陳 博 王 洋 徐旭東 劉國(guó)棟
(1、中國(guó)葛洲壩集團(tuán)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司,湖北 武漢 430000 2、長(zhǎng)江三峽勘測(cè)研究院有限公司(武漢),湖北 武漢 430000)
錦繡星城項(xiàng)目位于夷陵區(qū)老砂石廠(chǎng)地塊,該項(xiàng)目占地面積76735.76平方米,主要為新建高層住宅樓和商住樓,總建筑面積24.541萬(wàn)平方米,目前正在進(jìn)行施工。
①②③④⑤填土(Qml),灰褐、灰黑色,稍濕-濕,稍密,主要由卵石、漂石、粉質(zhì)粘土團(tuán)塊、粉砂土組成,含少量建筑垃圾、砼塊石等,層厚1.7~5.7m。
①-1,填土(Qml),灰黑-黃褐色,濕-飽和,松散。主要成分為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,夾少量礫卵石,層厚0.0~1.6m。
②粉質(zhì)粘土層(Q4al),褐色、灰黃色,濕-很濕,可塑狀態(tài),夾薄層粉土條帶。粉質(zhì)粘土成分以粉粒、粘粒為主,無(wú)搖振反應(yīng),韌性及干強(qiáng)度較高,層厚0.0~2.9m。
③中粗砂層(Q4al),灰黃色,灰褐色,濕~飽和,稍密,以中砂為主,上部夾少量細(xì)砂,下部夾粗砂、礫石及卵石,層厚0.6~6.5m。
④卵石層(Q4al),灰褐色,飽和,中密,以卵石為主,含少量礫石及漂石。其中卵石含量大于70%,主要成分為微風(fēng)化石英巖、石英砂巖及花崗巖,次棱角-次圓狀,層厚1.2~6.9m。
⑤-1強(qiáng)風(fēng)化砂巖(K1w),灰紅色,巖體結(jié)構(gòu)已大部分破壞,礦物成分風(fēng)化嚴(yán)重,裂隙發(fā)育,巖芯多呈碎塊狀、薄餅狀,巖體較破碎,碎屑結(jié)構(gòu),泥質(zhì)膠結(jié),中厚-厚層狀構(gòu)造,層厚0.5~1.1m。
⑤-2中風(fēng)化砂巖(K1w),灰紅、灰褐、灰白色,局部夾少量薄層紫紅色泥巖及灰白色礫巖。砂巖造巖礦物以石英、長(zhǎng)石及粘土為主,碎屑結(jié)構(gòu),鈣質(zhì)膠結(jié),中厚-厚層狀構(gòu)造。巖體結(jié)構(gòu)部分破壞,風(fēng)化裂隙不發(fā)育。
設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ),一期共有工程樁529根,采用反循環(huán)工藝施工。樁深范圍內(nèi)局部有原老砂石廠(chǎng)遺留下來(lái)的混凝土廊道基礎(chǔ),并且砂土層較厚。樁徑為600mm,單樁豎向承載力Ra為1900KN,樁端土層為⑤-2層中風(fēng)化巖層,樁頂設(shè)計(jì)相對(duì)標(biāo)高-3.85m。樁身混凝土為C30商品混凝土,由于澆筑時(shí)為水下澆筑,實(shí)際施工時(shí)其配料按高一等級(jí)進(jìn)行配料,坍落度為180mm~200mm,充盈系數(shù)控制在1.05~1.25之間,樁的主筋保護(hù)層為50mm,樁身混凝土實(shí)際灌注高度應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高高1m,但不高出地面,樁頂伸入承臺(tái)100mm,樁穿越中粗砂層和卵石層,土的結(jié)構(gòu)性差,施工時(shí)應(yīng)做好泥漿護(hù)壁工作,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行清孔措施,控制孔底沉渣在規(guī)定的范圍內(nèi),灌注時(shí)應(yīng)注意拔管速率,防止出現(xiàn)縮徑、斷樁等質(zhì)量問(wèn)題,合理安排工序,防止對(duì)周邊的樁產(chǎn)生不良影響。
錦繡星城由中國(guó)葛洲壩集團(tuán)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司建設(shè),一期鉆孔灌注樁自2010年5月15日施工開(kāi)始,在前期施工的樁均出現(xiàn)充盈系數(shù)過(guò)大的問(wèn)題,達(dá)到1.6左右,針對(duì)此情況,中國(guó)葛洲壩集團(tuán)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司多次組織監(jiān)理單位,設(shè)計(jì)單位,勘察單位,施工單位進(jìn)行研究討論,采取了控制打樁進(jìn)尺、錘擊高度,泥漿比控制,樁頂標(biāo)高控制等措施,有效控制了樁充盈系數(shù)。
充盈系數(shù)是指灌注樁施工時(shí)實(shí)際混凝土澆筑體積與理論混凝土澆筑量的比值,根據(jù)規(guī)范《JGJ4-80》要求,灌注樁的充盈系數(shù)不得小于1,一般土質(zhì)為1.1,軟土為1.2~1.3。在保證設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)與樁身直徑的情況下,充盈系數(shù)控制越合理,混凝土浪費(fèi)越少,經(jīng)濟(jì)效益也就越高。因此,在灌注樁施工時(shí),如何有效的控制充盈系數(shù),從而提高經(jīng)濟(jì)效益是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。
由于采用的是沖擊鉆孔灌注樁,在成樁鉆孔的過(guò)程中,在鉆頭的不斷沖擊下,孔壁的泥土不斷坍塌,造成實(shí)際成孔孔徑比樁頭大幾公分左右,鉆頭直徑大小直接影響成孔孔徑,選用適當(dāng)?shù)你@頭直徑,避免成孔孔徑超過(guò)設(shè)計(jì)樁徑,是控制充盈系數(shù)的一個(gè)重要因素。在2010年6月9日,現(xiàn)場(chǎng)各方對(duì)100#樁進(jìn)行了監(jiān)控,在使用600mm直徑樁頭時(shí),打樁過(guò)程中孔深5米內(nèi)直徑為620mm左右。對(duì)此,本項(xiàng)目鉆孔灌注樁后期施工中選用的鉆頭直徑比設(shè)計(jì)樁徑小2cm,施工中鋼筋籠(上加預(yù)制墊塊以保證保護(hù)層厚度)下放順利,證明所選用的鉆頭能有效地保證設(shè)計(jì)樁徑,同時(shí)避免了孔徑超大造成混凝土浪費(fèi)。
泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工中,在保證正常進(jìn)尺速度及防塌孔、堵漏要求的前提下,泥漿的稠度偏稀將使泥漿護(hù)壁厚度偏薄,而使成孔孔徑相對(duì)加大,混凝土澆筑量相對(duì)增加。施工現(xiàn)場(chǎng)的土達(dá)不到造漿效果,為此錦繡星城項(xiàng)目采用鴉鵲嶺的高嶺土,造漿效果好,稠度大,保證了泥漿護(hù)壁的效果。
施工中遇到較硬的巖層時(shí)容易發(fā)生鉆桿晃動(dòng),造成成孔孔徑偏大,或鉆桿偏斜造成樁孔傾斜,樁長(zhǎng)加大,從而使混凝土澆筑量增加,充盈系數(shù)加大。鉆孔過(guò)程中鉆機(jī)操作人員要注意進(jìn)尺情況,如出現(xiàn)鉆桿晃動(dòng),跳動(dòng),進(jìn)尺困難等情況,則可判斷遇到較硬巖層。此時(shí)鉆機(jī)操作人員應(yīng)適當(dāng)放慢轉(zhuǎn)速以減少鉆桿振動(dòng),待鉆過(guò)硬質(zhì)巖層后再恢復(fù)正常進(jìn)尺。同時(shí)增加垂直度檢測(cè)頻率(正常情況下每2m檢測(cè)一次,遇硬質(zhì)巖層可1m左右檢測(cè)一次),以便及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,避免孔徑傾斜造成樁身超過(guò)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。
鉆孔過(guò)程中遇到卵石或流動(dòng)性土層,產(chǎn)生局部塌孔,從而造成局部樁徑增大,增加混凝土澆筑量。鉆孔過(guò)程鉆機(jī)操作人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)出渣的觀察,如發(fā)現(xiàn)進(jìn)入卵石層或其他流動(dòng)性大,易坍塌的土層時(shí),應(yīng)加大護(hù)壁泥漿的稠度,同時(shí)減小進(jìn)尺速度,待穿過(guò)該層后再恢復(fù)正常進(jìn)尺,可有效避免局部塌孔。由于錦繡星城位于黃柏河和羅河之間,地下水豐富,在局部地段存在暗溝,在施工過(guò)程中遇到樁孔垮塌嚴(yán)重,無(wú)法成孔,對(duì)此我們采用更換樁頭類(lèi)型,加大泥漿護(hù)壁和深埋護(hù)筒施工方案,先開(kāi)挖2~3m埋設(shè)1cm厚、3m長(zhǎng)鋼護(hù)筒,然后邊進(jìn)行打孔邊下鋼護(hù)筒,依次分別下2m和1m鋼護(hù)筒,共計(jì)6m。沖孔時(shí),采用小范圍分部高壓灌入水泥漿,使周?chē)纬晒探Y(jié)。在采用高嶺土護(hù)壁方法一定要保證高嶺土不斷填入并加入適量粒徑較大的碎石。灌注混凝土完成后,拔出護(hù)筒。采用此方案后,樁基施工得以順利進(jìn)行,滿(mǎn)足了過(guò)程進(jìn)度要求。由于上部6m使用了護(hù)筒護(hù)壁,樁身摩擦力減小,經(jīng)同濟(jì)院復(fù)核,將樁長(zhǎng)進(jìn)入持力層長(zhǎng)度增加一米,以滿(mǎn)足樁基承載力要求。
為了保證有效樁長(zhǎng),去除樁頂浮漿的影響,一般灌注樁設(shè)計(jì)中均會(huì)規(guī)定樁頂允許超灌長(zhǎng)度。錦繡星城項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)定允許超灌長(zhǎng)度為1m。施工中采用了下述方法,從而有效的避免了超灌過(guò)大造成的浪費(fèi):
標(biāo)高測(cè)量。測(cè)量混凝土護(hù)筒表面標(biāo)高,并明確該標(biāo)高與理論樁頂標(biāo)高的關(guān)系,通知現(xiàn)場(chǎng)操作人員,在澆筑時(shí)用以控制澆筑高度。
澆筑高度控制。混凝土澆筑時(shí),現(xiàn)場(chǎng)人員用測(cè)探鉛錘隨時(shí)檢查澆筑標(biāo)高,以便及時(shí)了解澆灌頂標(biāo)高情況,從而控制超灌長(zhǎng)度。
除了以上幾種主要原因外,鉆機(jī)操作人員的專(zhuān)業(yè)水平、材料計(jì)劃的控制等都對(duì)充盈系數(shù)有一定的影響,在沖擊成孔灌注樁施工時(shí)均應(yīng)加以重視。
[1]郝艷霞,金志剛.灌柱樁的造孔與澆筑[J].黑龍江水利科技,2005,09,10.