复杂地质条件下桩基施工问题分析及基础选型

发表时间:2020/7/14   来源:《基层建设》2020年第8期   作者:丁志勇
[导读] 摘要:本文对复杂地质条件下桩基础施工问题分析及基础选型展开了研究。
        广西桂林市广西第一地质队工勘院  广西桂林  541100
        摘要:本文对复杂地质条件下桩基础施工问题分析及基础选型展开了研究。首先对复杂地质条件下桩基施工问题进行了分析,其后对复杂地质条件下桩基施工问题的解决进行探讨,最后阐述了复杂地质条件下基础选型的原则。
        关键词:复杂地质;桩基施工;基础选型;问题
        建筑工程施工中,桩基施工和基础选型是两项极为关键,都与地基稳定与否有着重大联系[1]。在复杂地质条件下,进行桩基施工及基础选型都存在一定的问题,本文对于这一状况展开探讨。
        一、复杂地质条件下桩基础施工问题分析
        1、护筒底部土层发生坍落
        一般是因为护筒底部的地层是砂土、淤泥、软土、杂填土等较为松软的地层的情况下发生;在选择泥浆护壁施工的过程中,成孔后并提出钻杆和钻头,护壁泥浆液面发生下降,在液面低于或者接近护筒筒底的情况下,也会造成护筒底部地层坍落情况发生。
        2、孔壁坍落
        出现孔壁坍落的问题,一般有以下原因:护筒埋深不足,在地层中富含粗砂层或者粉细砂层的情况下,地层遇水时受冲击、振动等影响,护筒底部和四周土层会因此变得松软,因此出现坍落情况;地面动荷载问题。钻孔周围地面存在重型机械,比如吊车、挖掘机等,次诶机械进行作业或者移动的过程中产生了振动,进而使地面以下5到15m的孔壁发生坍落;孔内水位高度不够;钻具钻进和提升的速度过快,使水流对孔壁不停的进行冲刷,以此使孔壁发生坍落;护壁泥浆在稠度上没有达到护壁要求;地层中具有强透水层,比说砂砾层等;进行钢筋笼的放置过程中,钢筋笼与孔壁产生碰撞,可劲儿导致泥膜破损、孔壁坍落。
        3、桩底沉渣过厚
        出现桩底沉渣过厚的情况,一般有以下原因:钻头钻进砂层的过程中,容易使砂混入到泥浆中,而泥浆一般为循环使用,在有砂泥浆被注入孔中时,在数小时静置后砂便会沉入孔底,从而形成孔底沉渣;砂的流动性相对较大,而钻头泄水口的缝隙也比较大,因此在进行含砂地层的钻进后,进行钻头提升就容易有砂从泄水口中流出,从而混入到稳定液中,沉淀之后形成了沉渣;钻头选择为开口钻头时,因其封闭性较差,所以沉渣较多;施工过程中,因为施工条件的限制以及现场情况较为复杂,对于桩底沉渣过厚现象难以有效进行解决。
        4、钻孔偏斜
        出现钻孔偏斜的情况一般有以下原因:场地不平。场地不平的情况下进行施工,钻机也是倾斜的状态,钻杆不竖直便使得钻孔偏斜发生;操作人员在钻孔钻进的过程中,钻杆垂直精度没有达成相应的要求;钻机液压系统出现故障问题,导致桅杆在垂直度上发生了改变,进而使桩偏斜情况出现。
        二、复杂地质条件下桩基础施工问题解决方法
        1、护筒底部地层坍落解决
        针对第一种导致护筒底部地层坍落的现象可以根据现场实际情况和钻勘察资料,对桩位地层构造进行分析,以此选择合理的埋深。通常来说护筒埋深尽量在5m以上,最大埋深是10m,以此能够保证护筒底部土层坍落得到有效控制;针对第二种情况,可以先将护筒顶提升至比地面更高的高度,高度要在30cm左右,如果超过高度太大就容易发生钻头提出时碰到护筒。另一方面也要加强作业人员的管理工作,在钻杆钻头提升的过程中,及时进行泥浆补充,泥浆面需要在高度上保持合理。
        2、孔壁坍落问题提解决
        根据上文中提到的孔壁坍落问题的原因,提出对应的解决方案,依次为以下内容:护筒底部需要在粘土中压入0.5m以上,同时往护筒内部投入一定量粘土,并使用钻头进行夯实;施工前需要充分对地下地层状况进行掌握,比如是否有松砂等容易发生塌陷的情况的土层,在进行施工的过程中选择泥浆护壁,施工机械振动尽量要最小化;孔内液面较地下水位高1m以上;根据地质条件和孔径来进行钻进速度、提升速度的调整,钻头升降速度如下表1,适用于砂层互层与粘性土层条件,如果土层是砂土为主,表中数值需要适当进行降低。;在进行泥浆选择的过程中,要按照地基条件进行泥浆稳定性、粘度、比重的选择,成孔的质量关键在于泥浆粘稠度控制;泥浆粘稠度及比重均选择较大的;钢筋笼定位垫板及吊放要保证位置准确。
        表1 钻头升降速度标准
       
        3、桩底沉渣过厚问题解决
        根据问题原因,解决方案依次为:沉淀池可以对桩底沉渣过厚问题进行解决,在泥浆抽进沉淀池之后,砂石也会大量在池底沉淀。使用挖机将沉淀池沉渣挖出,并装入到自卸车中运输离开,再使用排浆车将泥浆池中存余的泥浆排除;每次进行装砂时,最好能仅装钻斗的一半容积;在进行处理的过程中,遭遇砂层,统钻头相对更加适用;对于施工中存在在的复杂环境和条件限制,可以使用二次清孔的方式保证沉渣量。两次清孔第一次清孔在成孔十分中之后,使用钻头将沉渣清除,第二次则是进行混凝土浇筑之前,使用泵升法在导管顶部接上接头,之后使用水泵反循环进行排渣。
        4、钻孔倾斜问题解决
        根据钻孔倾斜的问题,场地不平要使用挖机进行场地的平整,使打桩器械进行操作的场地能够保证平整,便于施工;钻杆精度不足的问题,操作人员需要对钻杆垂直度进行频繁检查,强化钻机操作人员管理;对于钻机液压系统故障,需要对机器进行检修,使用全站仪或水准仪进行机器桅杆调整,保证钻杆的垂直状态。
        三、复杂地质条件下的基础选型
        在复杂地质条件下,进行基础选型要根据实际地质条件进行,要符合相关的要求。首先要能够达成可信性原则。基础选型的可行性要考虑天然地基深浅的类型,通过初步计算和估算得到基础底面下岩土层,在得到修正之后是否可以达成基础施工要求。基础天然深浅的判断能够通过条形基础、独立柱基础等进行基础施工判定。复杂地质条件因为自身的复杂性,容易在施工中出现难以预料的问题,为此,在进行基础选型的过程中要留有一定裕度;其次是达成功能性要求。基础要尽量避免沉降问题,尤其是不均匀沉降,对于基础上的构筑物及建筑物未来使用有着极为关键的影响,许多建筑倾斜、工程损害都是沉降问题导致的。所以,对于基础的选择而言,要实现的功能就是稳定,在进行基础选型的过程中要对此进行重视;最后则是经济效益与社会效益。工程在建设过程中,要重视到建设的效益问题。一方面是在施工经济效益上。建设受工程预算影响,需要保证施工工艺的经济性,进而达成经济效益,但是也要保证工程质量达成相应的要求。另一方面是社会效益,建设中要尽量采取施工影响小、环境污染小的施工技术,以此保证社会效益。
        结束语
        本文对复杂地质条件下的桩基施工问题进行了分析,根据问题提出了对应的解决方案,并探讨了复杂地质条件下的基础选型,以期为复杂地质条件桩基施工及基础选型提供借鉴。
        参考文献:
        [1]叶枝春.岩土工程勘察灰岩地区复杂地质条件对桩基施工的影响及相应措施[J].住宅与房地产,2019(15):201.
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