郭志浩 王志堅(jiān)

(江西省地質(zhì)工程(集團(tuán))公司上海分公司，上海 200331)

某項(xiàng)目提高鉆孔灌注樁孔壁穩(wěn)定時(shí)間措施

郭志浩 王志堅(jiān)

(江西省地質(zhì)工程(集團(tuán))公司上海分公司，上海 200331)

以上海市閔行區(qū)梅隴南方商務(wù)區(qū)項(xiàng)目樁基礎(chǔ)工程為例，針對(duì)鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)施工要求，結(jié)合場(chǎng)地地質(zhì)條件以及施工工藝要求等特點(diǎn)，對(duì)該項(xiàng)目成孔后待灌時(shí)間較長(zhǎng)，引起孔壁失穩(wěn)的現(xiàn)象作了研究，并分析了施工中的技術(shù)參數(shù)，通過合理控制泥漿比重的技術(shù)措施有效提高了孔壁穩(wěn)定時(shí)間。

鉆孔灌注樁，孔壁穩(wěn)定時(shí)間，泥漿比重

1 工程概況

梅隴南方商務(wù)區(qū)項(xiàng)目位于上海市閔行區(qū)梅隴鎮(zhèn)，東至萬(wàn)源路、南至閔虹路(規(guī)劃路)、西面為規(guī)劃綠地、北面為規(guī)劃街坊路。本項(xiàng)目總占地面積87 326.60 m2，基坑面積70 000 m2，地下建筑面積185 000.00 m2。地上部分：地上5層集中商業(yè)、4層六個(gè)單體組成的街區(qū)商業(yè)、三座地上30層的辦公樓以及一座地上18層酒店，擬建地上總建筑面積332 500.00 m2。地下部分：地下共分地下2層區(qū)域和地下3層區(qū)域，2層區(qū)域基坑面積25 000 m2，3層區(qū)域基坑面積45 000 m2。建成后示意圖如圖1所示。本工程樁基設(shè)計(jì)采用的是鉆孔灌注樁?？倶稊?shù)3 307根，樁長(zhǎng)有效長(zhǎng)度最長(zhǎng)達(dá)50 m，其中樁徑800 mm，樁數(shù)883根(包含8根試樁)，樁徑600 mm，樁數(shù)2 591根(包含25根試樁)。工程項(xiàng)目示意圖見圖1。

2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告,在深度110.20 m范圍內(nèi)地基土分布較穩(wěn)定，均屬第四紀(jì)中更新世Q2～全新世Q4沉積物，主要由粘性土、粉性土及砂土組成，按其沉積時(shí)代、成因類型及其物理力學(xué)性質(zhì)的差異可劃分為9個(gè)主要層次，其中第⑤層可分為3個(gè)亞層，第①，⑦層各可分為2個(gè)亞層，第⑦1層、第⑦2層又各可分為2個(gè)次亞層，第⑨層可分為2個(gè)亞層。場(chǎng)地地層分布主要有以下特點(diǎn)：

1)第①1層填土，淺部以雜填土為主，含多量碎石、磚塊等建筑垃圾；下部以粘性土為主，含螺貝殼、植物根莖等雜質(zhì)；局部區(qū)域表層為厚約20 cm混凝土地坪。第①2層浜填土，含多量有機(jī)質(zhì)及腐殖物，有臭味，在明浜中為淤泥。2)第②層褐黃～灰黃色粘土(俗稱“硬殼層”)，含云母及鐵錳質(zhì)結(jié)核、氧化鐵斑點(diǎn)，呈可塑狀態(tài)，一般分布穩(wěn)定，具有由上至下逐漸變軟的特點(diǎn)。3)第③，④層淤泥質(zhì)粘土具有高含水量、高壓縮性、高靈敏度、低強(qiáng)度的特性，是天然地基的主要壓縮層。4)第⑤1層灰色粉質(zhì)粘土夾粘質(zhì)粉土，含云母、有機(jī)質(zhì)條紋，局部夾多量粉性土，土質(zhì)不均勻，呈流塑～軟塑狀態(tài)。第⑤2層灰色粉砂，層頂埋深約17.5 m～23.3 m，含云母，顆粒成分以石英、長(zhǎng)石為主，夾多量薄層粘性土，土質(zhì)不均，稍密～中密狀態(tài)。其主要在場(chǎng)地側(cè)分布，第⑤3層灰色粉質(zhì)粘土，含云母及有機(jī)質(zhì)條紋，局部夾多量粉性土，土質(zhì)不均，軟塑～可塑狀態(tài)。5)第⑥層暗綠～草黃色粉質(zhì)粘土，為硬土層，含氧化鐵條紋及鐵錳質(zhì)結(jié)核，靜探Ps最小平均值為2.37 MPa，呈可塑～硬塑狀，土質(zhì)較好。6)第⑦層可分為2個(gè)亞層(⑦1，⑦2層)，第⑦1層、第⑦2層又各可分為2個(gè)次亞層：第⑦1-1層灰綠～草黃色粘質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土，含云母及少量氧化鐵條紋，土質(zhì)不均；層頂埋深約25.7 m～30.0 m，靜探Ps最小平均值為4.19 MPa，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)平均值為20.5擊，中密狀態(tài)，土性一般，厚度較薄，為粘性土～粉性土的過渡層。第⑦1-2層草黃色砂質(zhì)粉土，含云母及少量氧化鐵條紋，夾薄層粘性土，局部夾粉砂，土質(zhì)不均；層頂埋深約28.2 m～32.8 m，該層土靜探Ps最小平均值為7.93 MPa，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)平均值為28.5擊，呈中密～密實(shí)狀，土性尚可。第⑦2-1層草黃色粉砂，含云母，顆粒成分以石英、長(zhǎng)石為主，夾粉性土，局部夾細(xì)砂，土質(zhì)不均；層頂埋深約32.1 m～36.2 m，靜探Ps最小平均值為12.67 MPa，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)平均值為41.9擊，密實(shí)狀態(tài)，土性較佳。第⑦2-2層草黃～灰黃色粉砂，含云母，顆粒成分以石英、長(zhǎng)石為主，夾多量細(xì)砂，土質(zhì)不均；層頂埋深約41.4 m～46.7 m，該層土靜探Ps最小平均值為20.87 MPa，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)平均值大于50擊，呈密實(shí)狀，土性佳，且厚度較大。

3 施工技術(shù)問題分析

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，場(chǎng)地部分區(qū)域地勢(shì)較高，標(biāo)高一般約4.7 m～6.4 m，且該區(qū)域填土厚度均較大，一般約2.0 m，局部區(qū)域厚達(dá)3.0 m(如C4，C7靜探孔)，填土土質(zhì)松散、成分復(fù)雜。局部區(qū)域第②層缺失，填土厚度可達(dá)3.0 m～4.0 m，厚層填土層區(qū)下部土質(zhì)較為軟弱，會(huì)對(duì)成孔孔壁穩(wěn)定造成一定影響。

本場(chǎng)地有明浜和暗浜，明浜寬約10.0 m～20.0 m，浜底最大切割深度約為4.5 m(相對(duì)自然地面)，最深處標(biāo)高約為0.00 m。暗浜一般寬約8.0 m～15.0 m，浜底最深處標(biāo)高約為1.04 m，浜填土厚度一般為0.6 m～1.7 m，含多量有機(jī)質(zhì)及腐殖物，土質(zhì)較軟弱，會(huì)對(duì)成孔孔壁穩(wěn)定造成一定影響。

本工程地處南方商城區(qū)域最繁華地段，對(duì)施工要求及環(huán)境保護(hù)要求較高，不能保證在施工過程中特別是夜間連續(xù)作業(yè)，導(dǎo)致在施工中可能出現(xiàn)因成孔后待灌時(shí)間較長(zhǎng)造成孔壁失穩(wěn)。

4 解決方法

1)第一次試成孔實(shí)驗(yàn)。第一次試成孔施工，孔徑800 mm，成孔深度約55 m，采用原土造漿，施工機(jī)械選用GPS-10鉆機(jī)：試成孔1和試成孔2于2012年5月24日11:16開鉆，分別于當(dāng)日18:50和19:20成孔結(jié)束。成孔時(shí)間約8 h，施工過程均采用原土造漿(施工參數(shù)表詳見表1)。第一次試成孔檢測(cè)結(jié)果：本次成孔檢測(cè)時(shí)間36 h，每4 h檢測(cè)一次，經(jīng)檢測(cè)，兩個(gè)試成孔在前兩次孔深、孔徑均滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，第三次(8 h后)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，孔徑有較為明顯的縮頸情況發(fā)生，檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示最大成孔孔徑812 mm，最小孔徑為546 mm，特別是在地面30 m以下縮頸比較明顯，孔底沉渣較厚，產(chǎn)生了一定的孔壁坍塌現(xiàn)象。

表1 試成孔施工參數(shù)控制表(一)

2)第一次試成孔實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。通過對(duì)第一次的施工參數(shù)及測(cè)孔數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：8 h孔壁穩(wěn)定性會(huì)對(duì)后續(xù)樁基施工帶來(lái)施工質(zhì)量隱患，為了確保樁基施工能夠完全滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，因此必須通過制定一些技術(shù)措施來(lái)提高孔壁穩(wěn)定時(shí)間。

3)制定針對(duì)性技術(shù)措施。根據(jù)第一次試成孔結(jié)果對(duì)施工制定一些技術(shù)措施，主要如下:a.開鉆時(shí)，保證輕壓、慢轉(zhuǎn)、小泵量進(jìn)行鉆進(jìn)；鉆進(jìn)至一定深度后采用正常參數(shù)P=10 kN～45 kN，N=15 r/min～70 r/min，Q=60 m3/h～180 m3/h進(jìn)行施工；當(dāng)在粘性土和砂層中鉆進(jìn)時(shí)由于鉆壓較小、轉(zhuǎn)速較高，則采用P=10 kN～25 kN，N=24 r/min～70 r/min。b.由于場(chǎng)地地質(zhì)條件存在對(duì)施工不利影響，特別是在地面30 m以下含砂率變化明顯，因此地面以下30 m內(nèi)采用原土造漿，地面30 m以下，采用人工造漿(膨潤(rùn)土)和上部沉淀后的泥漿，提高泥漿質(zhì)量，并適當(dāng)增大泥漿比重，泥漿比重控制在1.25以上，成孔施工結(jié)束后，采用人工造漿(膨潤(rùn)土)進(jìn)行一次清孔。

5 后續(xù)成孔驗(yàn)證試驗(yàn)

按照技術(shù)措施進(jìn)行試成孔試驗(yàn)：試成孔3和試成孔4第三次試成孔于2012年5月30日7:08開始施工，分別于當(dāng)日15:50和16:02施工結(jié)束，成孔時(shí)間約8 h(試成孔施工參數(shù)詳見表2、人工造漿(膨潤(rùn)土)配比詳見表3)。

6 驗(yàn)證結(jié)果檢查

第二次試成孔檢測(cè)結(jié)果：本次試成孔檢測(cè)時(shí)間24 h，前四次每4 h檢測(cè)一次，第四次以后每2 h檢測(cè)一次，經(jīng)檢測(cè)試成孔3和試成孔4在第二次檢測(cè)時(shí)(8 h)孔徑最大值為835 mm，最小值為809 mm，孔徑、沉渣厚度均能滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)施工要求；在第四次檢測(cè)時(shí)(16 h)孔徑最大值為805 mm，最小值為791 mm，孔徑、沉渣厚度基本還能夠滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)施工要求。

表2 試成孔施工參數(shù)控制表(二)

表3 人工造漿(膨潤(rùn)土)配比表 kg

通過檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，通過對(duì)施工參數(shù)的控制和泥漿比重的控制等技術(shù)措施，有效提高了孔壁穩(wěn)定時(shí)間，對(duì)制定合理的施工方案提供了有利依據(jù)，對(duì)整個(gè)工程施工質(zhì)量提供了保障。

7 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)工程建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，鉆孔灌注樁已被應(yīng)用于樓房、廠房、橋梁、塔座等形式中。不良地質(zhì)條件及施工條件給鉆孔灌注樁的施工產(chǎn)生了許多不利因素，利用試成孔的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析地層條件，控制施工參數(shù)，來(lái)模擬實(shí)際施工已逐漸成為正式施工前不可或缺的一步。本工程通過對(duì)試成孔的分析與研究，制定了相應(yīng)的技術(shù)措施來(lái)提高鉆孔灌注樁孔壁穩(wěn)定時(shí)間，并將技術(shù)措施編入施工方案，用以指導(dǎo)施工，取得了良好的施工和經(jīng)濟(jì)效果。

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Measures of improving bored pile hole wall stabilizing time

Guo Zhihao Wang Zhijian

(ShanghaiBranchCompany,JiangxiGeologicalEngineering(Group)Corporation,Shanghai200331,China)

Taking pile foundation engineering of south Meilong commercial community of Minhang district in Shanghai city as an example, in light of bored pile design construction requirements, combining with the field geology conditions and construction technology demands, the paper analyzes construction technology parameters in light of hole wall instability owning to long project hole casting time, and finally improves the hole wall stabilizing time through rationally controlling mud weight.

bored pile, hole wall stabilizing time, mud weight

2015-01-09

郭志浩(1989- )，男，助理工程師； 王志堅(jiān)(1983- )，男，工程師

1009-6825(2015)08-0107-02

TU473.14

A