李書明 丁忠鋒 鄭 煒
(1.成都市地質環(huán)境監(jiān)測站,四川成都 610081;2.中國建筑西南勘察設計研究院有限公司,四川成都 610081)
針對山區(qū)區(qū)縣,擬建場地起伏多變,大型樁基設備無法進場施工的特點,根據(jù)現(xiàn)有的樁基施工經驗,借鑒較為成熟的抗浮錨桿成孔工藝,開發(fā)出了一種新的樁型——成孔壓漿小直徑樁。通過在成都附近周邊區(qū)縣工程中的實踐,總結出該樁型的施工工法以及和普通鉆孔灌注樁相比的優(yōu)越性。
某市擬建幼兒園場地為河溝,后經場地周邊安置房開挖的土方拋填整平。原設計方案采用CFG樁,后由于地下水和地層堅硬,CFG樁在施工了一部分后以失敗告終。后又改為高壓旋噴樁、旋挖樁、沖孔樁等,都由于填土內含大量漂石、砂巖堅硬(單軸抗壓強度最高約100 MPa),或受場地限制,泥漿無法外排等原因而放棄。后經過勘察、設計、施工等單位和邀請的部分專家共同商議,采用偏心潛孔錘全跟管工藝成孔、填料后壓漿成樁、樁端后壓漿等技術,即成孔壓漿小直徑樁。
根據(jù)地層出露的先后順序將地層的巖性、特征分述如下:
①新近人工堆積。
素填土:黃色,稍濕,松散,成分以粉質粘土為主,卵、礫石及碎石含量約占5%~20%,局部地段見粒徑較大的塊石。
②第四系全新統(tǒng)沖洪積(Qal+pl4)堆積。
卵石土:黃~淺黃色,稍濕,松散,成分以巖屑石英砂巖為主,頁巖次之。粒徑在2 cm~20 cm,含少量大于20 cm的漂(塊)石,呈圓狀或次圓狀,以微風化為主,強風化次之,局部偶見全風化(呈砂狀)。充填物以粉質粘土為主,含少量圓礫、角礫。
③中生界三迭系上統(tǒng)須家河組上段(T3x3)地層。
碳質泥巖:黑灰色,泥質結構,中厚層狀構造,礦物成分以泥質為主,含少量碳質,全膠結,膠結物為泥、鈣質。上部為全風化,中部為強風化,下部為中風化,巖石節(jié)理、裂隙不發(fā)育,巖心較完整,呈柱狀或長柱狀。
砂巖:淺黃色,硅質結構,中厚層狀構造,全膠結。為中風化,巖石節(jié)理、裂隙不發(fā)育,巖心較完整,呈柱狀或長柱狀。
1)工藝流程。
成孔注漿小直徑樁主要施工工序:放線定位樁及高程→鉆孔定位→鉆孔→下套管→制筋→下筋→填充豆石→拔管→注漿→養(yǎng)護。
2)放線定樁位及高程。
在場地三通一平的基礎上,依據(jù)擬建建筑物測量控制網(wǎng)的資料和平面布置圖,測定樁位軸線方格控制網(wǎng)和高程基準許點。確定好樁位中心,圓樁以中點為圓心,以樁身半徑畫出上部(即第一步)的圓周,撒石灰線作為樁孔開挖尺寸線。
3)鉆孔。
根據(jù)設計資料,本工程成孔直徑250 mm,長度為7.00 m~18.00 m不等;工程量較大,地質條件復雜,鉆孔施工難度較大,鉆孔是本工程工期控制的重點。選擇合理施工方法,解決安排好施工順序,才能保證整體工程按計劃工期完成。
a.鉆機安裝。鉆機安裝平穩(wěn)周正。b.跟管鉆進成孔。鉆機定位根據(jù)測量放線。鉆機及其鉆桿的位置確定以后,應保證HM-90型鉆機在鉆進過程中位置不發(fā)生變化,為了保證在填土及淤泥層,鉆孔不發(fā)生坍塌,保證成孔孔徑,鉆機應采用φ250的高強度地質套管全斷面跟管鉆進。本次鉆孔難度大,為了提高成孔效率,保證工程順利進行,根據(jù)地層具體情況,采用以下鉆進工藝方法,鉆具組合:鉆頭→潛孔沖擊器→扶正器→滿眼鉆桿→扶正器→鑲有合金的取粉管→普通鉆桿→主動鉆桿。c.清孔。成孔達到設計要求深度后,采用空氣清孔,將孔內碎屑、沉渣清除干凈,吹干孔壁,以便土層與砂漿有良好粘結。
4)鋼筋籠制作、吊放。
鋼筋籠采用在地面?zhèn)浜昧?,在孔外綁扎的施工方案。遇有兩段鋼筋籠連接時,應采用焊接(搭接焊或幫條焊),雙面焊接,接頭數(shù)按50%錯開,以確保鋼筋位置正確,保護層厚度符合要求。鋼筋籠綁扎時應預埋兩根φ20高壓注漿管,以便二次注漿。鋼筋籠的吊放應保證垂直,鋼筋籠應放置在鉆孔正中。
5)填充豆石、拔管。
鋼筋籠吊放后應及時向鉆孔內填入20 mm~30 mm的碎石,并將鉆孔填充飽和,再用SH-11型拔管機對地質套管進行拔管,以便地質套管能重復使用。
6)灌漿。注漿管采用φ25 mm硬質塑料管。設計水泥漿強度為M30,注漿壓力300 kPa~500 kPa,第一次灌漿1 h后,采用二次灌漿。二次灌漿壓力不小于2.0 MPa。
成孔壓漿小直徑樁作為一種新樁型,具有很多突出的優(yōu)點:
首先,其成孔工藝是對現(xiàn)有的鉆孔灌注樁的一種改進,這使得成孔壓漿小直徑樁同樣具有施工機械化程度高,成樁速度快、安全性高等特點。
其次,成樁設備小型化,使得其在山區(qū)場地施工時,當建筑場地起伏較大或場地狹小,其優(yōu)越性更勝于普通的鉆孔灌注樁設備。
綜合對比成孔壓漿小直徑樁和鉆孔灌注大直徑樁可以發(fā)現(xiàn)兩者實際上是優(yōu)缺點互補的樁型。在類似成都平原這樣的建設場地,地形較為平坦,大型樁基設備可以自由進出的場地,使用鉆孔灌注大直徑樁能以較低的成樁成本來完成施工任務。在類似于甘孜、阿壩這種山區(qū)場地,原始地貌起伏較大,地層較為復雜,采用成孔壓漿小直徑樁,可以靈活的安排施工機械,提高工程效率。
成孔壓漿小直徑樁作為一種新樁型、新工藝,也有自身的一些不足,需要進一步完善,例如:潛孔錘未批量生產,造價高、經濟性差等缺點。相信在以后的工程實踐中,經過對該樁型施作工法不斷的完善,成孔壓漿小直徑樁的優(yōu)點將更加明顯。
[1]劉金礪.樁基工程技術[M].北京:中國建材工業(yè)出版社,1996:1-7.
[2]西南交通大學巖土所.鉆孔樁壓力灌漿的工藝及機理研究專題報告[R].成都:西南交通大學,1994.