永州桩基工程地质与基桩工程质量
2022-06-28 企企科技 移动报销 事项会计 项目管理 协同办公

摘要:本文通过笔者在永州从事工程管理二十多年来的工作经验总结,归纳出了该地区基础工程地质情况和基桩施工存在的质量问题。


随着我国桥梁和高层建筑的发展,桩基工程作为一种常见的基础形式得到了越来越广泛的应用。数据显示,我国年桩量已达到600多万,足以反映桩基工程的地位和重要性。虽然桩基是一种常见的基础形式,但由于地质条件和使用条件的复杂性和变化,给大多数设计、施工、监督、检测人员对桩基工程质量的控制和管理带来了一些问题。因此,研究工程地质对桩基工程的质量控制尤为重要。总结和总结某一地区的工程地质条件对该地区桩基工程的设计、施工和检测具有重要的指导意义。作者有幸在永州工程建设行业工作了20多年。从事施工、勘察、设计、教学等工作,对永州工程地质条件有一定的了解。现在我将与您进行总结。

地质地层和基桩施工

永州地质地层以灰岩为主(D和C)、白云质灰岩、薄层泥灰岩、红层、坡积粘土、老粘土(主要分布在湘江两岸)、砾石层、砂层等。

2.1 结晶灰岩和白云岩承载能力大,但存在裂缝发育、地下水、溶洞(碳灰岩溶洞发育差、泥盆灰岩溶洞发育好)等不良工程地质现象。此外,还存在较大的断层。例如,零陵区主要是北北和北东断层。零陵区从七层坡、大旅社和徐家井断开,促进了溶洞的发展。原零陵卷烟厂东西两侧有断层。一是桃子冲到原零陵卷烟厂西侧,地貌特征明显。二是原零陵卷烟厂东湘江岸至朝阳岩断裂,溶洞较多。

2.2 薄层泥灰岩(泥页岩)为棕绿色时,应中风化,其极限承载力标准值一般为300~1000kN/m2.深黑色时,其极限承载力标准值一般为2万~2500 kN/m2.冷水滩河东湘永路等岩石。

2.3 红层、泥岩、泥砂岩。这种岩石分布在冷水滩河东双洲路南端,育才路西侧。这种岩石应特别注意其软化系数,一般为0.2~0.三,即饱和抗压强度极低。桩孔采用人工开挖桩开挖后,桩底应立即用水泥浆密封,否则容易出现软化层,影响基桩底部的承载力。这种岩石也很容易导致山体滑坡。

2.4 砾石层。承载力由砾石含量、砾石直径、级配、密度等因素决定。基本情况是冷水滩河东承载力高,河西承载力低。人工挖孔桩穿过这一层时,渗水量大,容易坍塌。井壁用稻草填充,即使用混凝土墙,也没有侧摩擦阻力。机械桩不容易穿过这一层。

2.5 粘土。它主要由灰岩风化成的红色粘土组成,承载力小。此外,还有第四系白条纹老粘土,硬塑性可达700kN/m2或更高,一般为300kN/m2以上,但设计多200~250kN/m2.有很大的空间。粉末粘土的承载力实际上只有150~220kN/m2.但设计中多取2000~220 kN/m2.空间少。零陵区三监狱到老干所都是这样。粉粘土侧摩阻力大,一般可达60 kN/m2以上。

2.6 回填土素填。五年以上,侧摩阻力一般可达20kN/m2.一年内,侧摩阻力为负值。巨石和木材填充量大,机械施工桩体质量容易断裂缩径。

33各种基桩常见的质量问题

由于永州工程地质的特点和施工工艺的影响,桩的常见质量问题如下:

3.1 人工开挖桩。桩底部岩石较少,或未进入岩石,底部膨胀不足,部分桩底部岩石裂缝发育,泥浆夹紧严重;浇筑混凝土时,抛石;地下水较大时,不使用水下浇筑方

法,用干砼压填,其后果是桩头浮浆多;有些基桩施工,其施工配合比达不到设计配合比要求,砼强度偏低;护壁方面,一般用砼护壁,可有侧摩阻力,用砖护壁的,基本上无侧摩阻力。侧摩阻力的预估有个简单办法,不分土质,取桩长2/3计算出面积,极限侧摩阻力标准值取60kPa,计算结果是可行且较安全的。

3.2 夯扩桩。一般最严重的问题是夯扩料不足。施工工艺方面也有问题,主要是冲击锤压到钢筋笼后,浅部出现缩径,原因是钢筋笼弯曲,砼未固结,必然出现外力挤压桩身缩径或胶结不良。软硬地层交界处,桩身容易出现问题,这种情况下,桩距小于3D(D为桩径)的,则应跳打,一般不跳打则多出现断桩。成桩后,重型机器辗压,尤其是成桩2~3天内就辗压,极易断桩。

3.3 钻孔桩。钻孔桩的砼凝固慢,其原因是桩孔中泥质成份高,当用泥浆钻进时更为突出,一般砼中含泥量达1~2%,一般需要90d的时间,砼才能达到28d的正常强度。钻孔桩底部的砂包如用高强砼代替,则桩底部承载力高,如用砂包,则每根桩都有较厚沉渣,容易出现工程质量问题。偶见钻孔桩在粘土层中有缩径现象。

3.4 洛阳铲桩。这种桩依桩底夯实与否,可分为两类,夯实者,单桩承载力可达250kN以上,未夯实的,一般在120~160kN之间,尤其是使用了机械振捣的桩,其承载力会偏高些。桩身一般上部好,中下部差,但未形成明显界限,不易发现。   4永州地区工程地质情况及对基桩质量的影响   永州地区地处湖南南部,属典型的喀斯特地形地貌区。区内灰岩广泛分布,上覆土层厚一般不足10m,但灰岩地区溶洞、溶沟发育,基岩面起伏大,地下水丰富,且灰岩中常有软弱夹层存在,又常影响成桩质量。我们收集了自1990年以来的86个工地2810根桩的资料,经统计分析,认为灰岩地区影响成桩质量的工程地质因素可归纳为四大类:一是浅层溶洞、溶沟。永州地区溶洞多为开放型,有粘土等充填物,部分为充水空洞。溶沟、溶槽的出现一般造成难于彻底清理桩底泥土,致使降低桩端承载力;二是起伏不平的基岩面。基岩面深度一般在5~10m,但相邻桩的基岩起伏则一般可达1~5m,个别达到8m以上;三是不同岩性夹层。全地区广泛发育的石炭、泥盆系灰岩,主要为中厚层的结晶质灰岩组成,但夹有层厚2~5m的薄层炭质灰岩或钙质泥岩。微风化致密的结晶灰岩、白云质灰岩一般承载力标准?k取4000~6000kPa。当桩端位于炭质灰岩或钙质泥岩上时,其承载力将相差一倍以上;四是由于丰富的地下水,常造成桩身蜂窝、坍塌、桩底泥浆残渣厚、混凝土离析等诸多缺陷,从而影响基桩承载力。   5工程实例   为了能更具体地说明永州桩基工程地质与基桩工程质量的关系,现举两个工程实例加以说明。

实例:永州市地税局办公大楼,该工程地处冷水滩双洲路,层高17层,框架结构,总建筑面积9200m2,基础采用的是人工挖孔桩,桩底持力层为泥岩,经岩土勘察计算,泥岩持力层满足设计要求,桩基工程由409队施工。试验桩施工完成后,经质检部门检测,桩底部缺陷严重,基桩承载力达不到设计要求。为此,建设单位组织专家组调研论证,发现桩洞底部泥岩软化系数相当低,仅为0.2,桩洞挖好后,洞底泥岩持力层一经水浸泡,其承载力大为下降。解决措施:桩洞完成后,立即在桩洞底部用高强水泥砂浆封底,并及时灌注混凝土,以尽量避免泥岩软化,从而确保桩底持力层的承载力。这一处理后,经检测,主楼工程桩承载力基本达到设计要求,从而较为圆满的完成了该工程的基础施工任务。


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