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论钻孔灌注桩入岩深度要求
摘 要:本文通过阐述扬子塑料厂1PP包装移至6号库配套改造项目钻孔灌注桩的施工过程,结合现场实际情况,对 工程地质、岩土地质进行分析,在此基础上探讨钻孔灌注桩的入岩判别内容以及具体的判别方法,确保入岩判别的准 确性,进而保证嵌岩满足设计要求。
关键词:钻孔灌注桩入岩深度; 判别方法
引言
随着大量优质高层建筑和高速公路的建设,钻孔桩作为地基承载力的常用形式,在当前的建设中已经广泛应用。但是在施工过程中常常遇到 不知如何判别钻孔灌注桩是否入岩,以及入岩深度如何 等问题。由于误判的存在,工程质量直接受到影响。本 文着重从工程实践及监理的角度,对钻孔灌注桩判别入 岩深度是否满足设计要求的方法进行探讨。
1、工程概况
扬子塑料厂1PP 包装移至6号库配套改造项目位于 六合区扬子石化公司成品路以南,沿河路以北的6号仓 库内。
本工程地基基础设计等级为乙级,建筑桩基设计等 级为乙级。桩基采用钻孔灌注桩,钻孔灌注桩 P1有效 桩长约31m,桩长以桩身全截面进入持力层深度为控制。
钻孔灌注桩 P2有效桩长为14m, 以桩长为控制。桩位平面布置及编号如图1所示。
根据扬子塑料厂1PP包装移至6号库配套改造项目 设计图纸要求,钻孔灌注桩以⑤-2层中风化砂质泥岩 为桩端持力层,入岩深度应大于等于1200mm, 具体钻孔
灌注桩技术参数见表1.
2、工程地质特征
根据野外钻探、原位测试,结合室内土工试验,场 地地层自上而下为:
① -1 层,素填土 (Qml): 杂色,地表混凝土仓库 地坪或混凝土路面,主要由粉质粘土组成,混有碎石 块石等,均匀性较差。填土年限大于10年
① -2层,素填土 (Qml): 灰色,主要为粉质粘土 含残留塘泥及有机质,可塑,中压缩性。堆填年限大于 10年。
② -1 层,粉质粘土 (Q4al); 灰黄色~褐黄色 含有机质,可塑。中压缩性。
② -2 层,粉质粘土 (Q4al): 灰黄色~黄灰色 含有机质及腐殖质,可塑,局部软塑。中压缩性。
② -3层,粉质粘土 (Q⁴al): 浅灰色~黄灰色, 含有机质及腐殖质,可塑。中压缩性
② -4 层,粉土 (Q4al): 灰色~黄灰色,含动 及有机质,湿,密实。中压缩性。
③ -1 层,粉质粘土 (Q3al): 褐黄色,含氧化钨 及铁锰质,可塑,局部硬塑。中压缩性。
③ -2 层,粉质粘土 (Q3al): 黄褐色~褐黄色, 含氧化铁,局部夹灰色团块。可塑,中压缩性。
③-3 层,粉质粘土 (Q3al): 黄褐色~褐黄色,含氧化铁,局部夹灰色团块。可塑,局部硬塑。中压缩性, ③-4 层,含卵石粉质粘土(Q3al) 棕黄色~褐黄色,卵石粒径1~5cm, 含量约20%。硬塑,局部可塑,低压缩性。
⑤-1 层,强风化砂质泥岩 (K): 棕红色,白垩系上统浦口组,裂隙发育,取芯率约65%,岩芯较破碎,呈碎块状,敲击易碎,遇水易软化,属极软岩,岩体基 本质量等级为V 级。
⑤-2层,中风化砂质泥岩 (K): 棕红色,白垩系上统浦口组,裂隙稍发育,取芯率一般80 ~ 90%,岩 芯较完整~较破碎,呈短柱状, RQD 约70%~ 80%,锤击可碎,遇水易软化,属极软岩,岩体基本质量等级V 级。
场地各岩土层的埋深、厚度等情况,详见表2。
3、 钻孔灌注桩施工特点
3.1钻孔灌注桩概述
钻孔灌注桩属于岩石桩,其承载能力主要由灌注桩端部承受,桩端基岩的质量是决定桩端承载力的关键,影响桩端嵌岩质表21PP改造项目层位数据一览表
量的主要因素有嵌岩深度等。对于钻孔桩,许多单位往往只关注钻孔过程中孔壁倒塌、管道堵塞等一般质量问题,而忽视了桩端质量问题,这直接影响了钻孔灌注桩基的承载力。在编制桩基验收试验计划时,有关单位更加重视桩基的完整性,包括灌注桩混凝土中的蜂窝、分离、缩颈、断桩等质量问题,但对岩石状桩尖的质量检查重视不够。在施工中,曾出现过由于桩端基岩质量问题导致单桩竖向承载力不足的情况。例如,桩基础位于有溶洞的基岩上,因为它没有经过预钻孔;由于缺乏对桩体进入基岩的勘测,这只会导致基础桩未嵌入岩体基础或进入岩层穿透深度不符合施工要求的质量问题。钻孔灌注桩不允许一根桩承载力失效,如果嵌岩桩未达到设计要求,深度参差不齐,每根桩承担载荷不同,产生不均匀沉降问题,从而导致上层建筑裂缝,因此对每根桩入岩深度的控制尤为重要[2]
3.2施工工艺过程
钻孔灌注桩施工工艺:钻机就位后,用吊线、水平尺等检查导杆,校正位置,使钻杆垂直对准桩位中心。
钻孔时放下钻机,使钻杆向下移动至钻头触及土面时, 才开动转轴旋动钻杆,边钻边进边出土。当钻到预定深 度后,必须在原深处进行空钻清土,然后停钻提起钻杆。 桩孔钻成清孔后,应尽快吊放钢筋,不要隔夜灌注混凝土灌注混凝土时应分层进行。
4、判别钻孔灌注桩入岩深度的方法及注意事项
4.1 判断入岩深度的方法
4.1.1如何判断钻机开始入岩
(1)在钻进过程中,钻进速度较慢,钻杆有异常振动现象,甚至发出异常的声音。
(2) 在地质调查报告的基础上,绘制基岩等高线,并在施工现场创建岩石高度网格。将网格与桩位置平面重叠并计算桩位置的岩层高度以及用于到达岩面结构的每个桩的预设深度,用于指导施工。
(3)根据相邻岩标高,进行对比检查。
(4)进行检测时,仔细观察所取泥浆中成分,如果有砂质泥岩成分,可以证明桩已经进入岩石。
4.1.2如何判断岩石为⑤-2中风化砂质泥岩
(1)仔细阅读地质勘测报告,根据每个桩中风化砂质泥岩顶端标高位置,等到钻孔深度达到等高线附近时就可以判断深度了。
(2)根据施工现场情况,钻机进入岩层后钻进速度平稳,不会出现异常现象,钻孔速率在⑤-1强风化砂质 泥岩层中一般为20cm/h~30cm/h, 在⑤-2中风化砂质泥岩中小于10cm/h。
(3)对取出的岩样根据经验判别。⑤-1强风化砂 质泥岩,棕红色,岩芯较破碎,呈碎块状,敲击易碎, 遇水易软化。⑤-2中风化砂质泥岩,棕红色,岩芯较完整,呈短柱状,锤击可碎,遇水易软化。
(4)当钻头穿过⑤-1强风化砂质泥岩层接触到⑤-2 中风化砂质泥岩上表面的时候,桩机会出现新的有规律的晃动。进尺的速度变得更慢。
4.1.3怎样判断达到设计入岩深度
在确定进入岩层后,使用测量工具测量钻孔深度。
在钻孔过程中,应对钻孔深度进行随时测量,并检查相关施工记录的准确性。
判断进入岩层主要取决于施工机械、岩石深度、岩性和钻探条件,不同的工程技术应区别对待。对于地表波动较大的场地,建议补充一定数量的技术地质钻孔,以准确确定岩层穿透深度,确保桩基基础深度和岩层钻孔桩的单桩承载力满足要求。在施工过程中,有必要根据实际情况相互检查,并做出准确的深度检测,才能保证桩基工程质量以及安全[3]
4.2判别过程需要注意的问题
钻孔灌注桩施工的现场地质情况不同,影响桩的质 量的人为因素也较多,质量容易出现波动。岩石穿透深度的控制因钻探过程而异,其中岩石样本识别方法可应用于反循环技术和冲击钻孔形成的桩。此外,还需要注意每根桩的入岩深度和最后一次钻孔的岩石样本,最好将样本储存起来进行登记,直到项目正常使用和沉降稳定为止。在判别入岩深度的过程中,结合本项目出现的问题,需注意如下问题:
4.2.111"桩进入岩石的深度不符合设计要求。经核实,这是由于地层分布不均匀,如地层倾斜分布,形状或波形的急剧变化可能导致误判。
4.2.2现场施工工期紧张,施工人员无法保证桩机 从始至终保持同等钻速。钻孔进尺速率通常与桩机型号及钻头的种类、钻头磨损程度有关。
4.2.3根据现场地层分布特点,如填土较厚且存在 拆迁建筑垃圾、大块泥岩块、废弃桩头等障碍物,会 造成钻孔困难,甚至桩机出现较为明显的晃动。本项目 44°桩就出现这种状况,施工的要点是基岩和大块石头的区分。进入基岩后,钻孔速度相对均匀。钻孔速度不稳定,就是遇到大石头,穿过大石头后钻孔速度变得更快。
4.2.4另外18°桩已经满足桩长但是岩样一直未满 足⑤-1强风化砂质泥岩岩土特征地质分析报告,根据 地质勘察报告以及地勘人员现场岩样分析确定桩机已经入岩,继续钻孔满足设计要求深度。
5、结论
综上所述,为了更好地判别钻孔灌注桩入岩深度是 否满足设计要求,提高钻孔灌注桩的质量应从以下几个方法考虑并进行施工管理:
(1)根据地勘报告的岩层深度和钻孔深度比较相差幅度,因岩层有起伏,仅做参考。
(2)钻孔灌注桩在同等钻速进尺进度,不同岩层 每小时有相应的进尺深度,按时间可参考设计要求的终孔深度(一般每小时20~30cm已经进入岩层(⑤ - 2))。
(3)桩机在岩层钻进时晃动较大,有明显抖动。
(4)不同岩样外观及特性不同,⑤ - 2层取岩样有棕红色颗粒,手不易捏碎。
参考文献:
[1]卓胜.钻孔灌注桩施工质量监理 [J]. 江西建材,2019(04):156-157.
[2]范袆博,谈钻孔灌注桩的入岩判断[J]. 山西建筑,2014.40(06):84-85.
[3]佟明文.灌注桩施工质量控制与事故预防[D]. 中国地质大学(北京),2007.