郭向東

摘 要：人工挖孔樁具有施工方便、承載性能好等一系列的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛地應(yīng)用到了工程中。然而在具有較高地下水位的時(shí)候，如果一旦施工措施不力就很容易導(dǎo)致樁身混凝土出現(xiàn)離析。在某工程的樁基工程中一共包括三類樁基，也就是抗壓抗拔樁、抗拔樁、抗壓樁等。在對其進(jìn)行檢驗(yàn)之后發(fā)現(xiàn)樁基的樁身出現(xiàn)離析的問題，為此，針對導(dǎo)致其離析事故的原因，采取有效措施對其進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，取得了較好的施工效果。

關(guān)鍵詞：大直徑人工挖孔樁；離析；加固設(shè)計(jì)

中圖分類號： TU32.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）19-75-2

0 引言

現(xiàn)在各種增強(qiáng)和錨固等施工工藝和加固措施的水平變得越來越高，在處理大直徑挖孔樁混凝土離析問題的時(shí)候，利用各種檢測方法將工程的嚴(yán)重程度、缺陷位置、嵌巖深度和巖性、地質(zhì)情況等確定下來。隨后以樁的受力特性為根據(jù)實(shí)施樁基加固設(shè)計(jì)，加固方案除了要能夠使樁的耐久性和承載力要求得到滿足之外，還要對已施工基樁進(jìn)行最大限度的利用，嚴(yán)格的控制由于事故而造成的經(jīng)濟(jì)損失。

1 工程簡介

本工程為山西呂梁離石大土河100萬噸焦化工程中的精煤大棚，該工程為一大型儲煤設(shè)施，原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式條形基礎(chǔ)上部設(shè)間距3m的框架柱，柱上部為球型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。該工程于2005年投入使用。該工程東北部分坐落在深雜填土層上，原設(shè)計(jì)3：7灰土換填深度沒有滿足實(shí)際要求，最終導(dǎo)致該部位產(chǎn)生大面積不均勻沉降，使大棚產(chǎn)生了嚴(yán)重裂縫，影響了工程的正常使用，后經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)院、勘探單位及我方共同研究討論形成了一套切實(shí)可行的改造方案。即在條形基礎(chǔ)的下部每一根柱的處置位置做人工挖孔灌注樁，人工挖孔樁的終端深度必須進(jìn)入持力層1.5m，這樣每根挖孔樁的深度將達(dá)到20m左右。樁徑為1.2m，擴(kuò)底樁徑為2.5m。

2 離析的特點(diǎn)和導(dǎo)致離析事故的原因

2.1 離析的特點(diǎn)分析

首先，該工程事故的特點(diǎn)就是樁身底部離析，其主要與水下澆筑措施不力以及較高的地下水位等具有十分密切的關(guān)系。

其次，其中具有60%的樁基混凝土離析部位具有小于兩米的厚度，而這一特征將地下水的主要影響范圍反映了出來，在不斷澆筑樁身混凝土的同時(shí)，比較容易保證中上部混凝土的質(zhì)量[1]。

2.2 導(dǎo)致離析事故的原因分析

通過現(xiàn)場調(diào)查和取芯檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有下面3個(gè)方面的原因?qū)е铝嗽撏诳讟兜幕炷岭x析事故：

首先，過高的地下水位，以及比較落后的降水和排水手段：也就是說太低的排水速度會(huì)導(dǎo)致不能夠進(jìn)行半干孔或干孔作業(yè)，也無法采用澆注水下砼等工藝開展施工，只能夠采用強(qiáng)行澆筑的方式，這樣就很容易導(dǎo)致粗骨料和細(xì)骨料分離，最終引發(fā)嚴(yán)重的離析現(xiàn)象。

其次，混凝土下料口在澆灌的時(shí)候與澆筑面之間具有太遠(yuǎn)的距離，這樣就很容易導(dǎo)致骨料與砂漿離析，同時(shí)如果沒有很好的振搗部分樁身混凝土，也容易導(dǎo)致離析問題[2]。

再次，施工單位忽視了人工挖孔樁的施工質(zhì)量，沒有充分地認(rèn)識到混凝土澆筑在具有較高地下水位情況下的施工技術(shù)，在施工現(xiàn)場沒有具備豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，或者對工程進(jìn)度進(jìn)行片面追求等都是造成離析事故的重要原因。

3 加固思路

在計(jì)算和復(fù)核樁身出現(xiàn)離析的Ⅳ類基樁的抗拔承載力和抗壓承載力之后，對比其設(shè)計(jì)承載力，最終決定選擇如下思路對其實(shí)施加固。

首先，如果與原抗拔承載力設(shè)計(jì)值相比，樁身混凝土完整部分具有較小的抗拔承載力/1.2，這時(shí)候應(yīng)通過樁體內(nèi)增設(shè)抗拔錨桿的方式對其實(shí)施加固，以計(jì)算承載力特征值/1.2與抗拔承載力的設(shè)計(jì)值的差值大小為根據(jù)將抗拔錨桿的數(shù)量和形式確定下來。

其次，如果與原抗壓承載力設(shè)計(jì)值相比，樁身混凝土完整部分具有較小的抗壓承載力/1.2，這時(shí)候應(yīng)通過樁體內(nèi)增設(shè)微型鋼管樁的方式對其實(shí)施加固。要使微型鋼管樁在上部完整樁身混凝土、底部完整巖石中分別進(jìn)入，這樣就能夠?qū)箟撼休d力和抗拔承載力進(jìn)行有效增強(qiáng)。

最后，如果與原設(shè)計(jì)承載力設(shè)計(jì)值相比，樁身混凝土完整部分具有較小的承載力/1.2，這時(shí)候在原則上不對其進(jìn)行處理，為了能夠使樁底的密實(shí)性得以提升，可以選擇高壓注漿的方式加強(qiáng)其樁底部分。

4 大直徑人工挖孔樁離析事故加固設(shè)計(jì)和施工

在具體的加固施工中，因?yàn)樾枰跇秲?nèi)進(jìn)行二次高壓注漿、微型樁和抗拔錨桿施工，涉及較多的施工工藝，因此施工人員需要對加固的設(shè)計(jì)意圖具有深刻領(lǐng)悟，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，從而確保獲得理想的加固效果。

4.1 大直徑人工挖孔樁離析事故加固設(shè)計(jì)

通過設(shè)置樁內(nèi)抗拔錨桿的方式加固抗拔樁，以現(xiàn)場的施工條件和抗拔承載力差值為根據(jù)選擇了兩種形式：

第一種形式是就是利用直徑36mm鋼筋作為錨桿主體，其具110mm的成孔直徑。以相應(yīng)的建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范為根據(jù)計(jì)算其抗拔承載力特征值，也就是280kN。以其承載力差值大小為根據(jù)可以將一到兩根錨桿設(shè)置在每棵樁內(nèi)；

第二種形式就是選擇5根Φs15.2 鋼絞線作為錨桿主體，其具有220mm的成孔直徑，確定為700kN的抗拔承載力特征值。

采用樁內(nèi)增設(shè)微型鋼管樁的方式加固抗拔抗壓樁和抗壓樁，微型樁具有127mm的鋼管直徑、10mm的壁厚以及220mm的微型樁成孔直徑，其分別具有540kN和750kN設(shè)計(jì)抗拔、抗壓承載力特征值。

4.2 大直徑人工挖孔樁離析事故加固施工措施

采用增設(shè)抗拔錨桿對既有基樁進(jìn)行加固的時(shí)候，可以對基樁中原鉆芯檢測孔進(jìn)行充分的利用，同時(shí)以此為基礎(chǔ)予以鉆孔處理，直到不小于設(shè)計(jì)錨固長度入中風(fēng)化巖深度為止。在完成抗拔錨桿成孔之后，將二次高壓注漿管以及鋼絞線或者主體鋼筋放入孔內(nèi)，直到鉆芯孔底。將撐力環(huán)設(shè)置在抗拔錨桿主體鋼筋周圍，每個(gè)撐力環(huán)具有1.5-1.8m的水平間距；需要將對中裝置設(shè)置在鋼絞線上，每隔150cm的距離將一個(gè)擴(kuò)張環(huán)設(shè)置出來，將導(dǎo)向錨設(shè)置在前端。在具體的注漿施工中，第一步要將普通注漿管下放到孔底，然后將微膨脹水泥砂漿灌注進(jìn)去，直到灌滿位置，采用0.2-0.5MPa的注漿壓力。在完成低壓注漿的24小時(shí)之后，選擇二次高壓注漿管實(shí)施高壓注水泥漿的施工，采用2.0-3.0MPa的注漿壓力。采用微型鋼管樁對樁身進(jìn)行加固的時(shí)候，需要在樁心的位置成孔，具有22cm的成孔直徑，在達(dá)到中風(fēng)化巖錨固長度后，繼續(xù)進(jìn)行20cm的成孔。在完成清孔之后，將碎石放入到底部的20cm的位置，將二次高壓注漿管和直徑 12.7cm的鋼管同時(shí)放入進(jìn)去，在碎石層的頂部放置鋼管，在孔底伸入高壓注漿管[3]。這樣就能夠有效的避免中風(fēng)化巖由于受壓作用下的鋼管而被切割和破壞的現(xiàn)象。如果在樁身中部出現(xiàn)混凝土離析的問題，這時(shí)候就可以將微型鋼管樁設(shè)置在樁身的上部，然后在承臺50cm的部位深入微型鋼管，將高強(qiáng)度法蘭盤焊接在鋼管頂部，這樣就能夠利用微型樁將上部荷載很好的傳到下部完整的樁身上。如果基樁單純的采用高壓注漿進(jìn)行加固，這時(shí)候通過原取芯孔將二次高壓注漿管插入進(jìn)去，使其達(dá)到孔底，完成注漿施工之后即可。與此同時(shí)，只需要通過低壓注漿封堵取芯鉆孔針對樁身完好的Ⅱ類基樁進(jìn)行處理就能夠取得較好的效果。

4.3 加固檢驗(yàn)

為了對加固設(shè)計(jì)方案和施工質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，首先實(shí)施了加固試驗(yàn)樁的施工，分別施工了兩顆具有220mm和110mm直徑的微型鋼管樁和抗拔錨桿。為了對是否達(dá)到要求的抗拔錨桿的錨固力進(jìn)行驗(yàn)證，將封閉閥門設(shè)置在兩種抗拔錨桿上，然后只針對其中的錨固段其施注漿施工，在經(jīng)過28天的時(shí)間之后，對其實(shí)施單純的錨桿抗拔試驗(yàn)，在完成抗拔實(shí)驗(yàn)之后再實(shí)施其余的注漿施工。直接按照設(shè)計(jì)方案針對微型樁抗壓承載力加固進(jìn)行施工，在其符合強(qiáng)度要求之后對其實(shí)施基樁的抗壓靜載試驗(yàn)。上述的檢測結(jié)果顯示施工質(zhì)量和設(shè)計(jì)方案均符合承載力的要求。在完成全部的基樁加固施工之后，隨機(jī)地在不同的加固方案中抽取若干實(shí)施驗(yàn)收試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明均符合相關(guān)要求。

5 結(jié)語

人工挖孔灌注樁在具有較高地下水位的時(shí)候很容易出現(xiàn)混凝土離析事故，本文提出的加固方案能夠使抗拔抗壓樁、抗壓樁和抗拔樁的承載力不足的問題得到有效解決，而且通過科學(xué)合理的施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)思路，通過檢驗(yàn)表明采用該加固設(shè)計(jì)方案具有較高的合理性和安全性，能夠很好地解決離析問題，而且還可以對既有樁基進(jìn)行充分利用，并且在合理的范圍內(nèi)控制加固施工費(fèi)用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 王帥.淺述人工挖孔樁基礎(chǔ)在開工前的組織和技術(shù)準(zhǔn)備工作[J].黑龍江科學(xué)，2016（03）.

[2] 覃海鳳.人工挖孔樁在瓊中縣上安鄉(xiāng)什聯(lián)村崩塌地質(zhì)災(zāi)害治理工程中的運(yùn)用[J].西部探礦工程，2016（04） .

[3] 王春旭.對建筑工程中人工挖孔樁施工技術(shù)的探討[J].低碳世界，2016（08）.