永州樁基工程地質(zhì)與基樁工程質(zhì)量論文

　　摘要：本文通過筆者在永州從事工程管理二十多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，歸納出了該地區(qū)基礎(chǔ)工程地質(zhì)情況和基樁施工存在的質(zhì)量問題。

　　關(guān)鍵詞：樁基； 工程地質(zhì)； 基樁； 工程質(zhì)量

　　1前言

　　隨著我國(guó)橋梁和高層建筑的發(fā)展，樁基工程越來(lái)越多的作為一種常用的基礎(chǔ)形式而被廣泛采用。有資料顯示，全國(guó)年用樁量已達(dá)600萬(wàn)根以上，這一數(shù)字已足夠反映樁基工程的地位和重要性。雖然樁基礎(chǔ)是一種常用的基礎(chǔ)形式，但由于地質(zhì)情況和使用條件的復(fù)雜多變，給廣大設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、檢測(cè)人員對(duì)樁基工程質(zhì)量的控制和管理帶來(lái)了一些難題。因此，研究工程地質(zhì)對(duì)樁基工程的質(zhì)量控制就變得尤為重要，總結(jié)和歸納某一地區(qū)的工程地質(zhì)情況對(duì)該地區(qū)樁基工程的設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)工作也就具有了十分重要的指導(dǎo)意義。筆者有幸在永州工程建設(shè)界工作二十余年，曾先后從事施工、勘察、設(shè)計(jì)、教學(xué)等方面的工作，對(duì)永州地區(qū)的工程地質(zhì)情況有了一定的了解，現(xiàn)將它作一歸納，以與大家切磋。

　　2地質(zhì)地層與基樁施工

　　永州地區(qū)的地質(zhì)地層主要為灰?guī)r（D和C）、白云質(zhì)灰?guī)r、薄層泥灰?guī)r、紅層、坡積粘土、含白膠泥老粘土（主要分布在湘江兩岸）、礫石層、砂層等。（見表1）

　　2.1 結(jié)晶灰?guī)r、白云巖，其承載力大，但有裂隙發(fā)育、地下水、溶洞（碳質(zhì)灰?guī)r溶洞發(fā)育較差，泥盆系灰?guī)r溶洞發(fā)育較好）等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，另外還有較大斷層，如零陵區(qū)主要為北北和北東向斷層，零陵區(qū)從七層坡、大旅社、徐家井一線斷，裂促使溶洞發(fā)育。原零陵卷煙廠東西兩側(cè)有斷層，一是桃沖到原零陵卷煙廠西側(cè)有一較大斷裂，地貌特征明顯，另一是原零陵卷煙廠東側(cè)湘江岸至朝陽(yáng)巖有一斷裂，溶洞較多。

　　2.2 薄層泥灰?guī)r（泥頁(yè)巖）為褐綠色時(shí)，應(yīng)為中風(fēng)化，其極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值一般為300~1000kN/m2。深黑色時(shí)，其極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值一般為2000~2500 kN/m2，冷水灘河?xùn)|湘永路一帶均為此類巖石。

　　2.3 紅層、泥巖、泥砂巖。這類巖石在冷水灘河?xùn)|雙洲路南端，育才路西側(cè)一帶較為分布，這類巖石尤其要注意其軟化系數(shù)問題，一般其軟化系數(shù)在0.2~0.3間，即其飽和抗壓強(qiáng)度極低。采用人工挖孔樁開挖樁孔后，樁底應(yīng)立即用水泥漿封底，否則極易出現(xiàn)軟化層，從而影響基樁底部承載力。該類巖石也極易引起山體滑坡。

　　2.4 礫石層。承載力大小由礫石含量、礫徑、級(jí)配、密實(shí)度等因素決定�；�本情況是冷水灘河?xùn)|一帶其承載力較高，河西一帶承載力較低。人工挖孔樁穿越此層時(shí)，滲水大，極易塌方，多采用稻草充填井壁，即使用砼護(hù)壁，也無(wú)側(cè)摩阻力。機(jī)械樁不易穿越此層。

　　2.5 粘土。主要是由灰?guī)r風(fēng)化成的紅色粘土組成，其承載力不大，另外還有白條紋的第四系老粘土，硬塑情況下可達(dá)700kN/m2或更高，一般在300kN/m2以上，但設(shè)計(jì)中多取200~250kN/m2，有較大地余地。粉質(zhì)粘土承載力實(shí)際上只有150~220kN/m2，但設(shè)計(jì)中多取200~220 kN/m2，余地較少。零陵區(qū)三監(jiān)獄到老干所一帶均為此類。粉質(zhì)粘土的側(cè)摩阻力較大，一般可達(dá)60 kN/m2以上。

　　2.6 回填土、素填土。五年以上的，其側(cè)摩阻力一般可達(dá)20kN/m2左右，一年以內(nèi)的，其側(cè)摩阻力為負(fù)值。有大量巨石、木頭的填土，機(jī)械施工樁身質(zhì)量極易出現(xiàn)斷裂、縮徑等現(xiàn)象。

　　3各種基樁常見的質(zhì)量問題

　　由于永州地區(qū)工程地質(zhì)的特征及施工工藝等因素的影響，各種樁常見的質(zhì)量問題主要有以下幾種：

　　3.1 人工挖孔樁。樁底部入巖少，或未入巖，擴(kuò)底不足，有些樁底部巖石裂隙發(fā)育，夾泥嚴(yán)重；澆注砼時(shí)，拋片石；地下水大的情況下，不采用水下澆灌方法，用干砼壓填，其后果是樁頭浮漿多;有些基樁施工，其施工配合比達(dá)不到設(shè)計(jì)配合比要求，砼強(qiáng)度偏低;護(hù)壁方面，一般用砼護(hù)壁，可有側(cè)摩阻力，用磚護(hù)壁的，基本上無(wú)側(cè)摩阻力。側(cè)摩阻力的預(yù)估有個(gè)簡(jiǎn)單辦法，不分土質(zhì)，取樁長(zhǎng)2/3計(jì)算出面積，極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值取60kPa，計(jì)算結(jié)果是可行且較安全的。

　　3.2 夯擴(kuò)樁。一般最嚴(yán)重的問題是夯擴(kuò)料不足。施工工藝方面也有問題，主要是沖擊錘壓到鋼筋籠后，淺部出現(xiàn)縮徑，原因是鋼筋籠彎曲，砼未固結(jié)，必然出現(xiàn)外力擠壓樁身縮徑或膠結(jié)不良。軟硬地層交界處，樁身容易出現(xiàn)問題，這種情況下，樁距小于3D（D為樁徑）的，則應(yīng)跳打，一般不跳打則多出現(xiàn)斷樁。成樁后，重型機(jī)器輾壓，尤其是成樁2~3天內(nèi)就輾壓，極易斷樁。 3.3 鉆孔樁。鉆孔樁的砼凝固慢，其原因是樁孔中泥質(zhì)成份高，當(dāng)用泥漿鉆進(jìn)時(shí)更為突出，一般砼中含泥量達(dá)1~2%，一般需要90d的時(shí)間，砼才能達(dá)到28d的正常強(qiáng)度。鉆孔樁底部的砂包如用高強(qiáng)砼代替，則樁底部承載力高，如用砂包，則每根樁都有較厚沉渣，容易出現(xiàn)工程質(zhì)量問題。偶見鉆孔樁在粘土層中有縮徑現(xiàn)象。

　　3.4 洛陽(yáng)鏟樁。這種樁依樁底夯實(shí)與否，可分為兩類，夯實(shí)者，單樁承載力可達(dá)250kN以上，未夯實(shí)的，一般在120~160kN之間，尤其是使用了機(jī)械振搗的樁，其承載力會(huì)偏高些。樁身一般上部好，中下部差，但未形成明顯界限，不易發(fā)現(xiàn)。

　　4永州地區(qū)工程地質(zhì)情況及對(duì)基樁質(zhì)量的影響

　　永州地區(qū)地處湖南南部，屬典型的喀斯特地形地貌區(qū)。區(qū)內(nèi)灰?guī)r廣泛分布，上覆土層厚一般不足10m，但灰?guī)r地區(qū)溶洞、溶溝發(fā)育，基巖面起伏大，地下水豐富，且灰?guī)r中常有軟弱夾層存在，又常影響成樁質(zhì)量。我們收集了自1990年以來(lái)的86個(gè)工地2810根樁的資料，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，認(rèn)為灰?guī)r地區(qū)影響成樁質(zhì)量的工程地質(zhì)因素可歸納為四大類：一是淺層溶洞、溶溝。永州地區(qū)溶洞多為開放型，有粘土等充填物，部分為充水空洞。溶溝、溶槽的出現(xiàn)一般造成難于徹底清理樁底泥土，致使降低樁端承載力；二是起伏不平的基巖面�；鶐r面深度一般在5~10m，但相鄰樁的基巖起伏則一般可達(dá)1~5m，個(gè)別達(dá)到8m以上；三是不同巖性?shī)A層。全地區(qū)廣泛發(fā)育的石炭、泥盆系灰?guī)r，主要為中厚層的結(jié)晶質(zhì)灰?guī)r組成，但夾有層厚2~5m的薄層炭質(zhì)灰?guī)r或鈣質(zhì)泥巖。微風(fēng)化致密的結(jié)晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r一般承載力標(biāo)準(zhǔn)?k取4000~6000kPa。當(dāng)樁端位于炭質(zhì)灰?guī)r或鈣質(zhì)泥巖上時(shí)，其承載力將相差一倍以上;四是由于豐富的地下水，常造成樁身蜂窩、坍塌、樁底泥漿殘?jiān)�厚、混凝土離析等諸多缺陷，從而影響基樁承載力。

　　5工程實(shí)例

　　為了能更具體地說(shuō)明永州樁基工程地質(zhì)與基樁工程質(zhì)量的關(guān)系，現(xiàn)舉兩個(gè)工程實(shí)例加以說(shuō)明。

　　實(shí)例一：永州市地稅局辦公大樓，該工程地處冷水灘雙洲路，層高17層，框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積9200m2，基礎(chǔ)采用的是人工挖孔樁，樁底持力層為泥巖，經(jīng)巖土勘察計(jì)算，泥巖持力層滿足設(shè)計(jì)要求，樁基工程由409隊(duì)施工。試驗(yàn)樁施工完成后，經(jīng)質(zhì)檢部門檢測(cè)，樁底部缺陷嚴(yán)重，基樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。為此，建設(shè)單位組織專家組調(diào)研論證，發(fā)現(xiàn)樁洞底部泥巖軟化系數(shù)相當(dāng)?shù)�，僅為0.2，樁洞挖好后，洞底泥巖持力層一經(jīng)水浸泡，其承載力大為下降。解決措施：樁洞完成后，立即在樁洞底部用高強(qiáng)水泥砂漿封底，并及時(shí)灌注混凝土，以盡量避免泥巖軟化，從而確保樁底持力層的承載力。這一處理后，經(jīng)檢測(cè)，主樓工程樁承載力基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，從而較為圓滿的完成了該工程的基礎(chǔ)施工任務(wù)。

　　實(shí)例二：永州市梅灣菜市場(chǎng)，該工程地處冷水灘河?xùn)|沿江路，為框架12層，總建筑面積為13680m2。其基礎(chǔ)采用人工挖孔樁，省煤勘三隊(duì)負(fù)責(zé)施工。基樁持力層為灰?guī)r，持力層以上有20~30cm的破碎帶，地下水豐富，基礎(chǔ)施工時(shí)，設(shè)有降水井同時(shí)作業(yè)，但仍未能控制好基樁施工質(zhì)量，基礎(chǔ)工程完成后，經(jīng)質(zhì)檢部門檢測(cè)，約有一半基樁的承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，最后不得不進(jìn)行補(bǔ)樁處理。

　　6結(jié)語(yǔ)

　　工程地質(zhì)條件復(fù)雜多變，千差萬(wàn)別，對(duì)工程質(zhì)量影響也是復(fù)雜的、綜合的，對(duì)某一小范圍地區(qū)工程地質(zhì)的深入研究、分析，并總結(jié)和歸納出工程地質(zhì)要點(diǎn)，對(duì)于指導(dǎo)本地區(qū)的基礎(chǔ)工程施工管理，提高工程質(zhì)量和安全水平，具有重大意義。筆者通過長(zhǎng)期在永州從事有關(guān)工程管理工作，在工程地質(zhì)和樁基質(zhì)量控制方面積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，但這還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，在今后的工作中，筆者還將一如既往，深入研究，逐步探索出一條能更好指導(dǎo)基礎(chǔ)工程施工的經(jīng)驗(yàn)之路。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 鄧茂斌.灰?guī)r地區(qū)人工挖孔樁的質(zhì)量隱患和樁洞洞底檢測(cè).中外建筑，2001（4）.

　　[2] 張宏.灌注樁檢測(cè)與處理.北京：人民交通出版社，2001.

　　[3] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部.巖土工程勘察規(guī)范（GB50021－94）.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995.

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