淤泥地层 许多工程位于地质情况较差的老河道、垃圾场、渣土回填土和弃土(淤泥)场上,地层中含有流塑性淤泥且淤泥层很厚,非常不容易成孔,经常出现塌孔、桩夹泥和承载力达不到设计要求等安全质量事故。 临近地面出现淤泥层 多数工程先将基槽开挖后再施工桩基.很容易造成临近开挖面或开挖面下2?5m处就出现淤泥层。
许多工程位于地质情况较差的老河道、垃圾场、渣土回填土和弃土(淤泥)场上,地层中含有流塑性淤泥且淤泥层很厚,非常不容易成孔,经常出现塌孔、桩夹泥和承载力达不到设计要求等安全质量事故。
临近地面出现淤泥层
多数工程先将基槽开挖后再施工桩基.很容易造成临近开挖面或开挖面下2?5m处就出现淤泥层。地面容易塌陷、机械无法安置或安罝不稳,造成无法成孔或成孔倾斜。此种情况可采取下述施工方案:
1.1施工方法
把基坑中原来的土挖去一定高度,用其他优质材料(例如建筑垃圾、碎砖块等)进行替换,从而满足地基承载力要求。
在钻孔机前后支撑部分先各铺垫一块钢板.钢板上放置枕木,再把钻机安放在枕木上,调整钻机至水平,即可正常钻孔施工。
1.2注意事项
①每钴进1m,应注意检测钢丝绳是否处于桩中心位置,防止偏孔。
②经常观测钻机四个持力点处是否有地层下沉现象发生,保证钻机水平。
③在基坑四周砌筑排水沟,及时将雨水或现场溢流泥浆排除,以防浸泡换填层,影响其承载力。
上一节我们讲到浅层淤泥情况下的旋挖施工方法,这次我们看看深层淤泥情况下有何不同:
地面下较深处出现淤泥层
设计在老河道、河浜、水塘等部位的桩基,往往在较深处出现淤泥。在钻进成孔时,由于淤泥物理力学强度低,加上钻头对孔壁的扰动、地层主动土压力、地下水压力,淤泥有向孔内位移的趋势,造成成孔质量差,严重的造成塌孔,将钻头掩埋。即使成孔了,钢筋笼安装后二次清孔时也易造成塌孔,将钢筋笼掩埋,导致废孔或废桩,后果非常严重。为此,可采用以下方法:
用振动锤将钢护筒沉至桩位处,护筒壁厚≥5mm、内径大于桩径200mm。护筒长度以超过淤泥层进入下伏地层2m为宜,以防淤泥从护筒底流入孔内。沉放护筒后,按照正常旋挖钻机施工工艺成孔,下放钢筋笼,灌注混凝土,在混凝土初凝前拔出护筒。
注意事项
(1)护筒顶、底用同材质、宽20cm的环形钢板焊接加固。
(2)钻头穿越护筒部位时作业要缓慢,以防钻头与护筒内壁碰撞,导致护筒倾斜。
(3)上提钻头经过护筒底时,要缓慢且要把钻杆置于护筒中心位置,防止钻头被护筒底挂住。
(4)一般情况下,混凝土灌注后不要马上起拔护筒,尽量在混凝土初凝前用振动锤、吊车拔出护筒。
泥浆由水、粘土(膨润土)和各种添加剂(如纤维素等)组成,具有悬浮钻渣、冷却钻头、润滑钻具、平衡主动土压力和地下水压力、在孔壁形成泥皮而隔断孔内外渗流、防止坍孔的作用。孔泥浆应根据地层情况来选择泥浆性能指标参数,泥浆性能指标参数太高或过低,皆不利于顺利成孔。在实践中,泥浆性能指标主要有密度、粘度、含砂率。在3个泥浆性能指标中,密度的参数可以通过理论计算获得,要求泥浆压力≥主动土压力+地下水压力。计算时可采用水土合算和水土分算的计算方法,计算公式可参考《建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012》3.4.2。
注意事项
(1)钻进过程中要注意地下水位和地层变化,穿越淤泥地层时要特别注意孔内泥浆液面的变化,及时向孔内加注已制备好的泥浆,确保泥浆面高出潜水面1.0-1.5m以上,保持泥浆压力。
(2)每2h检测泥浆性能指标参数,控制好泥浆性能指标。
淤泥地层中施工桩基,主要目的就是如何钻进成孔。为此,也可以采用注浆法,先将地层加固后,再在加固地层中钻进成孔。本方法所采用的浆液并不是水泥浆,因为水泥浆固结体强度较大,不易成孔,且成本较高,故一般釆用注入水泥砂浆。
(1)通过试验确定水泥砂浆的配合比,要求此配合比的固结体能被钻进成孔(强度较大钻进困难),同时能起到护壁效果(强度较小不能护壁)。
(2)釆用正常施工工艺钻进到淤泥层顶面。
(3)将气密性检验合格的高压注浆管置于桩基中心点上,注浆口位于淤泥层底面下0.5m。注浆管连接好后,用高压注浆机将水泥砂浆注入到淤泥层中。根据注浆距离为桩径的1.5倍(此数据不固定,可根据不同地质试验得到)计算水泥砂浆注入量。注浆时应缓慢提升注浆管,以确保在淤泥层中形成固结体,一般水泥砂浆面以超过淤泥层顶面2m为宜。
(4)待水泥砂浆注入完成后48h后开始钻进,按照正常钻孔灌注桩工艺进行施工。
注意事项
(1)注浆前参照淤泥的性质做1-2根试桩,测定水泥砂浆配合比和注入量。淤泥层较厚时水泥掺入量应加大。
(2)根据试桩情况确定注浆管提升的速度,不可多注造成浪费,也不能少注而未形成有效固结体。
(3)根据试桩情况确定钻进的时间。钻进过早,水泥砂浆没有凝固,不能起到护壁的效果,过晚不易钻进成孔。
综上所述,淤泥地层中钻孔灌注桩的成孔方法都是以护壁为出发的,施工过程中应密切注意实际操作中的每个细节,根据现场实际情况和工程实际要求来采取相应的施工方法。
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