李衛(wèi)華 徐可 劉建偉
中國水電基礎局有限公司 天津 301700
南充某項目是在四川首次采用該技術的工程。該項目部分樓盤建筑在河道回填區(qū),回填層最厚達20m;基礎采用板筏和灌注樁,成樁后采用注漿法對樁底、樁周接觸帶進行處理,以增加承載力。工程區(qū)地質情況自上而下分述如下:①回填層:主要由黏性土、泥巖碎塊石等組成,混有塊石;塊石含量約15%~45%,粒徑約為20mm~750mm,個別粒徑超過1m,鉆探揭露厚度15.0~20.40m。②粉質黏土層:呈可塑狀態(tài),干強度中等,韌性中等。鉆探揭露厚度1.20~11.20m,平均厚度4.91m;層頂深度0.00~18.90m,層底深度1.60~24.00m。③粉土層:濕,稍密,干強度低,韌性差,鉆進過程中有塌孔現象;鉆探揭露厚度1.20~6.70m,平均厚度3.02m;層頂深度2.70~24.00m,層底深度5.50~26.30m。④基巖:泥巖,主要成分為黏土礦物,泥質結構,中厚層狀構造;強風化帶巖層裂隙發(fā)育,巖芯破碎,呈薄餅狀,巖質軟,厚度4.10m~5.90m。泥巖之下中風化帶巖層裂隙較發(fā)育,巖芯較完整,呈短柱、長柱狀,巖質較硬[1]。
項目特殊之處有兩點,一是上覆土較新較厚,最厚的地方達20米;二是樁端持力層初定為泥巖,該層巖質軟,黏土含量高。單樁承載力特征值的設計需求為5000kN,因為在當地沒有經驗,需要通過工藝性試驗來確定各種參數。試驗樁樁徑1.0米,樁長30米,樁端入巖3.0米。在試驗樁模型中,樁頂以下20米范圍為新填土,該層土尚未完成固結,在實際應用中將產生負摩阻力,因此樁側注漿孔應低于該層土的層底,這樣能達到使用最少的漿液達到最大的側摩阻力。在實際應用中,設立一道樁側灌漿孔,位于樁底以上8米處。樁側設2根注漿管(其中1根備用),長度為距樁頂22m;樁端設2根注漿管,長度為樁頂至樁底,沿鋼筋籠圓周對稱設置[2]。4根試驗樁基本情況如下:
表1 試驗樁基本情況
試驗完成后檢查結果表明:樁身完整密實,混凝土與基巖結合緊密。經試驗確定的注漿壓力為:終止注漿壓力樁側不小于1.5MPa,樁端不小于3MPa;注漿量樁側700kg,樁端1500kg。
第一,注漿管單向閥的制作與安裝。在注漿管底部設置單向注漿閥。注漿閥花管管徑與連接注漿管的套管一致,高度60cm,開孔孔徑8mm,沿軸向間距10~15cm,梅花形布置,共布置4排,每排4個孔。將管內鐵屑清除干凈后,在開孔處加圖釘,然后用防水膠布、橡皮等嚴密包裹注漿管,以防止樁身混凝土水泥漿堵塞注漿管。管閥底口采用厚度不小于8mm的鋼板焊接封堵。第二,后注漿施工要求。注漿作業(yè)點與成孔、成樁作業(yè)點之間的距離不小于10m,且該區(qū)范圍內的混凝土灌注完成時間在2天以上。注漿順序為先樁側注漿,后樁端注漿,樁側樁端注漿間隔時間不宜少于2h;樁端2根注漿管如一根管注漿已達到設計量,則另一根可不再注漿。群樁注漿先外圍后內部。第三,壓力注漿。確認注漿管路暢通后即可開始壓力注漿。除粉土層外,其他地層正式注漿前采用2:1的稀漿初灌。灌漿壓力無明顯升高,灌入量達到200L后即可開始灌注標準漿液;達到以下條件之一時,注漿可結束:①注漿總量及注漿壓力均達到設計值;②注漿總量達到設計值的75%,且注漿壓力達到設計值的120%,并維持5min以上。
本工程鉆孔灌注樁施工過程中也遇到些難點:①在回填層內鉆孔容易漏漿、塌孔,特別是回填層與原始地層交界的部位和大量塊石架空的部位;②在泥巖內鉆進時出現鉆具打滑、吸鉆、糊鉆等情況,造成工效降低;③孔底沉渣厚度需控制在5cm范圍內,施工技術質量要求較高。
針對施工難點采取的主要措施是:①使用正電膠改善泥漿的固壁性能;對易塌孔的部位先使用沖擊鉆機穿透架空層,用沖擊鉆鉆頭將地層擠密后再使用旋挖鉆機施工。②在泥巖中鉆進時,一方面采用高速切削方式鉆進;二方面優(yōu)化鉆齒的長度、角度和布置,減少鉆頭底刃的接觸面積,增加切削能力。③采用旋挖鉆機初步清底后,再用氣舉反循環(huán)法徹底清孔的工藝可保證沉渣厚度符合設計要求。
實踐證明,旋挖和灌注樁后注漿兩項先進工藝相結合具有明顯的優(yōu)勢;首次在南充地區(qū)回填架空地層中應用取得了良好的效果,既加快了施工進度,又保證了工程質量,使灌注樁的施工達到了新的水平,為灌注樁施工新技術的進一步推廣應用積累了寶貴的經驗。泥巖作為持力層有很強的可灌性,且可使灌注樁的承載力得到提升,為該地區(qū)的樁基施工提供了更多的選擇依據。