趙 丁 齊輔懋 馬小剛
(遼寧省城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院,遼寧 沈陽(yáng) 110006)
CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱,與普通碎石樁復(fù)合地基相比,能大幅度提高地基承載力;與水泥土攪拌樁、旋噴樁復(fù)合地基相比,成樁質(zhì)量高,樁體耐久性好,適用于多層工業(yè)廠房及高層民用建筑等上部荷載較大的建筑物,同時(shí)具有較經(jīng)濟(jì)、合理、易施工,噪聲小,無(wú)泥漿排放等特點(diǎn),因此得到了廣泛的應(yīng)用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
近年來(lái),隨著CFG樁的應(yīng)用和發(fā)展,長(zhǎng)螺旋管內(nèi)泵壓成樁工藝會(huì)引起一系列的工程問(wèn)題,如當(dāng)在粉細(xì)砂等土層施工時(shí),經(jīng)常造成周圍的地下水帶砂,地面沉降等問(wèn)題,對(duì)周圍環(huán)境造成了不利影響,因此本文將探討引起這些問(wèn)題的機(jī)理及影響因素,提出合理的治理措施。
長(zhǎng)螺旋管內(nèi)泵壓CFG樁施工引起工程問(wèn)題分析如下:
(1)長(zhǎng)螺旋管內(nèi)泵壓CFG樁的施工是先通過(guò)螺旋葉片切割土體,使土體喪失強(qiáng)度,進(jìn)而擠進(jìn)螺旋葉片之間,最終被螺旋葉片帶出地表。這對(duì)于孔壁來(lái)說(shuō)就形成了不穩(wěn)定的因素,螺旋葉片對(duì)樁周土體易引起剪切擾動(dòng),改變土體原有應(yīng)力狀態(tài)。
(2)長(zhǎng)螺旋管內(nèi)泵壓CFG樁在成孔以后是通過(guò)泵壓灌注混合料,到達(dá)孔底部時(shí),通常要先提鉆(方便鉆頭打開(kāi)),然后灌注,這就有可能造成塌孔。
(3)堵管,堵管是長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁工藝常遇到的主要問(wèn)題之一。它直接影響CFG樁的施工效率,還會(huì)造成材料浪費(fèi)。
(4)竄孔,在飽和軟土層中成樁經(jīng)常會(huì)遇到這種情況,施工相鄰的樁時(shí),發(fā)現(xiàn)剛施工的臨樁的樁頂突然下落,當(dāng)樁泵入混合料時(shí),臨樁的樁頂開(kāi)始回升。
根據(jù)調(diào)查資料,長(zhǎng)螺旋管內(nèi)泵壓CFG樁施工引起工程問(wèn)題的主要影響因素有以下幾點(diǎn):
長(zhǎng)螺旋管內(nèi)泵壓CFG樁施工引起工程問(wèn)題具有地域性。出現(xiàn)問(wèn)題的土層基本是在一些靈敏程度高的特殊土層中。長(zhǎng)螺旋管內(nèi)泵壓CFG樁的螺旋葉片對(duì)樁周土體的剪切擾動(dòng),更容易使飽和粉土等具有液化的可能。
①長(zhǎng)螺旋管內(nèi)泵壓CFG樁鉆進(jìn)過(guò)程中螺旋葉片對(duì)樁周土體切割造成剪切擾動(dòng),使土體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,強(qiáng)度降低,破壞后的土體液化或接近液化,呈流塑狀態(tài),具有流動(dòng)的可能。
②產(chǎn)生堵管的原因有以下幾點(diǎn)∶混合料配合比不合理;混合料攪拌質(zhì)量有缺陷;施工操作不當(dāng);冬期施工措施不當(dāng);設(shè)備缺陷。
③發(fā)現(xiàn)竄孔的原因有如下幾點(diǎn):被加固土層中有松散飽和軟土層;鉆桿鉆進(jìn)過(guò)程中葉片剪切作用對(duì)土體產(chǎn)生擾動(dòng);土體受剪切擾動(dòng)能量的積累,足以使土體發(fā)生觸變。
根據(jù)前面分析的長(zhǎng)螺旋管內(nèi)泵壓CFG樁施工引起工程問(wèn)題和影響因素,提出如下治理措施:
為了防止空間順序依次打樁時(shí)候相鄰樁以及樁間土的破壞效應(yīng)的累積,減小孔壓的積累效應(yīng),可以采取跳打施工工藝。但采用跳打一定要及時(shí)清運(yùn)棄土,否則會(huì)影響施工進(jìn)度。當(dāng)建筑荷載和地層條件滿足時(shí),應(yīng)盡量大樁距布樁,避免打樁的剪切擾動(dòng)。
長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的提鉆方式有兩種:直接提鉆和回轉(zhuǎn)提鉆。直接提鉆使螺旋葉片上的土體被孔壁壓密成柱塞,在提升鉆具時(shí),會(huì)產(chǎn)生很大的阻力,這樣容易使孔塌陷或鉆機(jī)失穩(wěn)。因此,以回轉(zhuǎn)提鉆的方式為宜。
飽和粉土很容易受到擾動(dòng),鉆進(jìn)速度越快,樁周土體受到的振動(dòng)次數(shù)越多,受到的擾動(dòng)程度就越大,變形就會(huì)越大,飽和粉土就越容易變成流塑狀態(tài),因此在遇到飽和土層時(shí)應(yīng)減小鉆進(jìn)速度,從而減小對(duì)樁周土體的擾動(dòng)。
本文通過(guò)對(duì)長(zhǎng)螺旋管內(nèi)泵壓CFG樁施工引起工程問(wèn)題的機(jī)理和影響因素的分析,提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施,如采取跳打施工工藝或者增大樁間距、減少在竄孔區(qū)域的打樁推進(jìn)排數(shù)、選擇合理的提鉆方式和泵送高度、選擇合理的鉆進(jìn)速度和提升速度。
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