佘彪,蔣文洋,張波波
(貴州雙龍航空港開發(fā)投資(集團)有限公司,貴陽550005)
高填方區(qū)指建筑工程中填土高度較大的地區(qū),雖然在填土過程中會進(jìn)行反復(fù)壓實,但是,對比常規(guī)地基基礎(chǔ),高填方區(qū)域的施工依然存在很多不確定因素,其中,樁基礎(chǔ)的施工是重點也是難點。在填方區(qū)域施工中,樁基礎(chǔ)大多采用鉆孔灌注樁,需要技術(shù)人員從工程項目的實際情況出發(fā),對鉆孔灌注樁施工工藝進(jìn)行合理選擇,以保證施工效果。
某車站客運平臺全長402m,在基礎(chǔ)施工中采用了鉆孔樁,樁徑為1.2 m,長度在29~75m不等,使用了116根端承樁?,F(xiàn)場地質(zhì)勘察結(jié)果顯示,該車站所處區(qū)域為剝蝕低山間谷地,山體自然坡度在30°~35°,相對高差約為180m。車站施工中,借助兩側(cè)山坡的既有填方來對地面進(jìn)行填平,回填厚度最大達(dá)到93m,屬于高填方區(qū)域。對照區(qū)域地質(zhì)資料分析,沿線底層大致可以分為3層:
第一層是填土層,包含云母石英片巖和碎屑、殘坡積土等。
第二層是(40)8-2云母石英片巖,包含云母、石英和綠泥石,巖芯極破裂,裂隙極發(fā)育。
第三層是(40)8-3云母石英片巖,同樣包含云母、石英和綠泥石,巖芯較破裂,裂隙較發(fā)育[1]。
考慮鉆孔灌注樁本身對各種地質(zhì)條件有良好的適應(yīng)性,在該工程樁基礎(chǔ)施工中,采用了鉆孔灌注樁,主要的施工工藝有旋挖鉆干孔鉆進(jìn)工藝、旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝、地基注漿旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝、沖擊鉆工藝等。這里分別對其進(jìn)行分析。
旋挖鉆干孔鉆進(jìn)工藝的基本原理是:填方區(qū)域材料(片石等)在不存在地下水的情況下,具備較強的穩(wěn)定性,借助旋挖鉆機,在鉆孔過程中進(jìn)行反復(fù)地掃孔和擴孔,通過相應(yīng)的擠密作用使孔壁達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。旋挖鉆干孔鉆進(jìn)工藝的基本工藝流程包括測量放樣→埋設(shè)護(hù)筒并檢查→結(jié)合預(yù)先確定的位置,將鉆機運到施工現(xiàn)場并且進(jìn)行固定→鉆孔作業(yè)→清孔,對孔底沉渣進(jìn)行檢查→鋼筋籠安放→注漿導(dǎo)管安裝→鉆孔深度測量,沉渣檢查→混凝土漿液灌注→導(dǎo)管拔出→護(hù)筒取出[2]。
在該工程中,基礎(chǔ)為石質(zhì)基礎(chǔ),而且不存在地下水,當(dāng)樁體的長度小于50m時,旋挖鉆干孔鉆進(jìn)工藝的施工作業(yè)比較順利。但是,在混凝土灌注環(huán)節(jié),存在比較嚴(yán)重的混凝土超方問題,利用這種工藝施工的33根樁體,平均混凝土超方量超過了20%。
旋挖鉆干孔鉆進(jìn)工藝的優(yōu)點在于,鉆進(jìn)施工可以直接進(jìn)行,不需要設(shè)置輔助設(shè)備以及其他的成孔材料,施工操作簡單,成樁效率較高。但是,也存在一定的缺陷,即在進(jìn)行掃孔和擴孔的過程中,會導(dǎo)致樁徑超出設(shè)計規(guī)格,引發(fā)澆筑過程中混凝土超方的問題,而且在混凝土灌注前,如果發(fā)現(xiàn)沉渣超標(biāo)問題,需要將安裝好的鋼筋籠吊起,清空后再次進(jìn)行安裝,處理相對煩瑣。
旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝是在鉆孔過程中采用了配套鋼護(hù)筒,借助旋挖動力頭,在進(jìn)行下壓鉆進(jìn)的同時,完成護(hù)筒的跟進(jìn)作業(yè),有效保證了筒壁的穩(wěn)定性。旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝的基本工藝流程為:測量放樣→對內(nèi)護(hù)筒進(jìn)行埋設(shè)→結(jié)合預(yù)先確定好的位置,將鉆機運到施工現(xiàn)場并且進(jìn)行固定→鉆孔作業(yè)→外護(hù)筒跟進(jìn)→清孔,對孔底沉渣進(jìn)行檢查→鋼筋籠安放→注漿導(dǎo)管安裝→鉆孔深度測量,沉渣檢查→混凝土漿液灌注→導(dǎo)管拔出→外護(hù)筒拔出→內(nèi)護(hù)筒拔出。
結(jié)合該工程的施工情況分析,在施工中,使用配套鋼護(hù)筒跟進(jìn)至圍巖狀態(tài)良好的深度,其余部分可以使用旋挖鉆干孔鉆進(jìn)工藝?yán)^續(xù)作業(yè),施工順利。但是,超方量較大的問題依然沒有被解決。
旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝通過設(shè)置外護(hù)筒的方式,可以有效隔絕地下水,對孔壁進(jìn)行保護(hù),避免了孔壁在鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)坍塌的問題,可以保證鉆進(jìn)施工的順利進(jìn)行,有效縮短成樁時間,提高工作效率。但是,在護(hù)筒下沉過程中,需要對偏差進(jìn)行隨時校正,避免中心位置垂直度偏差超標(biāo)的問題,而且鋼護(hù)筒沒有能夠全程跟進(jìn),與圍巖交界位置可能出現(xiàn)混凝土流失的情況,進(jìn)一步增加超方量。
地基注漿旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝主要是利用水泥-水玻璃漿液所具備的滲透、劈裂和擠密效果,對基礎(chǔ)中的孔隙進(jìn)行填充。這個過程中,水泥漿液會與土體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生成水化硅酸鈣,凝固后可以得到具備較高強度和水穩(wěn)定性的水泥結(jié)石體,提高地基的固結(jié)強度。護(hù)筒的跟進(jìn)能夠?qū)妆谶M(jìn)行防護(hù),避免孔壁坍塌問題[3]。地基注漿旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝的工藝流程為:測量放樣→基礎(chǔ)注漿→埋設(shè)內(nèi)護(hù)筒→結(jié)合預(yù)先確定好的位置,將鉆機運到施工現(xiàn)場并且進(jìn)行固定→鉆孔作業(yè)→外護(hù)筒跟進(jìn)→清孔,對孔底沉渣進(jìn)行檢查→鋼筋籠安放→注漿導(dǎo)管安裝→鉆孔深度測量,沉渣檢查→混凝土漿液灌注→導(dǎo)管拔出→外護(hù)筒拔出→內(nèi)護(hù)筒拔出。
進(jìn)行鉆進(jìn)施工前,通過地基注漿處理的方式能夠降低地基孔隙率,提高其自穩(wěn)定性,鋼護(hù)筒的跟進(jìn)避免了塌孔風(fēng)險,保障了成樁質(zhì)量。結(jié)合實際施工作業(yè)情況分析,地基注漿旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝的護(hù)筒和鉆頭尺寸固定,成孔孔徑可以保證,從而實現(xiàn)了對混凝土超方量的有效控制,而在經(jīng)過注漿處理后,地基的孔隙率下降,自穩(wěn)定性提高,能夠減少漏漿問題。但是,這種工藝的施工成本高,在一些地基孔隙率較大的區(qū)域,注漿量也會隨之增大。
沖擊鉆施工的主要原理,是在填土層區(qū)域,借助沖擊動能,對土層或破碎巖層進(jìn)行沖擊,形成樁孔。沖擊鉆施工工藝的工藝流程為:測量放樣→制備泥漿→護(hù)筒埋設(shè)→工作平臺鋪設(shè)→鉆機就位和固定→鉆進(jìn)成孔→清孔,檢查成孔質(zhì)量→安裝鋼筋籠→安裝導(dǎo)管→孔深測量,沉渣檢查→混凝土灌注→導(dǎo)管拔出→護(hù)筒拔出[4]。
沖擊鉆施工中,經(jīng)常遇到漏漿問題,雖然使用片石和黏土回填的方式對漏漿的位置進(jìn)行了封堵,但在后續(xù)施工中,泥漿液面依然有一定的下降,經(jīng)過補漿處理后,鉆井作業(yè)得以順利完成。
沖擊鉆施工工藝有著很強的適用性,在包含回填土、巖層、含砂卵石等復(fù)雜地質(zhì)條件下,有較好的應(yīng)用優(yōu)勢。但是,在該工程中,回填區(qū)域孔隙率較大,在沖擊成孔的過程中,需要反復(fù)回填和堵漏,施工效率受到了很大的影響,而且因為需要設(shè)置泥漿池,會對周邊環(huán)境產(chǎn)生較大的影響[5]。
綜上所述,在高填方區(qū)域,因為填土孔隙率大,自穩(wěn)定性差,在進(jìn)行樁基施工的過程中,經(jīng)常會遇到塌孔、卡鉆、漏漿以及混凝土超方等問題,需要工程技術(shù)人員在施工過程中切實做好防范工作,結(jié)合回填地基的實際情況,選擇恰當(dāng)?shù)你@孔灌注樁施工工藝,以保證施工的順利進(jìn)行。