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對長螺旋鉆中心壓灌施工CFG樁竄孔現象的一點認識

2018-02-07 15:34  來源:巖土網  閱讀:3074
文章依托兩個典型工程實例,對在稍密飽和粉土/粉細砂、流塑~軟塑粘性土或淤泥質土等地層中,采用長螺旋鉆中心壓灌成樁施工CFG樁出現的各種不良現象,進行了原因分析并提出了應對措施,希望對年輕的巖土工程師有所幫助,不足之處敬請斧正,謝謝!

雖然現行規范對水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)的設計、施工均有一些規定,但在工程現場施工時,還是會出現樁徑偏小、縮頸斷樁或竄孔等現象,下面就豫東南一變電站和一電廠工程在CFG樁施工中出現的問題,談一下CFG樁施工竄孔現象的原因及對策。

變電站及電廠工程場地均處于淮河沖洪積平原,地基土主要為第四系沖洪積粉質黏土和粉土,地層分布、參數及地下水位情況見下表、圖。

圖片未命名

圖1             變電站工程場地地層分布情況

變電站工程場地地層分布情況

圖片未命名

圖2             電廠工程場地地層分布情況

電廠工程場地地層分布情況

變電站工程和電廠工程的附屬建筑均采用CFG樁復合地基,也均進行了復合地基原體試驗工作。然而在CFG樁施工中,采用長螺旋鉆中心壓灌成樁施工,均出現了CFG樁樁徑偏小、縮頸斷樁、夾泥及竄孔等現象(以下簡稱不良現象),針對上述現象,規范中也闡述了一些預防、應對措施,但本人經過研究分析,認為尚存在一些其他影響因素,需在現場施工中引起重視。

變電站工程的CFG樁施工問題主要出現在層②稍密飽和粉土中,電廠附屬建筑的CFG樁施工問題主要出現在層②和層④軟塑粘性土中。經過對兩工程多個地段各類問題的分析,認為在稍密飽和粉土/粉細砂、流塑~軟塑粘性土或淤泥質土(以下稱不利土層)中施工CFG樁,除了樁徑、樁間距、塌落度等影響因素外,尚應注意提拔鉆桿速度、混合料泵送量配合、混合料(一般均使用素混凝土)初凝時間、跳打等因素。

下面就談一下在不利土層中,采用長螺旋鉆中心壓灌成樁施工CFG樁,出現不良現象的具體原因。分析原因如下:一、規范中闡述的樁徑、樁間距、塌落度等影響因素(不再贅述);二、螺旋鉆鉆進過程中,螺旋葉片對已打樁周邊土剪切擾動(甚至引起液化),使本來狀態較差的土體結構狀態破壞,側向約束力降低,導致不良現象的發生;三、提拔鉆桿速度與混合料泵送量配合因素,拔管速度過快會導致孔內形成負壓,樁周的不利土層(或被剪切擾動破壞的土層)強度不能平衡鄰近已打樁近于流體的樁體向孔內產生的壓力,致使周邊已打樁樁體側向溢出、樁頂下沉,導致夾泥與竄孔現象的發生;四、提拔鉆桿速度過慢,對應的就是混合料泵送量過多,在混合料的壓力下,樁周的不利土層(或被剪切擾動破壞的土層)強度不足,將發生向外側擠壓變形,導致鄰近已打樁縮頸或是斷樁,樁頂標高會有所上升,若在淺部不良土層中混合料泵送量過多,還會出現地面隆起等不良現象;五、在地下水位以下進行成孔、成樁過程中,尚存在滲流作用的不利因素,由于地下水向施工樁孔內匯集,樁周土就會受到滲流力的作用,趨向孔內破壞。

針對出現的各種不良現象,提出以下主要措施:一、根據地層情況調整樁徑、樁間距、塌落度(不再贅述);二、適當減慢螺旋鉆鉆進速度,以降低對樁周土的剪切擾動;三、通過現場試驗,確定提拔鉆桿速度與混合料泵送量配合關系,并不斷根據現場施工情況進行優化;四、采取隔樁跳打措施,二遍(三遍)打樁應在上一批已打樁樁身材料具有一定強度(如混凝土初凝)后進行;五、成樁施工過程中,不得停泵待料,以減小滲流力帶來的風險及避免造成混合料的離析,進而導致不良現象的發生;六、施工過程中,對已打樁樁頂標高及地面進行監測,發現異常及時分析原因并采取應對措施;七、施工中若發現已打樁樁頂下沉時,正在施工的樁應立即停止提鉆、繼續壓料,待已打樁混合料上升至樁頂標高后,方可繼續施工。八、如確有必要,可以考慮先降水,再進行CFG樁復合地基施工。

文章依托兩個典型工程實例,對在稍密飽和粉土/粉細砂、流塑~軟塑粘性土或淤泥質土等地層中,采用長螺旋鉆中心壓灌成樁施工CFG樁出現的各種不良現象,進行了原因分析并提出了應對措施,希望對年輕的巖土工程師有所幫助,不足之處敬請斧正,謝謝!


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  • geohohaiw發表于 02月24日 14:06地大物博  巖土中國
  • 軟塑黏性土的液性指數區間是(0.75,1]
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  • sinan發表于 02月09日 09:45這家伙很懶,沒有個性簽名!
  • 有一點我覺得表述有問題,軟塑黏性土的液性指數區間是(0.75,1],電廠工程的②、④層只是接近軟塑狀態,而非軟塑。也有個問題要請教您,對于淤泥質土長螺旋是否適用?如適用,對淤泥質土的厚度有無要求,有無可參考的案例,謝謝!
yds911發表于02月09日 17:12

首先感謝能把文章看的這么仔細!按照文中電廠地基土的液性指數確實達不到軟塑狀態,只是軟塑黏性土具有代表性,所以就這樣說了。至于淤泥質土長螺旋是否適用,規范中的表述是“應按照地區經驗或通過現場試驗確定其適用性”及“樁長范圍內有....淤泥、淤泥質土層,.....宜采用較大樁間距”,本人尚未遇見過此種案例,故不能答復,見諒!

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