人工挖孔桩基础在高水位地质条件下的应用

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1、人工挖孔桩基础在高水位地质条件下的应用人工挖孔桩基础在高水位地质条件下的应用刘岩谭宇胜1工程概况惠州大学09#学生宿舍楼工程位于广东省惠州市金山湖西侧,惠州大学校园内。建筑面积6500平方米,为七层框架结构;1998年7月设计,98年8月10日开工,99年1月25日主体封顶,8月竣工。2工程地质特征2.1场地位置及地形地貌场地位于惠州市金山湖前冲积平原后缘,场地原为冲积扇边缘,后经人工填方地面基本平坦。工程抗震设防为6度,Ⅱ类场地。2.2地层结构场地地层上部为第四系冲积及残积层,下部为侏罗系下统地层及风化物;勘察揭露的地质

2、自上而下为:(1)人工填土层:稍湿、湿,松散平均厚度4.00M。(2)冲积层:含粉质粘土(饱和、可塑)、淤泥质粉土(软塑、流塑、含有机质)、砂砾层,呈灰、灰黑色,厚1.60——1.80M。(3)残积粉土层:饱和、硬塑、坚硬状,稍具粘性,呈紫红-土黄色;厚度变化大,由1.00——10.00M,平均厚度3.86M;N36.5的平均值为21击。(4)强风化泥质粉砂岩:风化成土状,局部夹泥页岩、粉砂岩,呈土黄-黄褐色;厚度变化大,由1.40——16.40M,平均厚度9.64M。(5)中风化泥质粉砂岩:块状结构,灰——深灰色。2.3

3、各土层的力学性能指标2.4地下水条件地下稳定水位埋深3.50M。地下水主要赋存于冲积砂砾层和泥质砂岩裂缝中,地下水化学分析结果,判定场地地下水对混凝土有弱侵蚀性。3基础方案的选择从地质条件看,本工程应采用桩基。人工挖孔桩的质量容易保证,沉管灌注桩、夯扩桩是隐蔽施工,工艺复杂。在施工速度方面,人工挖孔桩总桩数少,可多个桩同时施工,容易保证工期。在经济方面,我们以一个中柱的桩基造价来进行比较,各项数值见表2,从表中分析可见,人工挖孔桩比较经济,但由于地下水位较高,地下第二层土中含有软塑、流塑状态的淤泥质粉土及砂砾层,且多数在水

4、位以下,如果采用人工挖孔桩容易出现流砂现象。但是,据《工程地质勘察报告》反映地下水量不大,且施工现场排水方便,流砂现象出现的可能性较小。4桩基础设计及施工综合以上分析,本工程采用人工挖孔桩。平均桩长15.0M,桩端持力层为强风化泥质粉砂岩,桩端进入持力层深度为2.40M;桩径d=1.00M和1.20M,扩大端桩径D=1.70——2.80M;单桩承载力设计值为2820——5470kN(共分5种)。一柱一桩,桩身混凝土强度C20,共40根基桩。为提高桩的承载力,桩端设计成锅底形,考虑地下水的弱侵蚀性及施工安全,桩周设置混凝土护

5、壁;要求护壁在容易出现流砂的土层不利段配筋。人工挖孔时对于一般的土层,每节挖深1.00M,安装护壁钢模板,浇灌素混凝土护壁;在土层不利区段每节高度采用0.40M,浇筑钢筋混凝土护壁。98年8月10日开始挖孔,采用"分组挖"(相邻5-8根桩为一组);挖至水位以下时,为减少降水难度,避免流砂,要求一组桩同时在桩孔内抽水。当桩孔挖至水下粉土层时,发现土质情况比《工程地质勘察报告》提供的要复杂;尤其是桩基工程施工后期降雨较多、地下水量增大给施工增加了难度。为保证工程质量,采取如下加强措施:(1)将土层不利段的护壁加强,其混凝土强度

6、等级由C15改为C20,护壁竖筋由Φ10@250改为Φ12@250。(2)在护壁周围安装渗水小导管,使护壁周围的水有方向地集中流出。(3)抽水遇到有泥浆回涌及流砂出现的土层时,采用稻*过滤法,防止护壁外侧泥砂抽掉。(4)对于孔内有积水的桩孔,采用导管法灌注C20级水下混凝土进行封底。(5)桩端扩大头较大的,增设钢筋混凝土扩大端护壁等。在施工单位的精心组织和有关部门的密切配合下,大部分基桩施工顺利。仅有22#、29#、38#三根桩由于开挖后雨水浸泡时间过长,致使桩护壁脱节并移位,采取了回填后重挖;同时要求,桩最下两节采用钢筋

7、混凝土护壁并留出扩大头护壁的锚拉筋,以增强护壁的强度和整体性。整个基桩施工于9月末完成。5结束语1998年10月28日、31日对桩进行了两次检测,采用"基桩反射波法"和"基桩钻孔取芯试验";检测工程桩20根。结论:桩身连续完整、混凝土密实度良好;混凝土芯样抗压强度值能满足设计C20要求;桩底与持力层直接接触无沉渣。经施工阶段和竣工后对基础的沉降观测,没有发现异常。人工挖孔桩一般适宜用在人工填土、粘性土、无流动性的淤泥质土以及中等密实的砂土等场地。对于地下水位较高的场地,要认真分析工程地质和水文地质资料及各土层的物理力学性质

8、,采用防止流砂出现的措施,也可采用人工挖孔桩,且收到较好的经济效益。