[摘 要]:近几年沿海城市建设发展迅速,城建用地供不应求,出现了大量滩涂回填地区用于建设。滩涂回填地区中地质条件复杂,常伴孤石、地下水、持力层标高低等不利于桩基础施工的环境,属软弱地基,均匀性较差。本文对如何在此地貌区域中选择经济可靠的桩型、软弱地基上桩基础施工的注意事项等问题上进行了分析,总结了桩基础施工过程中遇到相应问题的解决方案,为类似工程桩基础施工提供一定的参考。
[关键词]:桩基础、滩涂回填地区、持力层
工程概况
中国民生银行泉州分行民生大厦工程位于泉州市丰泽区东海片区泉泰路与滨海街交叉处,本工程占地面积8545.4平方米(其中建筑占地面积7066平方米),总建筑面积72751平方米,建筑总高度125米。工程为一类高层建筑,耐火等级一级,抗震设防烈度为7度(抗震措施按8度设计),建筑物合理使用年限50年,室内±0.00相当于绝对标高(黄海)10.8米。
本工程地处滩涂回填地区,场地岩土层自上而下主要为素填土(Q4ml)、填石(Q4ml)、中细砂(Q4m)、淤泥(Q4m)、含泥中砂(Q4al)、粉质粘土(Q4dl)、残积砂质粘性土(Qel)、全风化花岗岩(r53)、散体状强风化花岗岩(r53)、碎块状强风化花岗岩(r53)、中风化花岗岩(r53)。勘察后统一量测的地下水稳定水位埋深在0.20~3.70m,标高4.38~5.38m左右。
桩基施工重难点
(1)本工程下部地基土地质稳定性好的全风化花岗岩和碎块状强风化花岗岩层中见有花岗岩不均匀风化产物——球状风化体(孤石),选桩和试桩时考虑孤石因素是重点。
(2)本工程场地属软弱地基、不均匀地基。持力层标高不一,伴有地下水,导致地基土对桩基础具有腐蚀性,如何解决地基土腐蚀性是施工措施保障的重点。
(3)业主要求的工期紧,当地劳动力成本高,选择高效经济的桩基础是关键。
桩基比选
根据常见的施工方式,可供选择的有预制桩基础、冲(钻)孔灌注桩基础。根据工程实际情况,分析如下:
(1)采用冲(钻)孔灌注桩基础
a、采用冲(钻)孔灌注桩,桩径应≥800mm,桩长可采用验槽(施工对渣样进行鉴定),结合地质剖面、设计桩端标高进行控制。以强风化岩为桩端持力层时,桩端全断面应进入持力层3D(D为桩径)以上;以中风化岩为桩端持力层时,应全端面进入中风化岩≥0.50m。基桩应通长配筋。由于拟建场地的强风化花岗岩和中风化花岗岩层面起伏变化较大,桩端进入持力层的情况较难掌握,因此,建议进行“一桩一孔”施工勘察,确保桩端进入持力层的深度满足设计要求。
b、该桩型存在的问题是施工质量较难控制,常出现桩端沉渣过大、缩径、夹泥或“泥皮”等施工质量而影响桩身承载力,建议选择施工经验丰富、管理先进的施工队伍,并采用反循环清渣工艺,避免在填土、砂层和残积土中出现塌孔,防止孔底沉渣清除不彻底(按有关规范规定,桩底沉渣厚度不应大于5cm)。设计和施工中宜考虑预埋注浆管,以备必要之需,采取后注浆工艺以提高单桩持力层。
(2)采用预制桩基础
a、预制桩选取散体强风化岩时,桩端应进入持力层≥3D(D为桩径),施工时桩长应采用贯入度结合地质剖面、设计桩端标高进行双重控制;由于拟作为基础持力层的层面起伏变化较大,桩长难于统一,因此,可能出现截桩、接桩、短桩现象。
b、该桩型为挤土桩,建议先做好试桩工作,以确定合理的桩基配置参数。在填土、淤泥中进行桩基施工时,应采取措施,如合理安排桩基的施工顺序,采用跳打、预钻孔取土和设置防震沟等方案,以减少“挤土效应”,产生浮桩和造成先期施工的桩基发生倾斜等情况。
(3)预制桩基础、冲(钻)孔灌注桩基础优缺点对比
a、地下水对预制桩的设计和施工一般不产生不良影响;对冲(钻)孔灌注桩设计和施工具有一定的影响。地下水具有稀释泥浆的作用,采用冲(钻)孔灌注桩易引起孔壁坍塌。
b、拟建场地内分布有填石及中风化岩孤石,是桩基沉桩不利的埋藏物。当采用桩基表层遇填石时,应予以挖除;遇孤石时,预制桩应钻孔引孔或桩周补桩;冲钻孔桩可直接予以冲、钻穿。
综合上述情况,结合本工程持力层高差变化大、桩长尺寸种类多、楼层高单桩承载能力大、孤石因素优先考虑采用冲(钻)孔灌注桩的桩基础。
桩基础施工顺序及注意事项
1.施工准备
(1)熟悉和掌握有关的图纸设计和施工规范要求及图纸会审记录、设计变更通知单、岩土工程勘察报告等资料。
(2)根据桩位设计图建筑坐标、高程控制点标高进行轴位放线,定出桩位并固实。随后检查,复核各桩位轴线设计参数,并经甲方、监理等有关各单位验收合格。
(3)材料、人员、机械设备、各种工具应提前进场准备好,临水、临电设施架设或铺设完成。
(4)做好施工现场的排水系统,浆池、浆沟开挖工作。施工污水须经沉淀池处理后,才可排入市政管道。同时,做好施工现场的安全、文明施工工作。
(5)冲孔前需进行的准备工作有:平整场地、修筑临时道路、挖泥浆池、准备合格的粘土、架设配电线路及安装配电柜、配送用电和用水接口、桩机进场安装就位。
2.施工工艺流程
冲孔灌注桩采用泥浆护壁,该施工法的过程是:
平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下砼→拔出护筒→检查质量。(水下砼灌注成桩。成孔顺序采用跳打法,隔一根桩冲孔,以避免桩孔颈缩,变形。)
成孔灌注桩常见问题及预防处理方法
(1)冲孔偏斜。
造成原因:冲击中遇探头石、漂石,大小不均;基岩面产状较陡;钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷;土层软硬不均;孔径大,钻头小,冲击时钻头向一侧倾斜。
解决方法:发现探头石后,应回填碎石或钻机稍移向探头石一侧,用高冲程猛击探头石,破碎探头石后钻进;遇基岩时采用低冲程,并使钻头充分转动,加快冲击频率,进入基岩后采用高冲程钻进;若发现孔斜,应回填重钻;经常检查及时调整,进入软硬不均地层,采取低锤密击,保持孔底平整,穿过此层后再正常钻进。
(2)孔壁塌坍.
造成原因:冲击钻头或掏渣筒倾倒,撞击孔壁;泥浆相对密度偏低,起不到护壁作用;孔内泥浆面低于孔外水位;遇流砂、软淤泥、破碎地层或松砂层钻进时进尺太快;地层变化时未及时调整泥浆相对密度;清孔或漏浆时补浆不及时,造成泥浆面过低,孔压不够而塌孔;成孔后未及时灌筑砼或下钢筋笼时撞击孔壁造成塌孔。
解决方法:探明坍塌位置,将砂和粘土(或砂砾和黄土)混合物回填到坍孔位置以上1~2.0m,等回填物沉积密实后再重新冲孔;按不同地层土质采用不同的泥浆相对密度;提高泥浆面;严重坍孔,用粘土泥膏投入,待孔壁稳定后,采用低速重新钻进;地层变化时要随时调整泥浆相对密度,清孔或漏浆时应及时补充泥浆,保持浆面在护筒范围以内;成孔后应及时灌筑砼;下钢筋笼应保持竖直,不撞击孔壁。
结语
由于滩涂地区地下情况复杂,软弱地基、地基伴有孤石、地基土有腐蚀性等等不利因素,即使有详细的地勘报告也不能全方位的揭示地质情况,所以桩基施工就会面临不同的处境,根据施工的具体情况采取恰当的处理方式才能确保工程质量。本文主要针对成桩过程中遇到的问题进行了总结。
参考文献:
[1]苏德利,李新,宋玉鑫等. 回填滩涂软土地基分析与处理方案对比研究[J].叫做大学学报,2017.
[2]邓浩. 建筑工程地基处理方法与技术探讨[J].技术与市场,2020.