第１４卷 第４期 ２０１４在 中 国水运 ＶｏＩ．１４ Ｎｏ．４ ２Ｏ１４ ４月 Ｃｈ ｉ ｎａ Ｗａｔｅｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ａｐｒ ｉ Ｉ 复杂地质条件下的桩基问题及处理方法 李伟，严绍军 （中国地质大学工程学院，湖北武汉４３００００） 摘要：随着社会经济的发展，超高层建筑物越来越多，因此对地基基础的要求更高，传统的浅基础往往满足不了 对基础承载力、稳定性以及沉降的要求，而采用合适的桩基础可以有效的解决这一难题，所以桩基已成为现代高层 建筑物理想的基础形式。本文结合工程实践和前人经验，对施工中常见问题产生原因进行分析，提出合理的解决办 法和建议。 关键词：浅基础；桩基础；产生原因 中图分类号：Ｕ４４５ 工程概况 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９７３（２０１４）０４—０３３５—０３ 一、浆液面下降，当液面接近或者低于护筒筒底，也会引起护筒 底部地层坍塌。 拟建的大润发华中区物流配送中心项目位于湖北省赤壁 市斋公岭，该项目由中国海诚工程科技股份有限公司设计， 总建筑面积６６，４８９．３４ｍ ，主要由仓库、综合楼、公用站房、 保养厂、自行车棚及岗亭等７栋建筑组成，其中综合楼为两 （２）解决办法 １）针对上述产生原因，可以根据超前钻勘察资料和现场 实际情况，分析桩位所处地层构造情况，选择护筒合适的埋 层，其它拟建建筑物均为单层。拟建建筑物的工程重要性等 级为二级，场地等级为二级，地基等级为二级，故本次岩土 工程勘察等级为乙级。 二、场区地形地貌 深。一般情况下，护筒埋深可尽量大于５ｍ，最大埋深ｌＯｍ， 以确保护筒底部土层不发生坍塌。 ２）针对上述产生原因，最有效的解决方法是：①提升护 筒顶超出地面的高度，高度为３０ｃｍ左右较好，超出高度太 大容易在提出钻头时碰到护筒。②加强施工人员的管理，当 提升钻杆钻头时，及时补充泥浆，泥浆面应始终保持在合理 拟建大润发华中区物流配送中心项目位于湖北省赤壁市 斋公岭（京珠高速赤壁出口处），场区原为砖厂、鱼塘及农田， 勘察 高度。 ２．孔壁发生塌落 场区属垄岗地貌，东面为京珠高速公路；南面为ｓ２１４ 省道；西面为鱼塘；北面为农田，拟建场地经开挖整平后地 势较为平坦，现地面标高３０．８７～３３．０８ｍ，较低的地段为场 区边缘。 三、工程地质 （１）产生原因 １）护筒埋深不够，当地层中含有粉细砂层或者粗砂层时， 该地层遇到水，由于受到振动或者冲击等影响，护筒四周和 底部的土层变的松软，容易塌陷。 ２）地面动荷载的影响，当孔附近地面有重型施工机械（挖 根据本次勘察钻孔揭露、现场原位测试、室内土工试验 等综合资料表明，拟建场地３３ｍ深度范围内的地基土按自上 而下的层序所分布的地层如下：表层为素填土Ｑｎｎ黄褐色、 红褐色，松散～稍密，该层主要由粘性土及少量碎石组成，层 厚０．５—１ １．Ｏｍ；其下为粉质粘土Ｏ ：灰黑色，软塑～可塑 掘机、吊车、旋挖机等等）移动或者其作业时产生振动，经 常会导致地面下５—１５ｍ范围内的孔壁坍塌。 ３）孔内水位高度较低。 ４）钻具上下移动速度太快，导致水流不停冲刷孔壁，甚 状，饱和，有异味，稍有光泽，切面光滑，层顶埋深０—８．２ｍ； 往下为粘土Ｏ３ａｉ＋ ，砾砂，黄褐色，稍密，呈透镜体状，主 要成分为长石、石英等，埋深２．９￣５．９ｍ，厚度０．７０￣１．９０ｍ； 下伏基岩为石灰岩Ｐ，青灰色，中一微风化，较软岩，隐晶结 至提升钻头时，在其下方产生负压而导致孔壁塌陷。 ５）护壁泥浆稠度不够，达不到护壁要求。 ６）地层中含有强透水层，比如砂砾层。 ７）放置钢筋笼时，钢筋笼碰撞孔壁，破坏泥膜。 （２）解决办法 对应以上产生原因，处理方法依次为： １）护筒底压入粘土中０．５ｍ以上。往护筒内投入粘土， 构，块状构造，岩体完整程度为较完整，岩石基本质量等级 ＩＶ类，呈柱状，ＲＱＤ在７５￣９０％，层顶埋深７．８￣２０．１ｍ。 四、桩基常见问题及处理办法 １．护筒底部土层坍塌 用钻头不断夯实。 （１）产生原因 １）当护筒底部地层为软土、淤泥、砂土、杂填土等松软 地层时。 ２）事先应当充分了解该地面以下的地层情况，是否有松 砂等容易塌陷的土层，施工时采用泥浆护壁，尽量减少施工 中的机械振动影响。 ３）保持孔内液面高出地下水位ｌｍ以上。 ２）当采用泥浆护壁时，成孔后提出钻杆和钻头，护壁泥 收稿日期：２０１４—０２—２１ 作者简介：李伟（１９８７．），男，中国地质大学工程学院，硕士生，主要从事岩土工程方面的科研工作。 ３３６ 中国水运 第１４卷 ４）按孔径和地质条件来调整合理的钻进速度和提升速 度，钻头提升速度见表ｌ。 表１钻头升降速度值 注：该表使用于粘性土层和砂层互层的工程地质条件。 对于砂土为主的土层，表中数值应适当降低。 ５）在选择泥浆时，比重、粘度、过滤性及稳定性方面需 要根据地基条件进行选择，控制好泥浆的粘稠度是成孔的关 键，泥浆粘稠度参考表２和表３。 表２泥浆必要粘度参考值 砂质淤泥 １５～３（） 砂（Ｎ＜１（¨ ＞４５ 砂（１（）Ｎ ２（）） ２０￣４（１ 混杂粘土的砂砾 ２５￣３５ 砂砾 ＞４５ 表３ Ｎ与砂土密度关系表 ６）选用比重大、粘稠度较大的泥浆。 ７）钢筋笼的吊放和定位垫板放置要准确。 ３．桩底成渣过厚 （１）产生原因 １）在钻头钻至砂层时，难免会有砂混入泥浆，泥浆通常 是循环使用，当含有砂的泥浆注入孔内，经过数小时的沉淀， 砂会沉淀到孔底，形成孔底沉渣。 ２）由于砂的流动性较大，钻头泄水口缝隙较大，所以在 含砂地层钻进，当提升钻头，砂会从泄水口流出，混入稳定 液，沉淀形成沉渣。 ３）钻头选择也会影响桩底成渣，通常旋挖钻机的钻头分 为开口钻头和统钻头（封闭钻头）２种，前者封闭性不如后 者好，统钻头在清除成渣方面比开口钻强。 ４）在施工时，由于施工条件限制，或者现场情况复杂， 很难解决桩底沉渣过厚的现象。 （２）解决办法 相对应的解决办法依次为： １）通过沉淀池来解决，当泥浆被抽入沉淀池后，大量的 砂石会沉淀到池底，同时用挖机将沉淀池的沉渣装入自卸车 运走，使用排浆车排除泥浆池多余的泥浆。 ２）控制每次只装一半钻斗容积的砂。 ３）遇到砂层时，使用统钻头比较合适。 ４）采用二次清孔，第一次是在成孔１０ｍｉｎ后，使用清 底钻头清除沉渣；第二次是在混凝土浇筑前，通常采用泵升 法，在导管顶部接上接头，然后用水泵进行反循环排渣。 ４钻孔偏斜 （１）产生原因 １）场地不平整，从而施工作业时，钻机处于倾斜状态， 钻杆不竖直导致桩孔偏斜。 ２）操作者责任心不够，钻进时的钻杆垂直精度不够。 ３）钻机液压系统有故障等引起桅杆垂直度发生变化，从 而引起桩的偏斜。 （２）解决办法 依次解决办法为： １）使用挖机平整场地，是打桩机器操作场地平整，方便 施工。 ２）操作者需要经常检查钻杆的垂直度。加强对钻机操作 人员的管理。 ３）检修机器，使用水准仪或者全站仪协助调整机器的桅 杆，使钻杆处于垂直状态。 ５ 串孔 在含饱和粉土、粉细砂层、岩溶发育的场地进行打桩施 工时，经常遇到串孔。所谓串孔，就是在桩１灌注完混凝土 以后，当施工相邻的另一根桩２时，桩１的混凝土面突然下 沉，当给桩２灌注混凝土后，桩１的混凝土液面缓慢上升， 这种现象称为串孔。 （１）产生原因 １）土层中含有松散饱和的粉土、粉细砂，灰岩地区岩溶 发育强烈，在这些地质条件下，桩的间距太小很容易发生串孔。 ２）新填土不密实。 ３）输送混凝土的泵压力过大。 ４）钻杆钻进过程，叶片剪切作用对土体产生扰动。土体 受剪切扰动，积累一定的能量，甚至使土体发生液化。 （２）解决办法 １）详细勘察施工场地地质情况，调整设计方案，针对以 上工程地质条件时，调整桩间距，采取间隔开、隔排跳打的 施工方案。 ２）夯实回填土，重新开挖。 ３）及时调整输送混凝土泵的压力。 ４）合理调整钻进速度。 ６．漏浆 漏浆是指孔内泥浆迅速漏失减少的现象。 （１）产生原因：主要是当钻头钻穿溶洞顶板时，在遇到 溶洞内只要少量充填物或者无充填物的情况，突然失去孔内 压力，孔内水位迅速下降，泥浆向溶洞内或者裂隙流失。 （２）解决办法：迅速提出钻头，向孔内补充泥浆，保持 孔内泥浆液面高度。如果液面任然不断下降，回填片石和粘 土，根据漏浆的严重程度反补抛填，直到不漏为止。 （下转第３３９页） 第４期 陈雪峰：大跨度预制Ｔ梁墩旁预制横移安装施工技术 跨两榀梁相对位置关系见图８） ３３９ （２）落梁前安装落梁专用“ｕ”型扁担； 图７横移装置示意图 图８横移到位后和横移过程中的相邻两跨梁位置关系 （３）将“Ｕ”型扁担置于Ｔ梁下，安装１００Ｔ液压千斤 顶，将Ｔ梁顶升脱离滑道，Ｔ梁顶升脱离滑道后，应及时在 （５）在落梁的过程中，应严格按照安全操作规程进行施 工，落梁时在Ｔ梁的端部挂上垂球，随时观察Ｔ梁的垂直度， 保证Ｔ梁垂直下落。 （６）落梁过程中，Ｔ梁梁端底部及两侧均设有枕木、钢 Ｔ梁端部采用枕木、钢板打好保险垛，若是边梁，还应在外 侧翼板处用螺旋钢撑杆固定支撑，以防止意外情况发生。 （４）将待安装Ｔ梁一端下的滑道拆出，将Ｔ梁略顶升 板组成的保险垛，并根据Ｔ梁下落的高度，分层、分块、逐 次抽出保险垛，使保险垛与Ｔ梁底部始终保持１￣２ｃｍ下落 空间，确保Ｔ梁下落安全。 四、结语 后，拆出１￣２ｃｍ的保险钢板，另一端保持在滑道之上，并 确保支撑稳定，顶升端液压千斤顶缓慢回油，使Ｔ梁缓慢下 落，待落至千斤顶的行程后，打好保险垛；若是边梁，则梁 在下落过程中须有专人负责缓缓调节螺旋支撑高度，以保证 其对梁起到足够的支撑作用但又不妨碍梁的下落。重新将千 斤顶伸出油缸，再持荷落梁，直至此端Ｔ梁按设计位置落至 支座之上，完成此端梁的安装之工作，然后重复此工序，使 Ｔ梁的另一端落至支座之上，完成一片梁的安装工作，如一 端的安装落梁的高差超了２０ｃｍ，则应分数次进行落梁工作， 经过４个月的施工，采用搭设平台预制，横移安装的施 工方案，成功完成了码头平台上下游两座引桥共计６６榀 ４４ｍ预应力Ｔ梁预制安装作业。施工实践证明，在场地狭窄， 无法采用预制场预制，切缺大型吊装设备进行大跨度Ｔ梁吊 装施的情况下，采用预制平台上预制后横移落梁安装是一种 经济可行的方法，其有效的解决了施工场地制约、水位对安 装施工的影响等难题。此外，采用该方法具有占地少、成本 较其他施工方案更低、更有利于加快施工进度的优点。 直至Ｔ梁两端按设计要求落至支座之上。 当一榀梁横移落梁到位后，应立即有专人负责在梁顶推 面的另一面打好保险垛或支撑，防止单榀梁在放置过程中发 生倾覆，相邻两跨的两榀梁在落梁过程中应调整其相对位置， 以保证在同一轴线。最后再进行下一榀梁的横移安装。（相邻 本工程施工方案充分结合工程实际情况，一次性投入材 料及设备进行施工，经施工实践检验，竣工半年后，使用效 果良好，为有同类施工的项目提供了一定的借鉴作用。 （上接第３３６页） ７．卡钻、掉钻 凝土的连续供应。施工时，对混凝土液面上升或者下降速度 严格把控，确保导管埋入混凝土液面２ｍ以上。吊车应缓慢 提升导管，减少对下部混凝土的扰动。 参考文献 （１）产生原因：在钻头钻穿溶洞顶板时太过猛烈，形成 的洞口不规整，钻头卡住或者掉入洞穴。 （２）解决办法：遇到卡钻，如果钻头可以活动，采用吊 车配合钻机上下提升钻头，转动钻头的办法。必要时可采用 爆破的办法。预防措施：在钻至岩面时，降低进尺速度，或 者更换小直径的钻头缓慢钻进。 【１】戴君扬．钻孔灌注桩质量评价及事故处理技术【Ｄ１．上海： 同济大学，２００６，（０７）． 【２】王影慧，郭幸福，李秋宁．钻孔灌注桩常见问题及处理 ． 北方交通，２０１３，（０９）：１００－１０１． 掉钻的原因是绳索拉断，或者与大锤连接不牢固，经常 检修机器设备可预防掉钻。 ８．断桩 ［３］郑辉．建筑施工中的钻孔灌注桩技术探究卟中华民居（下 旬刊），２０１３，（１２）：４４０． ［４】贾文．谈钻孔灌注桩断桩现象的防治与处理措施吁山西 建筑，２０１４，（Ｏ１）：１００—１０１． （１）产生原因：在岩溶发育地区，施工时经常遇到溶洞， 由于溶洞之间相互贯通，浇筑的混凝土大量流失，形成断桩。 而且混凝土方量难以准确计算，灌注混凝土的方量往往超出 预期很多。 （２）解决办法：详细勘察场地的工程地质情况，做好超 前钻，针对有溶洞的桩，提前和混凝土搅拌站联系，确保混 【５】陈兰云，陈云敏，张卫民．饱和椽土中钻孔灌注桩竖向承 栽力时效分析ＵＪ．岩土力学，２００６，（ｏ３）：４７１－４７４． 【６］程晔，龚维明，张喜刚．超长大直径钻孔灌注桩桩端后压 浆试验研究Ｕ１．岩石力学与工程学报，２０１０，（０９）： ２８８７－３８９２．
