進(jìn)行二次清孔。

　　防治措施：

　　1、認(rèn)真檢查，采用正確的測(cè)繩與測(cè)錘;

　　2、一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥漿性能，延長(zhǎng)清孔時(shí)間等進(jìn)行清孔。在下完鋼筋籠后，再檢查沉渣量，如沉渣量超過(guò)規(guī)范要求，應(yīng)進(jìn)行二次清孔。二次清孔可利用導(dǎo)管進(jìn)行，準(zhǔn)備一個(gè)清孔接頭，一頭可接導(dǎo)管，一頭接膠管，在導(dǎo)管下完后，提離孔底0.4m，在膠管上接上泥漿泵直接進(jìn)行泥漿循環(huán)。二次清孔優(yōu)點(diǎn)：及時(shí)有效保證樁底干凈。

　　★鋼筋籠上浮

　　原因：1、當(dāng)混凝土灌注至鋼筋籠下，若此時(shí)提升導(dǎo)管，導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有1m左右的距離時(shí)，由于澆注的砼自導(dǎo)管流出后沖擊力較大，推動(dòng)了鋼筋籠上浮;

　　2、由于砼灌注過(guò)鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時(shí)，其上層砼因澆注時(shí)間較長(zhǎng)，已近初凝，表面形成硬殼，砼與鋼筋籠有一定握裹力，如果此時(shí)導(dǎo)管底端未及時(shí)提到鋼筋底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升，同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上移。

　　防治措施：

　　1、灌注砼過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)掌握砼澆注標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)砼埋過(guò)鋼筋籠底端2～3m時(shí)，應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上;

　　2、當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮時(shí)，應(yīng)立即停止?jié)沧ⅲ?zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆砼標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注，上浮現(xiàn)象即可消除。

　　筆者在參加福州火電廠化學(xué)處理房樁基工程施工時(shí)，其中18號(hào)樁鋼筋籠就出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，是因?yàn)閿嚢铏C(jī)操作者與灌注平臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)的操作工人，在這根樁灌注時(shí)臨時(shí)換人，兩個(gè)主要崗位的工人操作不熟練，所拌的砼和易性差，提管的卷?yè)P(yáng)機(jī)不靈活，出現(xiàn)第一斗剪球時(shí)，砼下不去經(jīng)反復(fù)活動(dòng)敲擊導(dǎo)管，砼才下注，又注了好幾斗，就發(fā)現(xiàn)在灌注中鋼筋籠自然上升，將導(dǎo)管上提離孔底合適高度，鋼筋籠才徹底止住上浮。

　　★斷樁與夾泥層

　　原因：

　　1、泥漿過(guò)稠，增加了澆注砼的阻力，如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊，因此，在施工中經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)管堵塞、流動(dòng)不暢等現(xiàn)象，有時(shí)甚至灌滿導(dǎo)管還是不行，最后只好提取導(dǎo)管上下振擊，由于導(dǎo)管內(nèi)儲(chǔ)存大量砼，一旦流出其勢(shì)甚猛，在砼流出導(dǎo)管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內(nèi)，造成夾泥層;

　　2、灌注砼過(guò)程中，因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗虑蛞彩窃斐蓨A泥層和斷樁的原因。導(dǎo)管提漏有兩種原因：a.當(dāng)導(dǎo)管堵塞時(shí)，一般采用上下振擊法，使混凝土強(qiáng)行流出，但如此時(shí)導(dǎo)管埋深很少，極易提漏。b.因泥漿過(guò)稠，如果估算或測(cè)砼面難，在測(cè)量導(dǎo)管埋深時(shí)，對(duì)砼澆注高度判斷錯(cuò)誤，而在卸管時(shí)多提，使導(dǎo)管提離砼面，也就產(chǎn)生提漏，引起斷樁;

　　3、灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而上部砼已接近初凝，形成硬殼，而且隨時(shí)間增長(zhǎng)，泥漿中殘?jiān)鼘⒉粩喑恋恚瑥亩雍窳朔e聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注極為困難，造成堵管與導(dǎo)管拔不上來(lái)，引發(fā)斷樁事故;

　　4、導(dǎo)管埋得太深，拔出時(shí)底部已接近初凝，導(dǎo)管拔上后砼不能及時(shí)沖填，造成泥漿填入。

　　防治方法：

　　1、認(rèn)真做好清孔，防止孔壁坍塌;

　　2、盡可能提高混凝土澆注速度：a.開始澆砼時(shí)盡量積累大量砼，產(chǎn)生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力。B.快速連續(xù)澆注，使砼和泥漿一直保持流動(dòng)狀態(tài)，可防導(dǎo)管堵塞;

　　3、提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，灌注砼過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量導(dǎo)管埋深，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程;

　　4、灌注水下砼前檢查導(dǎo)管是否漏水、彎曲等缺陷，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)更換。

　　三、砼灌注樁質(zhì)量判定之探討

　　㈠人孔挖孔樁強(qiáng)風(fēng)巖承載力的判定

　　如果端承樁荷載要求較小(小于1000kPa)，而且地層是由強(qiáng)風(fēng)化逐漸變到中、微風(fēng)化，這時(shí)在樁底就可能遇到殘積強(qiáng)風(fēng)化物夾硬碎石層，這種情況樁底的承載力就視風(fēng)化物的結(jié)構(gòu)緊密、軟硬情況、硬碎塊的大小及含量而來(lái)判斷地基承載力，即參照碎石土的承載力;但是對(duì)于風(fēng)化成砂土狀者，則參照砂土的承載力。由于工程勘察的局限性，這一層的承載力在報(bào)告中往往誤差很大，這是由于該類巖層標(biāo)準(zhǔn)取值的誤差太大，再加上缺乏必要的荷載試驗(yàn)作對(duì)比，又因?yàn)楣こ炭辈鞎r(shí)，取土的樣不全面。作為質(zhì)監(jiān)部門，有條件的話要盡量做荷載試驗(yàn)作對(duì)比，對(duì)于人工挖孔樁，要下孔全面了解樁底巖石情況，參照有關(guān)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)來(lái)鑒定。例如永安市交易市場(chǎng)挖孔樁基礎(chǔ)按地質(zhì)勘察報(bào)告中所提供的強(qiáng)風(fēng)化基巖，其承載力只有300kPa，而在開挖后筆者下孔觀察，發(fā)現(xiàn)巖石已風(fēng)化至巖石結(jié)構(gòu)徹底破壞，但呈堅(jiān)硬狀態(tài)的風(fēng)化層中含有50%以上2～6cm硬碎塊巖石，其承載力可達(dá)1000KPa以上。

　?、嬷形L(fēng)化巖承載力判定。

　　影響樁底承載力的因素有：結(jié)構(gòu)情況、樁底嵌入巖石深度、巖石單軸抗壓強(qiáng)度。

　　一般承載力的判定方法是依據(jù)巖樣的單軸抗壓強(qiáng)度乘以回歸系數(shù)，換算成巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

　　f=yfrk

　　式中f──巖石地基承載力的設(shè)計(jì)值(kPa);

　　y──折減系數(shù);

　　frk──巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)。

　　上述的式子是規(guī)范中判定地基承載力的公式，該公式只反映所取巖樣水化能力與單軸飽和抗壓強(qiáng)度，在單軸抗壓強(qiáng)度相同的情況下，由于巖石圍巖壓力阻礙了樁底巖石的破壞，因此樁嵌入巖石的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，樁底地基承載力越高;在巖石段，對(duì)于人工挖孔樁，樁周摩擦阻力非常大，使得巖石對(duì)樁的承載力大增強(qiáng);當(dāng)然構(gòu)造上的問題影響更大。

　　在樁基基底驗(yàn)收時(shí)，樁承載力的判定：

　　對(duì)于人工挖孔樁

　　應(yīng)檢查巖石的構(gòu)造情況。如果巖石裂隙發(fā)育較少，巖石完整性好，樁承載力可以取高值;反之取低值。同時(shí)還應(yīng)檢查巖層下面有沒有夾層，發(fā)現(xiàn)巖石夾層方法：

　　1、參考地質(zhì)勘察報(bào)告;

　　2、用錘擊孔底巖石，如聲脆亮，則沒夾層或夾層下臥很深;

　　3、在孔底邊巖石層面高位下方，用工具挖小洞探明，如層面高位處下方有軟層，根據(jù)巖石走向，說(shuō)明有下臥軟夾層。

　　如發(fā)現(xiàn)巖石下臥軟夾層，施工時(shí)應(yīng)挖除軟夾層。

　　永安市紡織廠劍桿車間挖孔樁工程9C樁，筆者下孔檢驗(yàn)，樁孔已挖入巖石0.6m，但發(fā)現(xiàn)巖層很薄，且夾有4～10cm厚薄不一的風(fēng)化物軟土，該樁底設(shè)計(jì)承載力2000kPa，筆者要求再往下挖，再進(jìn)入0.8m左右，后入孔檢查，發(fā)現(xiàn)風(fēng)化物夾層已趨尖滅，并考慮到進(jìn)入巖石1.4m，樁孔巖石段凹凸不平，樁周摩擦力可達(dá)400kPa，因此該樁如混凝土沒有太大缺陷，即使下面有軟夾層也屬封閉體，該樁巖石承載力可達(dá)2000kPa以上(巖石單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)8000kPa)。

　　而該工程的1A樁，可能是處于構(gòu)造斷裂帶上，該孔已嵌入巖層7.5m，可巖石的地基承載力按公式計(jì)算只達(dá)1500kPa，滿足不了設(shè)計(jì)地基承載力2000KPa的要求，鑒于該孔已挖入巖石7.5m，考慮巖石圍壓作用與樁周摩擦阻力，只要求作適量孔底擴(kuò)大，仍判定該樁地基承載力符合設(shè)計(jì)要求。

　　鉆孔灌注樁基底承載力判定。

　　巖石構(gòu)造只能參照工程地質(zhì)勘察報(bào)告，與鉆進(jìn)情況(如鉆進(jìn)基巖時(shí)，鉆桿不會(huì)異常振動(dòng)，孔底鉆頭研磨巖石聲音均勻，說(shuō)明巖石層比較完整，反之，巖石裂隙比較發(fā)育)

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