軟巖地基鉆孔灌注樁施工時間控制分析

摘要：論述鉆孔灌注樁在珠海港高欄港區軟巖地基中的應用，并對其施工時間控制進行詳細分析，為樁基工程施工以及類似工程設計提供參考。

關鍵詞：軟巖;鉆孔灌注樁;強度;變形模量

1"引言

鉆孔灌注樁在高層建筑、高速公路、鐵路橋梁基礎、港口碼頭建設中應用廣泛。鉆孔灌注樁基礎涉及地形、地質、有無水、埋置深淺及樁的承載形式、截面面積和樁數量多少、排列布置等一系列問題，涉及面廣，在施工過程中，合理控制泥皮厚度、沉渣厚度以及成孔時間對樁基承載力的提高非常有利。灌注樁為地下施工，質量直接影響尚不結構的安全，超聲波檢測法是對鉆孔灌注樁質量檢測行之有效的檢測方法之一。本文以珠海港高欄港區某工程樁基工程為背景，對該工程軟巖地基的鉆孔灌注樁施工時間控制進行探討，以指導工程實踐。

2"工程概況

珠海港高欄港區某工程位于珠海市高欄港區。基礎采用?1200灌注樁，樁基幾乎全部嵌固在泥質粉砂巖中。

3"地質情況

根據地質勘察報告，該工程上部地層主要為第四紀全新統海相沉積層（Q4m），中部為第四紀上更新統沖洪積層（Q3al+pl），和海相沉積層（Q3m）互層，基巖為燕山期風化泥質砂巖（γ）。結合樁基工程的地層巖性，主要地層從上而下可劃分為以下五個主要巖土體單元，分述如下：

第一大層：①1淤泥、①2淤泥質粘土、①3淤泥、①4淤泥質粘土和①5淤泥質粉質粘土;

第二大層：②1粘土;

第三大層：③1淤泥質粘土、③2粉細砂、③3粘土、③4粘土、③5粘土及③6粉質粘土;

第四大層：④1粗礫砂及④2粘土;

第五大層：⑤1全風化巖、⑤2強風化巖及⑤3中風化巖。

4"工程特點分析

珠海港高欄港區某工程施工區域天氣變化較快，自然環境惡劣;根據地質資料分析，地質較軟，成孔深度大，容易造成塌孔和縮頸現象。

5"強度和變形模量試驗

結合珠海港高欄港區某工程建設，借鑒李曉波對軟巖飽水狀態下的力學實驗，對本工程的巖土進行強度和變形模量試驗。首先進行切割、打磨、制成直徑50mm、高100mm的標準試樣。在標準試驗條件下，經過不同時間飽水后在常規的力學試驗機上進行干燥狀態、飽水3天、7天、15天、1個月和3個月強度和變形模量試驗。

在飽水過程中，軟巖的微觀結構開始發生變化，大的孔隙被水填充、孔隙慢慢擴張，隨著水份的逐漸滲入，大孔隙連通，軟巖結構變得疏松，結構發生變化。

6"鉆孔灌注樁成孔施工

根據本工程地質情況，粘土層與粗礫砂所占巖層較多容易塌孔，所需泥漿護壁措施，而正循環鉆機鉆孔速度較慢，有利于泥漿護壁的進行，并且成孔效果較好，因而選擇正循環鉆機進行成孔施工。鉆孔機架安放在平臺上平整穩固，使用手拉葫蘆將其與平臺拉牢，確保鉆孔過程中不發生傾斜和移動，將鉆機調平對準鉆孔，把鉆頭吊起徐徐放入護筒內，對正樁位，啟動泥漿泵和轉盤，等泥漿輸到孔內一定數量后，開始鉆孔。鉆機開鉆時，慢速推進，待導向部位全部鉆進土層后，方可正常鉆進。鉆進時，必須注意連續補充泥漿，維持護筒內應有的水頭，避免坍塌。

樁基的成孔時間對樁周土體的應力釋放、泥皮厚度和沉渣厚度都有影響;盡量縮短成孔時間，減小泥漿在孔內停滯時間，成孔時間越長，必導致樁周巖層暴露于水中的時間會越長，引起泥皮厚度增大、鉆孔應力釋放、孔壁泡水軟化，軟巖的強度和變形模量會大幅度下降，對樁基的承載力和剛度會產生不利影響。因此，鉆機成孔過程應根據地層土質合理選用進尺速度，鉆孔應連續進行，不得間斷。開始鉆進及護筒刃腳部位時，應低檔慢速鉆進。對亞粘土、輕亞粘土層一般為3m/h，淤泥質軟土應控制在2.5m/h以防止縮頸，在粉砂層應緩慢進尺，嚴禁提鉆蹲搗，并應加大泥漿比重以防止塌孔，泥漿比重一般應為1.25～1.35之間。鉆進過程中，要確保泥漿水頭高度高出孔外水位0.5m以上，泥漿如有損失、漏失，應及時補充，并采取堵漏措施。鉆進過程中，每進2-3m應檢查鉆孔豎直度，在護筒泥漿中撈取鉆渣，以便和設計地質資料核對。鉆進時，為減少擴孔、彎孔和斜孔，采用減壓鉆進，使鉆桿維持垂直狀態，使鉆頭平穩回轉。當鉆至設計樁底標高時，在停止進尺同時使鉆機空運轉，將其孔底泥塊絞碎并隨泥漿托出，此過程逐漸降低泥漿比重，并降至1.2。

7"樁基成孔時間的確定

在忽略其它外界因素影響的條件下，結合工程實際情況，從軟巖暴露于水中會使軟巖結構發生變化，力學性質改變進而影響樁基承載力的角度，確定樁基合理的成孔時間。由試驗結果可知，在飽水條件下，軟巖的單軸極限抗壓強度和變形模量在0-3內降幅急劇下降，3-16內降幅變慢，之后變化平緩。因此，鉆孔施工時間越短，對提供樁基的承載力非常有利。

8"塌孔與縮徑的處理

鉆孔過程中，在淤泥質地層鉆進時，容易產生縮徑。為了保證孔徑符合設計要求，可以采用上下反復掃孔，擴大孔徑。另外應經常檢查鉆錐尺寸，如發現鉆錐磨損過大應及時更換，保證孔徑滿足設計要求。在砂層中鉆進容易產生塌孔，為了防止塌孔可以適當加大泥漿比重，泥漿由膨潤土及水泥和外加劑調制而成，泥漿在鉆孔、成孔中由于靜水壓力的作用，泥漿可作用在井孔壁形成一層泥皮，阻隔孔內外滲流，保護孔壁免于坍塌，泥漿還起浮懸、攜帶鉆渣、清洗孔底、冷卻鉆頭等的作用，使鉆進正常進行控制鉆機鉆進速度，以穩定土壁。如因地下水位變化大造成塌孔，可增加護筒深度和保持筒內外水位差。發生塌孔時，先探明塌孔位置，將砂和泥土混合物回填到塌孔位置以上1～2m，如果塌孔嚴重，應全部回填粘土，等回填物沉淀密實后，重新進行鉆孔。

9"結語

本文以珠海港高欄港區某工程為依托，通過軟巖暴露于水中會使軟巖結構發生變化，力學性質改變進而影響樁基承載力來確定樁基的合理的成孔時間越短越好，以指導現場施工管理人員進行有效施工，確保了工程正常順利進行，為今后類似結構工程積累相關經驗。

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