前言:
西安市灞桥区某住宅楼建设,根据勘察结果该地区地层主要由卵石层组成且粒径较大。该住宅楼最终的地基处理方案确定为CFG桩复合地基,桩径0.5m,桩间距2.0m,桩身强度C30,等边三角形布置。
1.工程地质条件
1.1地形地貌
拟建场地较为平坦,地貌单元为灞河高漫滩。
2.地层情况
根据勘察结果和设计图纸,场地桩基穿越地层有:
2.1卵石③Q4al:杂色,中密~密实,稍湿~湿。该层以卵石为主,有薄层的砂土夹层,卵石粒径一般为2.0~20cm磨圆度较好,混有少量角砾,含个别漂石颗粒,最大粒径可达40cm.粗颗粒母岩成分以花岗岩、闪长岩为主,中等风化,圆砾、砂砾充填。修正后的重型动力触探试验锤击数平均值N63.5=18.4击。
2.2粉质粘土④Q3al:黄褐色,可塑,局部软塑。含铁锰质斑纹及个别钙质结核,偶见蜗牛壳碎片。压缩系数平均值=0.26MPa-1,属中压缩性土。该层层厚2.50~5.50m。
2.3圆砾⑤Q3al:杂色,密实,湿~饱和。该层以圆砾为主,圆砾粒径一般为0.5~10cm,磨圆度较好,含个别卵石颗粒,最大粒径可达20cm。粗颗粒母岩成分以花岗岩、闪长岩为主,中等风化。砾砂充填颗粒矿物成分以石英、长石为主,含少量云母。修正后的重型动力触探试验锤击数平均值N=23.80击。该层层厚8.10~13.40m,该层局部有中砂夹层和粉质粘土夹层。
3.施工工艺分析
3.1设备参数
考虑到卵石粒径较大,初期施工选择大型长螺旋钻机,动力110KW,钻头采用合金钻头(子弹头),钻杆直径500mm,叶片厚度0.9cm,叶片间距30cm。钻杆筒壁厚1.40cm。
3.2施工工艺
①定位放线
根据建设单位提供的建筑物定位轴线,由专职测量人员按图纸放桩位,桩中心点以钢钎(木桩或竹筷)打入地下20cm,灌入白灰标记。桩位放线允许误差:20mm。
②钻进
桩位验收后,钻机就位并调整机身,应用钻机塔身的前后垂直标杆检查导杆,校正位置,使钻杆垂直对准桩位中心,以保证桩身垂直度偏差不得大于允许偏差。
开钻前,先将混凝土泵的料斗及管线用清水湿润(润滑管线,防止堵管),然后搅拌一定的水泥砂浆进行泵送,并将所有砂浆泵出管外。
机长与钻机操作员配合使钻机对准桩位,并依摆针调整钻机水平及钻具垂直度。封住钻头阀门,使钻杆向下移动至钻头触及地面时,开动钻机旋动钻头,一般应先慢后快,在成孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻时,应停机或放慢进尺,遇到障碍物停止钻进,分析原因,禁止强行钻进。
根据设计桩长,确定钻孔深度并在钻机塔身相应位置作醒目标注,作为施工时控制桩长的依据,当动力头底面到达标志时,桩长即满足设计要求。
钻杆下钻到预定深度,现场施工技术人员根据地质勘察报告以及实际钻孔出土观察分析,是否达到设计要求的土层。如遇特殊地质情况,应由设计人员根据图纸与现场地质实际情况综合确定,并及时通知监理单位。
根据场地情况确定施打顺序、钻机行走路线(避免钻机碾压成桩),如场地限制,个别桩无法避免,须垫设方木,钻机方可行走。
采取有效措施防止漏打漏灌,即:每施工完一根桩,并记录成孔时间、灌注时间,在做完记录的同时在图纸上进行标注。
③泵送混凝土
钻头到达设计标高后,钻杆停止钻动,开始泵送混凝土,泵送量达到钻杆芯一定高度后,方可继续提钻。一边泵送混凝土一边提钻,提钻速率控制必须与泵送量相匹配,保证钻头始终埋在CFG桩身混凝土液面以下,以避免断桩、加泥等质量缺陷的发生。成桩过程宜连续进行(应避免后台上料慢造成的供料不足、停机待料现象),直至桩体混凝土高出桩顶设计标高不小于50cm。
若施工中因其他原因不能连续灌注混凝土,须根据勘察报告和施工已掌握的场地土质情况,避开易塌孔地层。成桩过程中必须保证排气阀正常工作,防止成桩过程中发生堵管。施工时要始终保持混凝土泵料斗内的混凝土液面在料斗底面以上一定高度,以免泵送时吸入空气,造成堵管。
3.3存在问题
(1)施工中由于卵石较大,钻杆叶片间距较小,对于大的漂石不能及时带出地面,经常出现卡钻、钻齿崩坏、钻杆拧断、法兰拧断等事故。
(2)卵石层密实度不够,塌孔现象严重,出现数次埋钻事故。
(3)由于桩顶卵石层松散,桩位测量放样后难以保护。
(4)钻进过程中,由于漂石的存在,经常导致钻杆跑偏和垂直度偏差较大等问题。
(5)由于钻进时间较长,导致混凝土在导管中停留时间较长,极易造成堵管。
3.4问题处理措施
针对施工中存在的问题,根据现场的实际情况,提出以下几种处理方法:
(1)增加钻机动力,配置动力变频器,尽量选择低转数钻进。钻进过程中要时刻注意钻机电流变化,电流较大时及时停钻。
(2)加大钻筒、叶片厚度(﹥2cm),增大叶片间距(﹥40cm),合理调配合金钻头个数、位置及钻齿的角度。
(3)派专人进行测量放线,对跑偏桩位及时进行校正。对垂直度不满足要求的及时通过停钻调整机位进行校正。
(4)更改施工工艺,采用二次成孔的方法施工。即先成孔,再清理桩泥,然后二次放线、再成孔并灌注混凝土。该方法缩短了灌注混凝土时间,可消除堵管事故。
通过采取以上措施,使得在后续的施工中大大减少了钻机维修时间和孔内事故的发生,检测结果全部合格。
4.意见及建议
该工程的成功实施,打破了以往在卵石层中无法使用长螺旋钻机施工的观念。对大直径卵石地层中桩基的施工增加了一种有效的施工方法。对于长螺旋钻机在类似的卵石地层中施工,作者建议:
(1)设计时应考虑成孔机械能否达到钻进要求,并和甲方、设计院协商能否增大桩间距,增大桩径(≧60cm),因为桩径越大,钻杆叶片间距也越大,利于大粒径石块的钻出。
(2)施工时要考虑设备的动力问题及钻杆钻头的配备及损耗。
(3)在施工中要及时合理的调整钻进参数,保证钻进及灌浆的顺利实施。
卵石地层中的成桩方法目前没有专门的设备进行施工,只能是根据卵石层的厚度及粒径大小选用其它地层的成桩设备,因而在施工中必须做好设备的选型,以防造成工程事故的发生、工程质量的缺陷以及工期的拖延。
参考文献:
[1]马永琪,高徳慧.长螺旋钻机钻进采用水泥浆护壁成孔的一点体会[J].军工勘察,1996,2.
[2]刘金励.我国建筑基础工程技术的现状和发展评述[J].建筑技术,1997,28(7):44-45.
评论 (0)