摘要:在回填土層中鉆孔灌注樁施工具有施工難度大、工期長(zhǎng)、造價(jià)高及安全性差等特點(diǎn),工程師在施工前選擇相應(yīng)的施工方法顯得尤為重要。本文介紹了一種在回填土層中灌注樁施工的新方法“預(yù)注漿法”。
關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁;回填土層;注漿
目前隨著改革開(kāi)放以來(lái)城市房地產(chǎn)大力開(kāi)發(fā),城市建設(shè)越來(lái)越完善,隨之而來(lái)的是原狀土層遭受?chē)?yán)重額破壞。素填土、雜填土以及建筑垃圾為主的地層越來(lái)越多。這就使樁基礎(chǔ)不得不面對(duì)在回填土層中施工的難題。
國(guó)內(nèi)樁基工程多采用鉆孔灌注樁,鉆孔灌注樁穿透回填土層時(shí)施工難度大、工期長(zhǎng)且成本高,因此正確選擇對(duì)回填土層的處理方法顯得尤為重要。
本文通過(guò)對(duì)比泥漿護(hù)壁成孔法、護(hù)筒護(hù)壁成孔法和預(yù)注漿成孔法三種施工方法的對(duì)比。闡述了預(yù)注漿成孔法的先進(jìn)性和可行性。
一、三種施工方法的施工原理及施工流程
(一)泥漿護(hù)壁成孔法
泥漿護(hù)壁成孔是用泥漿保護(hù)孔壁、防止塌孔和排出土渣而成孔,不同土質(zhì)和地下水位高低都適用,多用于含水量高的軟土地區(qū)。成孔機(jī)械有回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、潛水鉆機(jī)、沖擊鉆等,其中以回轉(zhuǎn)鉆機(jī)應(yīng)用最多。
泥漿具有保護(hù)孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷卻與潤(rùn)滑鉆頭的作用。鉆進(jìn)中,護(hù)壁泥漿與鉆孔的土屑混合,邊鉆邊排出攜帶土屑的泥漿;當(dāng)鉆孔達(dá)到規(guī)定深度后,運(yùn)用泥漿循環(huán)進(jìn)行孔底清渣。泥漿的組成是由高塑性粘土或膨潤(rùn)土和水拌合的混合物,也可摻入加重劑、分散劑、增粘劑及堵漏劑等摻合劑。泥漿一般在現(xiàn)場(chǎng)制備,有些粘性土在鉆進(jìn)過(guò)程中可形成適合護(hù)壁的漿液,則可利用其作為護(hù)壁泥漿,即“自造泥漿”。
施工順序:施工準(zhǔn)備→平整場(chǎng)地→鉆孔機(jī)的安裝與定位→泥漿制備→埋設(shè)護(hù)筒→鋪設(shè)工作平臺(tái)→安裝鉆機(jī)并定位→鉆進(jìn)成孔→清孔并檢查成孔質(zhì)量→下放鋼筋籠→灌注水下混凝土→拔出護(hù)筒→檢查質(zhì)量。
(二)護(hù)筒護(hù)壁成孔法
護(hù)筒護(hù)壁法適用于直徑為600mm~2500mm的鉆孔灌注樁,鉆孔灌注樁長(zhǎng)度不宜大于40m的樁基工程。在地下水位較高,易塌孔,使用普通泥漿及化學(xué)泥漿無(wú)法成孔的地層。
護(hù)筒護(hù)壁鉆孔灌注樁施工是利用專(zhuān)用振動(dòng)錘設(shè)備使鋼護(hù)筒克服各土層間與護(hù)筒間的摩擦力,使護(hù)筒穿越鉆機(jī)施工中的不利地層直至達(dá)到穩(wěn)定的樁端持力層,利用鉆孔設(shè)備掏空護(hù)筒內(nèi)渣土,保證灌注樁成樁的施工技術(shù)。
施工順序:施工準(zhǔn)備→平整場(chǎng)地→鉆孔機(jī)的安裝與定位→鉆機(jī)引孔→振動(dòng)錘下護(hù)筒→鋼筋籠制作與安裝→灌注混凝土→振動(dòng)錘拔出護(hù)筒→檢查質(zhì)量。
(三)預(yù)注漿成孔法
預(yù)注漿成孔法是利用鉆機(jī)具有高壓注漿工程的小孔徑鉆進(jìn)設(shè)備相配合先在與施工地點(diǎn)測(cè)放好樁位(見(jiàn)圖一),在樁位周?chē)O(shè)定好注漿位置。施工完待其強(qiáng)度達(dá)到一定要求后(可做試驗(yàn))在用鉆機(jī)進(jìn)行正常樁位施工。
施工順序:施工準(zhǔn)備→平整場(chǎng)地→鉆孔機(jī)的安裝與定位→高壓注漿→鉆進(jìn)成孔→清孔并檢查成孔質(zhì)量→下放鋼筋籠→灌注混凝土→檢查質(zhì)量。
二、三種施工方法的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比
(一)泥漿護(hù)壁法
泥漿護(hù)壁法優(yōu)點(diǎn)是:
1、適用性強(qiáng),不同土質(zhì)和地下水位高低都適用,多用于含水量高的軟土地區(qū);
2、設(shè)備相對(duì)其他鉆孔灌注樁施工方法造價(jià)較低。
泥漿護(hù)壁法的缺點(diǎn):
1、在下鋼筋籠時(shí)泥漿易造成鋼筋籠上?。?/p>
2、泥漿密度需隨現(xiàn)場(chǎng)土層密度和水位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)改變,由于現(xiàn)場(chǎng)多種因素影響,泥漿的密度往往不能滿足實(shí)際要求,因此造成孔壁坍塌或漏漿;
3泥漿護(hù)壁法是在泥漿下澆筑混凝土,成樁質(zhì)量往往由工程師的經(jīng)驗(yàn)而決定。這就可能造成斷樁、縮頸和導(dǎo)管拔空等問(wèn)題的存在;
4、泥漿護(hù)壁法在施工過(guò)程中將產(chǎn)生大量的泥漿,處理不好對(duì)環(huán)境將造成重大的污染;
5、需要配置泥漿,護(hù)壁泥皮對(duì)承載力有一定的影響,有一定的損失。
(二)護(hù)筒護(hù)壁法
護(hù)筒護(hù)壁法的優(yōu)點(diǎn)是:
1、不采用膨潤(rùn)土泥漿或化學(xué)泥漿,對(duì)地下水污染小,施工現(xiàn)場(chǎng)整潔,滿足高環(huán)保要求;
2、在泥漿護(hù)壁法因環(huán)保原因無(wú)法施工的情況下,可保證樁基施工的順利進(jìn)行;
3、不需要配置泥漿,沒(méi)有護(hù)壁泥皮對(duì)承載力的影響,承載力可靠,樁體質(zhì)量滿足規(guī)范要求;
4、施工速度比泥漿護(hù)壁法快一倍以上,施工效率高。
護(hù)筒護(hù)壁法的缺點(diǎn):
1、為滿足不同樁徑要求,需配套相應(yīng)樁徑的護(hù)筒,護(hù)筒在施工過(guò)程中易造成一定的損傷。配套設(shè)備造價(jià)較高;
2、回填土層中護(hù)筒的開(kāi)孔垂直度較難控制,且護(hù)筒護(hù)壁法護(hù)筒的垂直度要求較高,需配備測(cè)量人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行兩個(gè)方向的垂直度監(jiān)測(cè)。
(三)預(yù)注漿法
預(yù)注漿法的優(yōu)點(diǎn)是:
1、通過(guò)注漿管道向回填土層噴射水泥漿,當(dāng)注漿孔中水泥漿液凝固達(dá)到一定強(qiáng)度后,其周?chē)幕靥钔翆右驖{液的滲透得以固結(jié),提高整體性,可是成孔順利進(jìn)行;
2、樁位規(guī)則,混凝土量不易超方;
3、在相同樁基施工工程量的前提下,預(yù)注漿法較泥漿護(hù)壁法和護(hù)筒護(hù)壁法節(jié)省時(shí)間,節(jié)省原材料造價(jià)(不超方)、安全不塌孔和機(jī)器安全。
4、由于基樁周?chē)靥钔翆右驖{液的滲透得以固結(jié),對(duì)承載力有較大的提高,在樁徑不變的前提下可大大的提高安全系數(shù),且樁體質(zhì)量滿足規(guī)范要求;
預(yù)注漿法的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn):
1、在回填土層中注漿,注漿體的直徑無(wú)法計(jì)算得到,需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定注漿孔中心到基樁中心的距離;
2、注漿體坑能會(huì)侵占基樁位置,給基樁成孔帶來(lái)一定的麻煩;
三、結(jié)語(yǔ):
回填土層對(duì)樁的承載力一般都小于樁身材料的強(qiáng)度,基樁的承載力由回填土層的強(qiáng)度變形確定。預(yù)注漿法在一定程度上對(duì)回填土層起到了改善的作用。水泥漿通過(guò)壓力注入回填土中,充填了土中的空隙,使土層參數(shù)大大的提高。如在上部結(jié)構(gòu)荷載不變的情況下,可一定程度上減小基樁直徑,從而節(jié)省了工程造價(jià)。
參考文獻(xiàn):
[1]李生,于長(zhǎng)亮.鞍鋼鲅魚(yú)圈鋼鐵項(xiàng)目填海區(qū)域鉆孔灌注樁基礎(chǔ)通過(guò)填拋石層的施工方法[J].巖土工程界,2008(5).
[2]JGJ94-2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].
[3]龔曉楠.地基處理手冊(cè)[M].第3版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社
作者簡(jiǎn)介:李鐸(1980.4-),男,漢族,籍貫:遼寧省、鞍山市;大學(xué)本科;高級(jí)工程師。