摘 要：復(fù)雜的地質(zhì)條件表現(xiàn)為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育強(qiáng)烈；地形地貌類型復(fù)雜；地質(zhì)構(gòu)造也相對(duì)復(fù)雜，它的巖土性質(zhì)與外貌形態(tài)都有比較明顯的變化，巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)不良；它的地質(zhì)與水文條件都不好，并且受人類活動(dòng)的影響較大，加上本身就有的多年凍土、濕陷性、膨脹

性、鹽漬性巖土，所以處理難度較大并且需要經(jīng)過(guò)特殊處理。近幾年，伴隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的建筑施工行業(yè)獲得了較快的發(fā)展，在復(fù)雜的地質(zhì)條件下進(jìn)行地基處理顯得尤為重要。本文結(jié)合筆者經(jīng)驗(yàn)，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下的地基處理方法進(jìn)行探究，以期對(duì)相關(guān)工程作參考。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)；地基處理方法

中圖分類號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）29-0251-02

1 引 言

由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家的工程迎來(lái)了發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也面臨著挑戰(zhàn)，因?yàn)槲覈?guó)的地形多以山地丘陵為主，地質(zhì)比較復(fù)雜且多樣化，要想在復(fù)雜的地形條件下進(jìn)行工程的建設(shè)是比較艱難的，這無(wú)疑給工程建設(shè)單位提出了更高的要求，在施工的過(guò)程中，有一些地形復(fù)雜的地區(qū)容易發(fā)生事故，因此，為了更好的保障人們以及施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，必須處理好復(fù)雜地質(zhì)條件下的地基。所以本文通過(guò)分析復(fù)雜地質(zhì)條件下地基處理方法的探討，對(duì)地基處理長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下的地基處理方法

2.1 旋挖鉆反壓混凝土護(hù)壁樁基施工技術(shù)

旋挖鉆反壓混凝土護(hù)壁樁基施工技術(shù)主要應(yīng)用于復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境條件，例如地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育強(qiáng)烈，地形與地貌類型復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖性巖相變化大，巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)不良，工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件不良，破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈等等。這種技術(shù)相比較于其他的樁基施工類型具體的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在，在復(fù)雜的地質(zhì)條件下進(jìn)行旋挖鉆反壓混凝土護(hù)壁樁基施工，能夠保證成孔的質(zhì)量，并且可以滿足環(huán)保以及降低成本的目的。此外，此種施工技術(shù)一機(jī)多用，實(shí)現(xiàn)多種鉆進(jìn)方式，設(shè)備性能先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，鉆進(jìn)效率高，成樁質(zhì)量好，環(huán)境污染小等等?，F(xiàn)階段根據(jù)地質(zhì)情況的不同以及對(duì)鉆進(jìn)參數(shù)的相關(guān)要求，復(fù)雜地質(zhì)條件下多應(yīng)用旋挖鉆反壓混凝土護(hù)壁樁基施工技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的作業(yè)。這種技術(shù)相比較于傳統(tǒng)的鉆孔作業(yè)來(lái)說(shuō)有著較為明顯的優(yōu)勢(shì)，因此現(xiàn)階段特別是在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境條件下的樁基施工多會(huì)用到這一技術(shù)。

混凝土反壓施工工藝：

在進(jìn)行混凝土反壓施工的過(guò)程中，總體分為三大塊，第一大塊為孔壁護(hù)理，第一步要進(jìn)行樁孔開孔，第二步要進(jìn)行孔口護(hù)壁工作，其中要澆注混凝土后再鉆進(jìn)形成孔口護(hù)壁，第三步，就是進(jìn)行鉆進(jìn)。第二大塊，回填混凝土反壓，當(dāng)進(jìn)行混凝土終凝后鉆孔對(duì)回填土地層形成護(hù)壁。第三大塊，進(jìn)行鉆進(jìn)（重復(fù)鉆進(jìn)-反壓混凝土的過(guò)程）。在這一過(guò)程中，首批混凝土的用量壁板根據(jù)以下公式進(jìn)行初步計(jì)算。

V≥πd2h1/4+πD2（H1+H2）/4

V——首批混凝土所需數(shù)量（m3）；

d——導(dǎo)管內(nèi)徑；

h1——樁孔混凝土達(dá)到埋置深度H2時(shí)，平衡管道內(nèi)混凝土柱的外部（或泥漿）壓力所需的高度（m）；

D——樁孔直徑；

H1——樁孔底與管底的距離一般為0.4m；

H2——導(dǎo)管埋入的初始深度大于1m。

2.2 大直徑超長(zhǎng)深水樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

2.2.1 鋼護(hù)筒操作工藝

鋼護(hù)筒的操作工藝包括其制作和埋置兩部分，鋼護(hù)筒的操作工藝情況對(duì)樁基礎(chǔ)的質(zhì)量和樁基礎(chǔ)的順利完工有著直接的影響。鋼護(hù)筒的長(zhǎng)度不僅僅要考慮施工成本問題，而且要考慮其埋置的深淺程度，既不能太深也不能太淺。如果太深了，不但對(duì)材料產(chǎn)生浪費(fèi)，而且鋼護(hù)筒的垂直度不容易被控制，孔位偏差的問題比較容易出現(xiàn)；如果太淺了，會(huì)造成一些不良的施工質(zhì)量問題，比如塌空。如果鋼護(hù)筒的埋置不正或者樁基礎(chǔ)位的軸線與鋼護(hù)筒的軸線偏差比較大時(shí)，又或者鋼護(hù)筒出現(xiàn)傾斜情況，鋼護(hù)筒會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)一些施工問題，比如出現(xiàn)斜孔甚至偏孔等問題，這是由于施工時(shí)的樁孔位置與設(shè)計(jì)發(fā)生偏離而造成的。

2.2.2 制備泥漿

與普通泥漿相比，PHP泥漿體的優(yōu)點(diǎn)有：無(wú)分散性、低固含量、高粘度、高攜鉆能力、使用于反循環(huán)鉆進(jìn)等，正式這些優(yōu)點(diǎn)，促進(jìn)了PHP泥漿在建筑行業(yè)的廣泛運(yùn)用。在鉆孔施工過(guò)程中，PHP泥漿運(yùn)用鉆機(jī)的工作方式有循環(huán)制作泥漿、回收集中運(yùn)用以及反復(fù)使用等。按照一定的比例混合調(diào)制復(fù)合泥漿，其所用的材料有膨潤(rùn)土、聚丙烯酰胺、碳酸鈉以及水等。制作泥漿的指標(biāo)要求有，泥漿相對(duì)密度：灌入鉆孔中的泥漿，其相對(duì)密度一般地層為1.1～1.2，松散易坍塌地層為1.2～1.45。泥漿粘度：入孔泥漿粘度，一般地層16～22s，松散宜塌地層16～22s。含砂率：新制泥漿不大于4%，循環(huán)泥漿不大于8%。

2.2.3 鉆進(jìn)樁基

（1）鉆孔參數(shù)

①轉(zhuǎn)速

轉(zhuǎn)速是體現(xiàn)鉆機(jī)工作性能的主要性能參數(shù)，為了充分發(fā)揮鉆機(jī)的工作能力，鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速要控制在4～8rpm之間，為了提高工作性能，根據(jù)不同的施工地層，其鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速不同。

②鉆壓

鉆壓的選擇受到多方面因素的制約，從鉆孔進(jìn)尺的速度來(lái)講，鉆孔時(shí)鉆機(jī)施加的鉆壓越大越好，從而充分發(fā)揮鉆壓的性能，但是，還需要考慮其他因素的制約，如下所述：

a.鉆頭承受的壓力。最大承受壓力是由滾刀的刀頭所決定，每一個(gè)刀頭可以承受50kN的壓力，每一個(gè)鉆頭上有將近20個(gè)滾刀，計(jì)算時(shí)采用的不均勻系數(shù)是15%，也就是說(shuō)有15%的刀頭不承受壓力，因此，在工作過(guò)程中，刀頭所承受的鉆壓要控制在765kN之內(nèi)。

b.樁孔的垂直度。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，樁孔的垂直度不能超過(guò)1%，從樁孔垂直度的提高的方面考慮，鉆壓越小工作效果越好，但是，如果鉆壓過(guò)小也會(huì)影響鉆孔的速度和效率。

c.鉆機(jī)扭矩。在施工過(guò)程中，角礫巖的軟硬不均，因此，鉆機(jī)需要輸出的扭矩波動(dòng)比較大。當(dāng)轉(zhuǎn)速一定，鉆壓越大，會(huì)導(dǎo)致鉆孔的扭矩以及其波動(dòng)幅度會(huì)增大。如果鉆機(jī)輸出的扭矩超過(guò)其額定扭矩，鉆具會(huì)出現(xiàn)憋死或熄火等現(xiàn)象。

d.鉆頭和鉆機(jī)的穩(wěn)定性。如果鉆壓過(guò)大，即便是進(jìn)展速度快，但是，鉆架本身顫抖劇烈，對(duì)鉆機(jī)的損傷比較大；在不均勻角礫巖的鉆孔過(guò)程中，鉆頭會(huì)出現(xiàn)挑頭現(xiàn)象，如果鉆壓過(guò)大，會(huì)造成鉆頭的嚴(yán)重跳動(dòng)，對(duì)于成孔的質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。

（2）鉆進(jìn)技術(shù)

①鉆進(jìn)鋼護(hù)筒內(nèi)部和底口

清水鉆進(jìn)應(yīng)用在鋼護(hù)筒內(nèi)部的覆蓋層，停止鉆進(jìn)時(shí)，離護(hù)筒的距離約2m，在鋼護(hù)筒內(nèi)部制造泥漿。待其內(nèi)部泥漿達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)要求后，開始鉆進(jìn)，反循環(huán)運(yùn)用在鋼護(hù)筒底口部位，需要注意的是氣量小、壓力輕、轉(zhuǎn)速慢等，特別注意的是護(hù)筒底口不要被鉆頭碰掛，避免出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。在鉆進(jìn)的過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)鉆頭出現(xiàn)護(hù)筒與鉆頭出現(xiàn)摩擦現(xiàn)象，一定不要強(qiáng)行鉆進(jìn)，需要根據(jù)護(hù)筒的實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)鉆頭鉆出鋼護(hù)筒2m開外后，施工人員就可以正常鉆孔了。

②鉆進(jìn)護(hù)筒外松散覆蓋層

在鉆孔施工中，施工人員會(huì)經(jīng)常遇到比較松散的覆蓋層以及比較厚的卵石層，在對(duì)這些特性地質(zhì)的鉆進(jìn)過(guò)程中，比較容易出現(xiàn)坍塌從而造成孔大，質(zhì)量不好等現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)工作人員的長(zhǎng)期施工，人們采取了很多有效的措施，來(lái)改善上述現(xiàn)象，比如對(duì)泥漿的比重加大、泥漿性能提高、鉆桿穩(wěn)定器的去除、鉆孔風(fēng)壓的降低、鉆壓的減小以及轉(zhuǎn)速的增加等，這些措施有效的降低了擴(kuò)孔率。

2.3 鉆孔灌注樁施工技術(shù)

2.3.1 鉆孔灌注樁施工

首先，在鉆孔灌注機(jī)的底盤裝上沖抓鉆機(jī)，將鉆孔灌注機(jī)移動(dòng)到合適的位置，然后在可以打入的地方利用振動(dòng)錘將鋼管沉入，退出樁機(jī)進(jìn)入簡(jiǎn)易回旋鉆孔樁機(jī)。對(duì)沉入鋼管的上部分進(jìn)行淤泥和粘土的鉆進(jìn)，碰到不能繼續(xù)鉆進(jìn)的礫石層時(shí)就退出，進(jìn)入沖抓鉆機(jī)，沖抓鉆機(jī)對(duì)礫石以及強(qiáng)風(fēng)化巖石具有很好的鉆進(jìn)能力，不僅速度較快，而且鉆進(jìn)的效果也比較好。

與此同時(shí)，為了防止泥漿摻入樁身混凝土中降低混凝土的強(qiáng)度，從而影響鉆孔灌注的質(zhì)量，要使用自制的堰門式吊桶提掉沉入鋼管內(nèi)的泥漿以及水，進(jìn)行無(wú)水的方式灌注混凝土。如果吊桶不能夠?qū)⒊寥脘摴軆?nèi)的積水清理干凈時(shí)，可以使用導(dǎo)管深入到水下灌注混凝土，等到混凝土灌注完成之后，在振動(dòng)錘的輔助下將沉入的鋼管拔起來(lái)，對(duì)灌注的混凝土進(jìn)行頻繁的振動(dòng)，使其變得緊密無(wú)縫隙。

2.3.2 孔的垂直度

鉆孔灌注樁的垂直度可以直接影響鉆孔灌注樁的承載力，所以在施工之前要認(rèn)真做好準(zhǔn)備，避免鉆孔傾斜和彎曲情況的出現(xiàn)。首先，要將進(jìn)行工程建設(shè)的地面夯實(shí)平整，選用質(zhì)量強(qiáng)度大的機(jī)械設(shè)備，在鉆進(jìn)的過(guò)程中如果遇到了礫石層或者堅(jiān)硬物要減慢鉆進(jìn)的速度。除此之外，還要安裝導(dǎo)正裝置避免鉆桿發(fā)生傾斜或者彎曲。

2.3.3 鉆孔的深度

鉆孔的深度也影響著鉆孔灌注樁的承載力，所以施工隊(duì)在用繩索測(cè)量鉆孔深度后要在施工現(xiàn)場(chǎng)的地面上進(jìn)行標(biāo)記，防止測(cè)量繩遇水出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。有關(guān)部門要高度重視地面分層不均勻的現(xiàn)象，在鉆孔的過(guò)程中要將地質(zhì)情況與地質(zhì)剖面圖進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行鉆孔，確保鉆進(jìn)的深度科學(xué)合理。

2.3.4 鉆孔的孔徑

在淤泥質(zhì)軟弱土層或者是粘性土層鉆孔時(shí)，就很容易造成鉆孔縮頸的現(xiàn)象。做空的孔徑達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求就會(huì)使樁的截面減小、承載力下降，鉆孔灌注樁樁身的抗壓強(qiáng)度也達(dá)不到規(guī)定的要求。與此同時(shí)，鉆孔的孔徑不符合設(shè)計(jì)的要求，就會(huì)使鋼筋籠缺少保護(hù)層，導(dǎo)致鉆孔灌注樁的抗壓彎能力消失。要想使鉆孔的孔徑符合設(shè)計(jì)的要求，就要做到以下要求：在進(jìn)行鉆孔時(shí)，如果感覺鉆進(jìn)的過(guò)程有一定的阻力，就要換大一級(jí)的鉆頭或者是使用導(dǎo)正器法，對(duì)于那些很嚴(yán)重情況，要根據(jù)地質(zhì)條件選擇比重、粘性以及稠度比較大的泥漿，對(duì)鉆孔進(jìn)行保護(hù)。

3 相關(guān)應(yīng)用

某一復(fù)雜地質(zhì)條件下的地基的高壓旋噴樁地基加固方案。

3.1 設(shè)備相關(guān)

3.2 高壓旋噴樁施工技術(shù)參數(shù)

本次加固采用旋噴樁雙重管法施工，擬施工的旋噴樁施工參數(shù)如下：

（1）深度：20m；

（2）孔徑：？準(zhǔn)1000mm；

（3）水灰比：1：1；

（4）旋轉(zhuǎn)速度：15r/min；

（5）注漿壓力：≥28MPa；

（6）水泥摻量：20%；

（7）提升速度：25cm/min；

（8）水泥：42.5普通硅酸鹽水泥。

3.3 復(fù)雜地質(zhì)條件下的地基的高壓旋噴樁地基概括

樁基施工區(qū)域所涉及到的地層從上而下為中等風(fēng)化凝灰?guī)r塊石，碎石填層，流塑狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，全風(fēng)化基巖，遇水易崩解，零星分布，易形成不均勻地基。此外樁基收納公共區(qū)域?yàn)榫売膳艥澈拥?，先前未打設(shè)排水板進(jìn)行地基固結(jié)處理，后直接采用石料回填至4m高程，回填塊石深度為5～9m左右，粒徑為1m以下，最大到1.5m左右，此外，回填層底部20m內(nèi)是淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，含少量的有機(jī)質(zhì)，偶爾少量的貝殼碎屑或夾粉砂微薄層，局部為淤泥，整體水量飽和，呈流塑狀水土靈敏度高。

4 高壓旋噴樁地基處理后沖孔灌注樁施工效果

考慮到樁基施工進(jìn)度及旋噴樁加固成本，現(xiàn)場(chǎng)分別對(duì)旋噴樁進(jìn)行地基加固的養(yǎng)護(hù)時(shí)問及水泥摻量進(jìn)行了試驗(yàn)。

（1）該地基處理工程在旋噴樁處理過(guò)后7d選擇了了根樁進(jìn)行試打，上部塊石回填層內(nèi)加入少量原土造漿后，本層位鉆進(jìn)過(guò)程中無(wú)漏漿、坍孔現(xiàn)象。當(dāng)鉆進(jìn)至淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層一定深度時(shí)，又出現(xiàn)加固前縮頸現(xiàn)象。分析原因?yàn)樗酀{強(qiáng)度仍小于原土的側(cè)限擠壓力；旋噴樁處理后70d選擇一個(gè)樁基試打，效果任然不佳；在旋噴樁處理過(guò)后15d選擇了1根樁進(jìn)行試打，上部塊石回填層內(nèi)無(wú)漏漿、坍孔現(xiàn)象，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層內(nèi)縮頸現(xiàn)象消失，鋼筋籠下放順利，灌注充盈系數(shù)為1.5，比先前施工的平均充盈系數(shù)3.2縮小1.7。

（2）在高壓旋噴樁其他參數(shù)不變的情況下，將水泥摻量由20%下調(diào)至了5%，土體加固后沖孔灌注樁施工效果基本與20%水泥摻量時(shí)無(wú)異。

5 結(jié)束語(yǔ)

伴隨著國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)于建筑的要求以及施工的技術(shù)要求越來(lái)越高。這就要就施工單位要不斷的進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新，不斷滿足高效、環(huán)保以及安全的建筑要求。在復(fù)雜地質(zhì)條件下地基施工技術(shù)的應(yīng)用，改善了成孔效率，保護(hù)了周圍的施工環(huán)境。

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收稿日期：2018-8-12

作者簡(jiǎn)介：蒙 勇（1968-），男，漢族，重慶銅梁人，地質(zhì)工程師，本科，主要從事工程地質(zhì)工作。