文/王春亭 中國冶金地質(zhì)總局青島地質(zhì)勘查院 山東青島 261021
鉆孔壓漿樁施工工藝是:采用長螺旋鉆機(jī)成孔后,邊注漿,邊提鉆清土,當(dāng)注漿至一定標(biāo)高后提出鉆具,下放鋼筋籠及補(bǔ)漿管,孔口倒入石子,補(bǔ)漿管補(bǔ)漿成樁。是一種較為先進(jìn)的施工方法。
鉆孔壓漿樁工藝的優(yōu)越性在于:①它適應(yīng)于淤泥質(zhì)粘土、粘土、粉質(zhì)粘土、濕陷性黃土以及粉砂等多種非穩(wěn)定地層。②施工機(jī)具簡單、低噪音、無粉塵及泥漿污染。③單樁承載力高。④樁身完整性好。⑤成孔成樁分開施工,工期短,工效高。目前,該施工工藝正在被廣泛地推廣應(yīng)用。
自2001年開始我公司在多個工程中推廣應(yīng)用該工藝,取得了良好的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效果,施工中也有縮徑、坍孔、串孔、蜂窩和樁身混凝土強(qiáng)度不夠等問題,現(xiàn)就問題發(fā)生的原因及如何預(yù)防淺談一下自己的看法。
2.1.1 原因是:注漿壓力過小,由于終孔后先提鉆后注漿或在注漿過程中提鉆產(chǎn)生抽吸現(xiàn)象,孔壁失去壓力平衡。
2.1.2 預(yù)防措施:鉆進(jìn)至設(shè)計孔深,立即注漿,待鉆具緩緩上浮后再緩慢提升鉆具,注漿壓力保持在2~5Mpa,縮徑地層中,可邊回轉(zhuǎn)提鉆邊注漿,保持漿液有足夠壓力使孔壁穩(wěn)定。
2.2.1 串孔是因為存在軟弱地層,(如淤泥層、砂層),注漿壓力不足,孔內(nèi)形成負(fù)壓,相鄰樁孔間軟弱地層地層壓力嚴(yán)重失去平衡。要保持壓力平衡,必須滿足①式:
P1=P2…………………………①
P2=Hγ1+P0,P1=hγ2
由此可得:
P0= hγ2-Hγ1………………②
式中:P1——已成樁混凝土(未初凝)對孔壁的壓力
P2——正在注漿孔水泥漿對孔壁的壓力
H——已灌注水泥漿深度
H——孔深
γ1——水泥漿比重
γ2——混凝土比重
P0——注漿壓力
注漿過程中,孔壁側(cè)阻力越大、孔越深,P0越大,當(dāng)鉆具被水泥漿頂起時達(dá)到最大值,反之越小,P0一般為2~5Mpa。
2.2.2 預(yù)防措施:采取“跳打”或“隔打”方式;注漿壓力宜控制在2~5Mpa范圍;停止注漿時的注漿面不得低于地下水位;一旦發(fā)現(xiàn)串孔,必須對所串孔同時補(bǔ)漿,至漿面超出設(shè)計標(biāo)高且不再下降為止。
鉆頭注漿口堵塞是由于活瓣關(guān)閉不嚴(yán)而擠入砂土或管路中有異物造成,因此,鉆具在使用前清除壓漿管路異物;保持注漿口密封性良好;鉆進(jìn)前必須檢查注漿口活瓣是否關(guān)閉嚴(yán)實;鉆進(jìn)過程中鉆具不得反轉(zhuǎn)。硬粘土作為持力層時,注漿前,將鉆具稍微提離孔底再開始注漿,以便使活瓣順利打開。
卡鉆至由于鉆具不同心或地層縮徑引起。因此,不得使用偏心鉆具,且鉆頭外經(jīng)不大于螺旋鉆桿外徑;地下水位較深時,方可提鉆甩土后再次鉆進(jìn);時刻注意電流表的數(shù)值變化,設(shè)備不得超負(fù)荷運轉(zhuǎn)。
蜂窩形式見下圖,是由于補(bǔ)漿不及時、補(bǔ)漿量不足、補(bǔ)漿次數(shù)不夠、補(bǔ)漿時將空氣壓入孔內(nèi)、局部夾泥和石子含泥量超標(biāo)等造成。
為防止蜂窩出現(xiàn),采取如下措施:
a.鉆頭提出孔口前,及時清理孔口周邊泥土;
b.緩慢下放鋼筋籠,避免碰撞孔口及井壁;
c.碎石無泥塊且含泥量符合規(guī)范規(guī)定要求;
d.及時補(bǔ)漿,第一次補(bǔ)漿與壓漿間隔不宜超過45min,補(bǔ)漿液面標(biāo)高大于設(shè)計標(biāo)高;
e.控制補(bǔ)漿次數(shù)不得少于3次,且不宜多于6次,補(bǔ)漿時間間隔30min,補(bǔ)漿至設(shè)計標(biāo)高,補(bǔ)漿應(yīng)在漿液初凝前結(jié)束。
f.補(bǔ)漿前檢查注漿泵工作情況,不得將空氣壓入孔內(nèi)。
g.補(bǔ)漿完畢的樁如有水泥漿液突然滲漏,立即采用反插補(bǔ)漿管法補(bǔ)漿至設(shè)計標(biāo)高。
樁頭無石子是由石子級配不合理,填料過快,石子在孔內(nèi)形成“架橋”,補(bǔ)漿時石子面下降造成。因此宜選用規(guī)格為10~40mm的級配良好石子;其次是第一次補(bǔ)漿后及時測量孔內(nèi)石子面高度,及時填補(bǔ)石子至樁頭標(biāo)高。
經(jīng)過兩年,我公司先后施工了濟(jì)寧師專學(xué)生公寓、博匯熱電廠、濰坊檢察院辦公樓、兗州太陽紙業(yè)熱電廠等鉆孔壓漿樁工程,施工中,發(fā)現(xiàn)問題,認(rèn)真研究解決,總結(jié)施工經(jīng)驗,將經(jīng)驗納入施工標(biāo)準(zhǔn),充分發(fā)揮了鉆孔壓漿樁施工工藝的優(yōu)越性,工程取得了良好的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效果,特別是兗州太陽紙業(yè)熱電廠鉆孔壓漿樁工程,各項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到規(guī)范和規(guī)定要求,驗收一次性通過,并被評定為優(yōu)良工程。