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灰?guī)r地區(qū)對(duì)樁基施工的影響及措施
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灰?guī)r地區(qū)因其地質(zhì)條件復(fù)雜,如土洞、巖溶(溶洞、溶溝、溶槽)、構(gòu)造帶(斷層、裂隙)發(fā)育,地下水豐富甚至有地下暗河通道等,嚴(yán)重影響樁基礎(chǔ)的選型和施工質(zhì)量及安全。尤其是大型建筑物的基礎(chǔ),如果對(duì)巖土工程條件認(rèn)識(shí)不足,在施工中多次更改樁型,就會(huì)造成嚴(yán)重的質(zhì)量安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。本文通過對(duì)深圳灰?guī)r地區(qū)多個(gè)深基礎(chǔ)施工成敗經(jīng)驗(yàn)的分析,提出一些經(jīng)驗(yàn)性意見。
1巖土工程地質(zhì)狀況
1.1地層分布
灰?guī)r地區(qū)地層大致分布有:a.人工填土層(Qml);b.沖洪積層:分布有粉質(zhì)粘土、粉土、砂、礫等。呈軟塑至可塑狀態(tài),孔隙潛水量大,滲透性能好;c.殘積層(Q.‘),由灰?guī)r風(fēng)化殘積而成、一般為濕—飽和,流塑至可塑狀態(tài),與基巖的接觸帶部分由于潛水影響呈流塑狀態(tài);d,巖層:為灰?guī)r(大理巖)、斷層、裂隙、巖溶發(fā)育,基巖面溶溝溶槽等溶蝕現(xiàn)象嚴(yán)重。
1.2巖溶發(fā)育特征
灰?guī)r地區(qū)的巖溶發(fā)育具有一定的規(guī)律,普遍表現(xiàn)為:
(1)自上而下,由強(qiáng)變?nèi)?;基巖面上分布著溶溝、溶槽,淺部基巖巖溶發(fā)育較強(qiáng),有的甚至呈串珠狀自上而下分布,深部為古老溶洞,分布較少、暗河為古老溶洞連通而成。
?。?)淺部溶洞充填物多,深部充填物少:充填物呈全充填一半充填一無(wú)充填,一般呈流塑—軟塑狀態(tài):
?。?)構(gòu)造裂隙發(fā)育,地下水活動(dòng)頻繁地方溶洞較發(fā)育。
1.3地下水特征
灰?guī)r地區(qū)地—F—水按其賊存介質(zhì)可分為三種類型,即a.賦存于沖洪積及殘積層的孔隙水,滲透性強(qiáng)3b.賦存于下伏溶洞、溶蝕裂隙及暗河中的巖溶裂隙水,連通性好,水量豐富;c.賦存于構(gòu)造斷裂帶中的裂隙水,連通性強(qiáng)。
2對(duì)基礎(chǔ)的影響及應(yīng)采取的措施
1.1對(duì)持力層的影響及措施
由于灰?guī)r地區(qū)沖洪積、殘積層滲透性能好,在孔隙水豐富的情況下,土層的強(qiáng)度和深基坑的支護(hù)將大受影響,降水措施也易影響周邊建筑的安全,同時(shí)土洞發(fā)育也會(huì)嚴(yán)重影響土層的穩(wěn)定性,因此,在地下潛水豐富、土洞較發(fā)育的灰?guī)r地區(qū),不易采用天然基礎(chǔ)。由于巖溶的發(fā)育,若樁基礎(chǔ)落在溶洞頂部、當(dāng)頂板厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí),就容易造成嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。因此,在灰?guī)r地區(qū),必須要在詳細(xì)的地質(zhì)、水文、物探資料的基礎(chǔ)上,選擇合理的基礎(chǔ)形式。對(duì)于樁基礎(chǔ),要進(jìn)行一樁一孔的超前鉆探措施,以查明樁底以上的巖溶發(fā)育情況,選擇合理安全的樁底標(biāo)高;至于深基礎(chǔ)降水措施?則必須先充分了解其水文地質(zhì)條件,并論證降水方案的可行性,建議采用帳幕封閉式降水。
2.2對(duì)樁基礎(chǔ)施工的影響及措施
2.2.1人工挖孔樁基礎(chǔ)
該基礎(chǔ)形式由于具有易于進(jìn)行持力層鑒別和孔底沉渣控制,樁底易做擴(kuò)大頭以增加單樁承載力,施工工期短,造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),一直被廣泛采用,但在灰?guī)r地區(qū)施工則存在以下困難:
?。?)第四系的沖洪積層及殘積層在富含孔
隙水的情況下易形成流砂、流泥、涌水,嚴(yán)重影響開挖和護(hù)壁,盲目開工易造成質(zhì)量隱患和影響施工安全。
?。?)巖溶水、裂隙水易形成涌水。
?。?)巖溶內(nèi)呈流塑—軟塑狀態(tài)的泥質(zhì)、沙質(zhì)充填物嚴(yán)重影響護(hù)壁的穩(wěn)定性和開挖施工的安全;
(4)由于地下水流通性能好,在混凝土澆搗過程中孔內(nèi)水量大易引致水灰比變化或砂漿流失,造成樁身松散、離析等問題。
若采用人工挖孔樁,可采取以下措施:
?。?)進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)和水文勘察,充分了解施工區(qū)的巖溶分布情況及地下水的分布情況如流向、流量、水位等。
?。?)采取有效的降水措施。降水成功與否是灰?guī)r地區(qū)能否采用人工挖孔樁的先決條件,因在地下水豐富的灰?guī)r地區(qū),降水非常困難,不易采用人工挖孔樁。
?。?)采用鋼套管護(hù)壁用于防止流砂、流泥和涌水:
?。?)在孔內(nèi)地下水大的情況下,采用水下灌注等措施:
2,2.2鉆孔灌注樁
大直徑鉆孔灌注樁有工程進(jìn)度快、可采用反循環(huán)大口徑、不受地下水影響、施工安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。但在灰?guī)r地區(qū)施工存在以下困難:
?。?)軟弱地層(流塑—軟塑狀態(tài)的凝泥層及富含地下水的殘積層)易引起塌孔。
?。?)巖溶內(nèi)施工易卡鉆、掉鉆,同時(shí)巖溶內(nèi)護(hù)壁困難,易造成混凝土流失;
(3)灰?guī)r(大理巖)問硬度入嵌巖以及穿透巖容頂板教困難;
?。?)鉆進(jìn)施工巾、鉆孔易沿路溝、溶槽的基巖面傾斜。
?。?)孔底沉渣難于控制
因此,在灰?guī)r地區(qū)進(jìn)行鉆孔灌注樁施工。應(yīng)采取以下措施:
?。?)在軟弱層以及溶洞內(nèi)施工,可采用跟進(jìn)套管護(hù)壁成孔。
(2)鉆進(jìn)巖石時(shí),采用預(yù)鉆孔跟進(jìn)鉆進(jìn)法,或直接改用沖孔法成孔。
?。?)溶洞、溶槽、溶溝中施工時(shí),可采用預(yù)埋塊石,保證鉆頭作業(yè)面強(qiáng)度均勻,減少成孔煩斜。
?。?)加強(qiáng)管理,保證清渣的徹底。
2.2.3沖孔灌注樁
沖孔樁因沖擊能力大,穿透力強(qiáng),較易穿過巖溶頂板,不受地下水影響,樁長(zhǎng)、樁徑靈活性較大等優(yōu)點(diǎn),成為灰?guī)r地區(qū)一種較理想的成樁形式,但施工也存在以下困難:
?。?)軟弱層泥漿護(hù)壁困難,尤其在巖溶內(nèi)護(hù)壁易塌孔。
(2)溶溝、溶槽內(nèi)施工時(shí)易卡沖斗,沿巖面易發(fā)生傾斜c
(3)沖斗的沖擊易使樁尖處持力層松動(dòng)。
?。?)沉渣清理較困難,易降低端承力。
因此,可采取下列必要措施:
?。?)軟弱層以及溶洞內(nèi)施工時(shí),可采用套管護(hù)壁成孔。
?。?)溶溝、溶槽內(nèi)施工時(shí),可采用預(yù)埋塊石,保持沖斗的作業(yè)面強(qiáng)度均勻,以減少孔斜和卡沖斗。
?。?)終孔處采用輕沖,清渣可采用跟進(jìn)探頭,用電腦檢查沉渣情況。
3結(jié)論
綜上所述,在灰?guī)r地區(qū)進(jìn)行基礎(chǔ)方案選型及施工確實(shí)存在較大困難*必須充分了解場(chǎng)地的地址和水文條件、全面分析各種復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)工程施工的影響,合理地選擇基礎(chǔ)形式和施工措施c從、各種基礎(chǔ)形式來看,端承樁是比較安全的;在降水成功的條件下,人工挖孔樁是較快速經(jīng)濟(jì)的;若降水不成功,則鉆、沖結(jié)合的孔校是最安全可靠的。
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