吳旭 劉龍

[摘 要]隨著非洲某國的經(jīng)濟發(fā)展和長遠計劃，該國在大陸腹地的雨林中建設一座新城，作為該國的新首都，以促進國內(nèi)民族間和諧相處，同時促進該國經(jīng)濟社會發(fā)展和勞動人口就業(yè)。選擇區(qū)域為丘陵地區(qū)，原始熱帶雨林通過推林伐木、削山劈石、沼澤回填等方式開通道路，對原始地貌進行了初步處理，以滿足后續(xù)市政、房屋等設施建設施工。

[關(guān)鍵詞]地下土質(zhì);樁機機械;施工方法

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.20.051

[中圖分類號]TU753.3[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194（2019）20-0-02

0 ? ? 引 言

非洲某國建筑工程項目位于非洲大陸中西部，靠近赤道的熱帶雨林區(qū)域，坐落在一片原始沼澤地，直接用礫石土、黏土和粉土回填起來的地塊，在地勘勘探25 m內(nèi)顯示，地下土層自上而下為回填的黏土層、回填粉土層、回填礫石土層、原狀黏土層、原狀礫石土層、全風化花崗巖和微風化花崗巖。各土層厚度分布差異較大，考慮到上層建筑的安全穩(wěn)定性和沉降均勻性，基礎(chǔ)形式?jīng)Q定采用樁基。

1 ? ? 在類似項目中幾種常見樁基施工方法類型分析

水下灌注樁主要使用泥漿護壁鉆孔灌注樁（正循環(huán)、反循環(huán)）和泥漿護壁沖擊成孔灌注樁。

1.1 ? 泥漿護壁鉆孔灌注樁

泥漿護壁鉆孔灌注樁通過鉆機在泥漿護壁的條件下慢速鉆進，利用泥漿將鉆渣帶出，保護孔壁不致坍塌，成孔后再使用水下混凝土澆筑的方法將泥漿置換出來。泥漿護壁鉆孔灌注樁是目前國內(nèi)最常使用的方法，適用于各種土質(zhì)條件，應用范圍非常廣泛，在施工過程中，造成的聲音污染比較小，鉆孔無振動，不會擠壓周圍土體的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，成孔的質(zhì)量非常可靠穩(wěn)定。使用的機械器具比較簡單，施工成本比較低且便于操作;缺點是泥漿護壁鉆孔的成孔速度非常慢，效率很低，且用水量很大，由于鉆渣被泥漿帶出，泥漿的排出量很大，容易造成環(huán)境污染，且擴孔率比較難控制。

1.2 ? 泥漿護壁沖擊成孔灌注樁

泥漿護壁沖擊成孔灌注樁是用沖擊式鉆機或卷揚機懸吊沖擊鉆頭上下往復沖擊，將硬質(zhì)土或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥漿擠入孔壁中，大部分成為泥渣，用掏渣筒掏出泥渣最終成孔，然后再灌注混凝土成樁。優(yōu)點是使用設備構(gòu)造簡單，操作非常方便，對技術(shù)方面的要求不高，適用范圍廣泛，由泥漿護壁沖擊形成的孔比較堅實、性質(zhì)穩(wěn)定，坍孔率比較低，不受施工場地的條件限制，施工過程中的噪音比較小。沖擊成孔不涉及振動問題，不會影響周圍土體的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，因此，被眾多施工單位廣泛應用。泥漿護壁沖擊成孔灌注樁適用于黃土、黏性土、粉質(zhì)黏土、人工填土等。

1.3 ? 干作業(yè)成孔灌注樁

干作業(yè)成孔灌注樁指在不用泥漿或者套管護壁的情況下，用人工或者機械進行鉆孔，之后下鋼筋籠并且澆筑混凝土成樁，在一般地下水位以上是黏土、黃土、粉土時使用較多。干作業(yè)成孔灌注樁按照工藝和設備分為人工挖孔灌注樁、長螺旋鉆成孔灌注樁、旋挖鉆機成孔灌注樁。①人工挖孔灌注樁是利用人工進行開挖并且形成井筒的灌注樁成孔工藝，使用的機械設備比較簡單，占用場地小，且施工工藝簡單，對周圍建筑物的影響比較小。由于人工進行施工，不適用于水量較大的環(huán)境，而適用于干旱、少水且密實的土質(zhì)或者巖石地層。②長螺旋鉆成孔灌注樁使用長螺旋鉆機鉆孔，到達設計深度之后進行孔底清理、下鋼筋籠，灌注混凝土成柱。特點是無須泥漿清理和套管護壁，施工工藝比較簡單，對機械器具的要求比較低，但是由于不使用套管護壁，所以適用于地下水位以上一般的黏性土，要求工程項目所在地的降水量較少。③鋼套筒成孔樁主要用沉管灌注樁、擠壓成孔灌注樁。采用與樁設計尺寸相適應的套管，在樁沉入土中之后在套管內(nèi)吊放鋼筋骨架，經(jīng)過振動或者錘擊拔管，此種方法振動比較大，對周圍土質(zhì)結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性影響比較大，該工程項目坐落在一片原始沼澤地，周圍的土質(zhì)結(jié)構(gòu)不結(jié)實，振動會對周圍的土質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，容易造成樁基礎(chǔ)塌陷。擠壓成孔灌注樁通過擠壓的方式成孔，之后清除孔內(nèi)的殘留泥渣，再下鋼筋籠和導管，之后進行二次清空，施工速度較快，不涉及振動問題。通過擠壓的方式成樁，無法入巖。由于工程項目所在地存在原狀礫石土層、全風化花崗巖、微風化花崗巖，因此，不適用于擠壓成孔灌注樁。

預制樁是在工程現(xiàn)場就近打樁或者預制。由于使用的樁是預制樁，因此能夠承受的載荷比較大，質(zhì)量可控能夠預制堅固耐久的樁，且施工進度比較快，但是預制樁的過程對周圍環(huán)境的影響比較大，還涉及運輸、堆放、沉樁問題，對周圍環(huán)境的要求比較高。高強混凝土預制管樁的綜合經(jīng)濟效益比較好，相比于其他樁型具有更好的經(jīng)濟性能。預制管樁穿透土層的能力很強，適合土層起伏變化較大的地質(zhì)條件。由于是預制管樁，因此成樁的質(zhì)量很好，質(zhì)量控制和檢測比較方便。施工工期短、施工過程產(chǎn)生的噪聲比較小，不涉及振動情況，不會影響周圍土體的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，能夠符合環(huán)保要求。但高強混凝土預制管樁的延展性差，超過樁身承受的極限荷載時就會出現(xiàn)脆性破壞。預制混凝土方樁安裝方便，施工工藝便捷，預制土方的質(zhì)量穩(wěn)定，能夠節(jié)省施工時間，提高施工效率。預制混凝土方樁對于異形結(jié)構(gòu)使用不方便，運輸難度比較大，安裝時需要吊車等大型機械，與整體結(jié)構(gòu)的融合性比較差。由于該建筑工程項目的所在地位于熱帶雨林區(qū)域，坐落在一片原始沼澤地，因此不適用于預制混凝土方樁。

2 ? ? 選用泥漿護壁沖擊成孔灌注樁的分析

2.1 ? 經(jīng)濟性分析

泥漿護壁沖擊成孔灌注樁使用的主要設備是CZ-22、CZ-30型沖擊鉆孔機或簡易沖擊鉆機，由于設備構(gòu)造簡單，因此，設備各項使用費以及維修費比較低，且對工人技術(shù)要求比較低。使用的材料主要是鋼筋籠、鋼導管、混凝土，均是建筑工程中常使用的材料，材料費用比較低，而便于購買和運輸，材料成本比較低。施工的工藝流程是場地平整→樁位放線、開挖漿池、漿溝→護筒埋設→鉆機就位、孔位校正→沖擊造孔、泥漿循環(huán)、清除廢漿、泥渣→清孔換漿→終孔驗收→下鋼筋籠和鋼導管→灌注水下混凝土→成樁養(yǎng)護。前期的準備工作相對比較簡單，對施工條件的要求不高，整個施工過程中只有掏泥渣相對來說較費時，但是相較于其他樁基施工方法來說，效率比較高，且施工工藝比較簡單，對技術(shù)要求比較低，可以適當增加工人的作業(yè)量，提高施工速度。

2.2 ? 施工可行性分析

泥漿護壁沖擊成孔灌注樁適用于黃土、黏性土或粉質(zhì)黏土和人工回填土層，使用的土質(zhì)比較多樣，由于建筑工程項目的地下土層自上而下為回填的黏土層、回填粉土層、回填礫石土層、原狀黏土層、原狀礫石土層、全風化花崗巖和微風化花崗巖，因此，泥漿護壁沖擊成孔灌注樁基本能夠滿足建筑項目所在地的土質(zhì)結(jié)構(gòu)要求。在泥漿護壁沖擊成孔灌注樁的施工過程中，泥漿護壁是很重要的施工工藝，用黃泥制成泥漿，用于成孔護壁，防止孔壁坍塌、縮頸。造漿能力需要結(jié)合土質(zhì)考慮，由于建筑工程項目的地下土層有回填的黏土層以及原狀黏土層，且建筑工程靠近赤道的熱帶雨林區(qū)域，坐落在一片原始沼澤地，黏土和水分充足，可以借助自身的土壤和水分條件，使用原土造漿，再根據(jù)實際的工程施工情況輔以人工造漿。由于原土造漿的成本低，因此要盡可能多地使用原土造漿。

在泥漿護壁沖擊成孔灌注樁的施工過程中，需要清孔換漿，如果底部沉淀和殘渣過多，會造成夾層、斷樁，甚至導致廢樁，因此，在泥漿護壁沖擊成孔灌注樁清孔換漿的過程中，要盡可能地將廢漿和泥渣清除出去，此過程需要耗費大量水資源。該建筑工程項目位于熱帶雨林區(qū)域，坐落在一片原始沼澤地，周圍環(huán)境的水資源非常豐富，能夠滿足泥漿護壁沖擊成孔灌注樁施工對水的需求。泥漿護壁沖擊成孔灌注樁本身的施工特點是噪音小，對周圍土體環(huán)境的影響小，符合當?shù)乇Ｗo環(huán)境的法律法規(guī)，不會影響周圍居民的生活，不會對環(huán)境造成污染。建筑工程項目坐落在一片原始沼澤地，掏出的泥渣可以就地適量排放在沼澤地中，能夠與環(huán)境相互融合，環(huán)境條件具有施工的可行性。

2.3 ? 工期分析

影響工期的因素有業(yè)主因素、勘察設計因素、自然環(huán)境因素、社會環(huán)境因素、材料設備因素以及項目管理因素，泥漿護壁沖擊成孔灌注樁施工由于對技術(shù)、設備、周圍環(huán)境的要求不高，對工作人員的要求相對不高，勘察設計在施工之前已經(jīng)對該地的各項環(huán)境、地質(zhì)條件有了基本了解，認真分析當?shù)氐恼叻ㄒ?guī)、規(guī)章制度，在各項條件都允許的條件下，合理計算工期，基本能夠在約定時間內(nèi)完成工程建設。

2.4 ? 安全性分析

泥漿護壁沖擊成孔灌注樁的設備構(gòu)造簡單，操作方便，形成的孔壁比較堅實、穩(wěn)定，很少發(fā)生坍塌，因此，相比于其他樁基礎(chǔ)，泥漿護壁沖擊成孔灌注樁具有較強的安全性。工程所在地位于熱帶雨林區(qū)域，坐落在一片原始沼澤地，雖然多雨、多水，但泥漿護壁沖擊成孔灌注樁對工程施工場地的條件幾乎沒有限制，安全性較高。此外，還有利于項目實施，具有節(jié)省工期、方便可行、經(jīng)濟效益好的優(yōu)點。

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