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淤泥地層中鉆孔樁的施工方法論文
摘要:隨著國內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)的迅猛發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，各類高、難、復(fù)雜建筑形勢不斷出現(xiàn)，對地下基礎(chǔ)工程的要求越來越高，為適應(yīng)此發(fā)展形勢，各種新工藝、新技術(shù)不斷發(fā)展、應(yīng)用。混凝土灌注樁基礎(chǔ)形式即為目前比較成熟的一種施工技術(shù)，當(dāng)前大量基礎(chǔ)工程采用此技術(shù)，本文對如何在淤泥中機(jī)械鉆孔進(jìn)行論述，希望可以豐富相關(guān)工程的實(shí)際操作技術(shù)。
關(guān)鍵詞:灌注樁；淤泥；機(jī)械鉆孔；施工方法
隨著人工挖孔樁技術(shù)的限制使用，機(jī)械鉆孔樁在基礎(chǔ)工程中大量普及應(yīng)用。對于地質(zhì)狀況較好的地層，只要泥漿比重調(diào)配得當(dāng)，機(jī)械成孔都很簡單；但是，隨著各類建設(shè)的迅速發(fā)展，許多工程位于地質(zhì)情況較差的老河道、垃圾場、淤泥回填土和棄土（淤泥）場上，地層中含有粘度較低的流質(zhì)淤泥且淤泥層很厚，非常不容易成孔，經(jīng)常出現(xiàn)塌孔、樁夾泥和承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求等安全質(zhì)量事故。本文根據(jù)多種類似情況的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就上述情況提供一些解決方法。
一、臨近地面出現(xiàn)淤泥層
多數(shù)工程先將基槽開挖后再施工樁基，很容易造成臨近開挖面或開挖面下2～5m處就出現(xiàn)淤泥層，地面容易塌陷，機(jī)械無法安置或安置不穩(wěn)，造成無法成孔或成孔傾斜。此種情況可采取下述施工方案：
施工方法
將上層0.6～1.0m深的土層，摻入15%的石灰就地翻拌，均勻拌和后回填，用挖掘機(jī)或壓路機(jī)碾壓成型，灑水養(yǎng)護(hù)7天，形成持力層；
在鉆孔機(jī)前后支撐部分先各鋪墊一塊鋼板，鋼板上放置枕木，再把鉆機(jī)安放在枕木上，調(diào)整鉆機(jī)至水平，即可正常鉆孔施工。
注意事項(xiàng)
每鉆進(jìn)1m，應(yīng)注意檢測鋼絲繩是否處于樁中心位置，防止偏孔。
經(jīng)常觀測鉆機(jī)四個(gè)持力點(diǎn)處是否有地層下沉現(xiàn)象發(fā)生，保證鉆機(jī)水平。
在基坑四周砌筑排水溝，及時(shí)將雨水或現(xiàn)場拋灑泥漿排除，以防浸泡灰土層，影響其承載力。
二、地面下較深處出現(xiàn)淤泥層
設(shè)計(jì)在老河道、淤泥回填場地區(qū)的樁基，往往在較深處出現(xiàn)淤泥。一次沖擊成孔拔出錘頭后，淤泥會(huì)迅速擁入孔內(nèi)，造成塌孔，甚至?xí)䦟㈠N頭掩埋，很難沖擊成孔。即使沖擊成孔，將鋼筋籠安裝后二次清孔時(shí)也易造成塌孔，會(huì)將鋼筋籠掩埋，導(dǎo)致廢孔或廢樁，后果非常嚴(yán)重。為此，可采用以下施工方法：
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�、笔┕し椒�
換用大于設(shè)計(jì)孔徑20cm～30cm的鉆頭沖擊至淤泥層后，用振動(dòng)錘將同直徑的鋼套管（厚度5～10mm之間）打入孔內(nèi)，形成護(hù)壁。鋼套管長度以超過淤泥層并進(jìn)入較好土層2m為宜，以防淤泥流入孔內(nèi)再次塌孔。將套管上端固定在鉆機(jī)作業(yè)面上防止其滑落，然后更換設(shè)計(jì)孔徑的鉆頭沖擊成孔，再按照正常鉆孔樁施工工藝完成混凝土灌注，待混凝土初凝后拔出鋼套管。
⒉注意事項(xiàng)
�、盘坠苤睆奖仨毚笥谠O(shè)計(jì)孔徑20cm～30cm，以防套管下滑墜入孔內(nèi)或更換鉆頭沖擊時(shí)套管卡住鉆頭。
�、圃O(shè)置四根十字交叉護(hù)樁，經(jīng)常檢驗(yàn)鋼絲繩是否在護(hù)樁中心交叉點(diǎn)上，確保鉆頭垂直鉆進(jìn)、不偏位。鉆頭經(jīng)過套管部位時(shí)動(dòng)作要緩慢，以防錘頭與套筒碰撞，導(dǎo)致套筒下滑或上浮。
�、菧�(zhǔn)確掌握套筒拔出時(shí)間，既要保證樁基質(zhì)量又要保證套管可以再次利用。
⒊優(yōu)缺點(diǎn)
此施工方法成樁工藝較好，不會(huì)擴(kuò)孔，混凝土充盈系數(shù)較小，但施工難度較大，工序較為繁瑣，配合較為困難。經(jīng)常因?yàn)樘坠馨纬鰰r(shí)間掌握不準(zhǔn)，造成套管不能拔出或拔出套管后混凝土面下沉。此方法施工成本較高。
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淤泥地層中施工樁基，主要目的就是如何在不擴(kuò)孔的情況下沖擊成孔。為此，我們也可以采用注漿法，先將地層加固后，再在加固地層中鉆進(jìn)成孔。
本方法所采用的注漿并不是水泥漿，因?yàn)樗酀{強(qiáng)度較大，注入后不易沖擊成孔，且成本較高，故一般采用注入水泥砂漿。
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⑴試驗(yàn)確定水泥砂漿的配合比，要求此配合比的砂漿既能鉆進(jìn)（砂漿強(qiáng)度較大鉆進(jìn)困難）又能達(dá)到護(hù)壁效果（砂漿強(qiáng)度較小不能護(hù)壁）；
⑵采用正常鉆孔樁施工工藝鉆進(jìn)到淤泥層上表面。
�、菍饷苄詸z驗(yàn)合格的高壓注漿管安裝在樁基中心點(diǎn)上，下端安裝位置超過淤泥層少許。注漿管連接好后，用高壓注漿機(jī)將水泥砂漿注入淤泥層中，根據(jù)設(shè)計(jì)孔徑的1.5倍（此數(shù)據(jù)不固定，可根據(jù)不同地質(zhì)試驗(yàn)得到）計(jì)算注入量。注入時(shí)應(yīng)緩慢提升注漿管，以確保在淤泥層中形成砂漿椎體或柱體。一般砂漿面層以超過淤泥層面2m左右為宜。
�、却皾{成形48小時(shí)后開始鉆進(jìn)，成孔后按照正常鉆孔樁工藝進(jìn)行施工。
�、沧⒁馐马�(xiàng)
�、抛{前參照淤泥的性質(zhì)做1～2根試樁，測定砂漿配合比和注入量。淤泥流動(dòng)性較強(qiáng)、層深較厚時(shí)水泥摻入量應(yīng)加大，可分層注入。
�、聘鶕�(jù)試樁情況確定注漿管提升的速度，不可多注浪費(fèi)，也不能少注而形成斷層。
�、歉鶕�(jù)試樁情況確定鉆進(jìn)的時(shí)間。鉆進(jìn)過早，砂漿沒有凝固，不能起到護(hù)壁的效果；太晚，不易鉆進(jìn)。
�、硟�(yōu)缺點(diǎn)
此施工方法成本較低，工序簡單，容易操作；但配合比和注入量較難掌握，施工工期稍長，且時(shí)有擴(kuò)孔現(xiàn)象發(fā)生。
（三）片石回填沖擊法
在形成護(hù)壁的方法中，利用不規(guī)則片石之間的咬合摩擦力和自然堆積形成椎體的現(xiàn)象也能形成非常理想的護(hù)壁。從而達(dá)到阻止淤泥流動(dòng)、防止孔壁塌陷的效果。此方案為本文重點(diǎn)推薦的一種鉆孔施工方法。
⒈施工方法
�、庞谜９に噷⒖足@進(jìn)到淤泥層上表面。
⑵將級(jí)配在5cm～25cm之間的形狀不規(guī)則片石回填至孔中，待片石面高于淤泥層面2m左右時(shí)，繼續(xù)沖擊鉆進(jìn)。
�、且阅酀{液面為標(biāo)準(zhǔn)，若發(fā)現(xiàn)泥漿面下沉，說明已經(jīng)塌孔，重新回填片石至淤泥面層以上2m左右，繼續(xù)沖擊；或者以提升鉆頭的難易程度為標(biāo)準(zhǔn)，若發(fā)現(xiàn)鉆頭難以拔出，也說明已經(jīng)塌孔，此時(shí)應(yīng)將鉆頭提升拔出，繼續(xù)回填片石反復(fù)沖擊。
⑷在反復(fù)回填、沖擊的過程中，利用不規(guī)則片石之間較強(qiáng)的咬合力，整個(gè)淤泥層會(huì)形成一個(gè)片石椎體狀的護(hù)壁，直至無塌孔現(xiàn)象發(fā)生為止，淤泥層內(nèi)已形成一個(gè)穩(wěn)定的椎體。
�、衫^續(xù)鉆進(jìn)施工，按照正常施工工藝完成灌注工序。
�、沧⒁馐马�(xiàng)
�、艂溆闷男螤钜笤�5cm～25cm之間。小于5cm的石塊咬合力較小，大部分隨著泥漿泵回流至泥漿池中，不但起不到護(hù)壁效果，還容易磨損循環(huán)設(shè)備；大于25cm的片石在孔壁塌陷時(shí)容易卡住鉆頭，且因其質(zhì)量體積較大，不易側(cè)向受力形成護(hù)壁，大部分被鉆頭打碎，也隨循環(huán)系統(tǒng)排出。
�、茮_擊過程中，每鉆進(jìn)0.5m～1m時(shí)，應(yīng)在整個(gè)已鉆進(jìn)的淤泥層內(nèi)反復(fù)提升鉆頭數(shù)次，以防止上面片石塌孔，將鉆頭掩埋。
�、敲看位靥钇瘧�(yīng)超過淤泥層面2m左右，重新沖擊，起到加固片石椎體的作用。
�、茸詈貌捎孟虏繋в行≈w的空心鉆頭（河北清苑縣生產(chǎn)的設(shè)備）鉆進(jìn)。小柱體可以給片石一個(gè)較好的橫向側(cè)沖力，將片石擠到孔壁處，而不易將其擊碎。鉆頭空心可以將孔內(nèi)沖擊出的泥漿提升至已成孔內(nèi)，循環(huán)出孔，加快鉆進(jìn)速度。
⑸混凝土灌注至淤泥層時(shí)，應(yīng)將灌注速度減緩，以防混凝土面急劇上升形成的壓力將片石椎體沖垮，導(dǎo)致混凝土超灌；甚者，將導(dǎo)致臨近樁基串孔，增加下一步施工難度。
⒊優(yōu)缺點(diǎn)
此施工方法原材料為建材下腳料，容易采購，成本較低；施工過程較為簡單，只要現(xiàn)場施工人員熟練掌握沖擊方法，極易成孔；因成孔護(hù)壁為片石，可以增大樁基側(cè)阻力，成樁效果較好。但施工過程中要注意片石的沖擊程序，防止卡鉆；灌注時(shí)應(yīng)防止擴(kuò)孔，導(dǎo)致混凝土充盈系數(shù)過大。
綜上所述，淤泥地層中鉆孔樁的成孔方法都是以形成護(hù)壁為目的。施工過程中應(yīng)密切注意實(shí)際操作中的每個(gè)細(xì)節(jié)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況和工程實(shí)際要求來采取相應(yīng)的施工方法。希望上述施工方案能對讀者有些許幫助，并請有類似施工經(jīng)驗(yàn)的朋友補(bǔ)充、修改、完善。
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