对长螺旋钻中心压灌施工CFG桩窜孔现象的一点认识

2018-02-07 15:34  来源:岩土网  阅读:2828
文章依托两个典型工程实例,对在稍密饱和粉土/粉细砂、流塑~软塑粘性土或淤泥质土等地层中,采用长螺旋钻中心压灌成桩施工CFG桩出现的各种不良现象,进行了原因分析并提出了应对措施,希望对年轻的岩土工程师有所帮助,不足之处敬请斧正,谢谢!

虽然现行规范对水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)的设计、施工均有一些规定,但在工程现场施工时,还是会出现桩径偏小、缩颈断桩或窜孔等现象,下面就豫东南一变电站和一电厂工程在CFG桩施工中出现的问题,谈一下CFG桩施工窜孔现象的原因及对策。

变电站及电厂工程场地均处于淮河冲洪积平原,地基土主要为第四系冲洪积粉质黏土和粉土,地层分布、参数及地下水位情况见下表、图。

图片未命名

图1             变电站工程场地地层分布情况

变电站工程场地地层分布情况

图片未命名

图2             电厂工程场地地层分布情况

电厂工程场地地层分布情况

变电站工程和电厂工程的附属建筑均采用CFG桩复合地基,也均进行了复合地基原体试验工作。然而在CFG桩施工中,采用长螺旋钻中心压灌成桩施工,均出现了CFG桩桩径偏小、缩颈断桩、夹泥及窜孔等现象(以下简称不良现象),针对上述现象,规范中也阐述了一些预防、应对措施,但本人经过研究分析,认为尚存在一些其他影响因素,需在现场施工中引起重视。

变电站工程的CFG桩施工问题主要出现在层②稍密饱和粉土中,电厂附属建筑的CFG桩施工问题主要出现在层②和层④软塑粘性土中。经过对两工程多个地段各类问题的分析,认为在稍密饱和粉土/粉细砂、流塑~软塑粘性土或淤泥质土(以下称不利土层)中施工CFG桩,除了桩径、桩间距、塌落度等影响因素外,尚应注意提拔钻杆速度、混合料泵送量配合、混合料(一般均使用素混凝土)初凝时间、跳打等因素。

下面就谈一下在不利土层中,采用长螺旋钻中心压灌成桩施工CFG桩,出现不良现象的具体原因。分析原因如下:一、规范中阐述的桩径、桩间距、塌落度等影响因素(不再赘述);二、螺旋钻钻进过程中,螺旋叶片对已打桩周边土剪切扰动(甚至引起液化),使本来状态较差的土体结构状态破坏,侧向约束力降低,导致不良现象的发生;三、提拔钻杆速度与混合料泵送量配合因素,拔管速度过快会导致孔内形成负压,桩周的不利土层(或被剪切扰动破坏的土层)强度不能平衡邻近已打桩近于流体的桩体向孔内产生的压力,致使周边已打桩桩体侧向溢出、桩顶下沉,导致夹泥与窜孔现象的发生;四、提拔钻杆速度过慢,对应的就是混合料泵送量过多,在混合料的压力下,桩周的不利土层(或被剪切扰动破坏的土层)强度不足,将发生向外侧挤压变形,导致邻近已打桩缩颈或是断桩,桩顶标高会有所上升,若在浅部不良土层中混合料泵送量过多,还会出现地面隆起等不良现象;五、在地下水位以下进行成孔、成桩过程中,尚存在渗流作用的不利因素,由于地下水向施工桩孔内汇集,桩周土就会受到渗流力的作用,趋向孔内破坏。

针对出现的各种不良现象,提出以下主要措施:一、根据地层情况调整桩径、桩间距、塌落度(不再赘述);二、适当减慢螺旋钻钻进速度,以降低对桩周土的剪切扰动;三、通过现场试验,确定提拔钻杆速度与混合料泵送量配合关系,并不断根据现场施工情况进行优化;四、采取隔桩跳打措施,二遍(三遍)打桩应在上一批已打桩桩身材料具有一定强度(如混凝土初凝)后进行;五、成桩施工过程中,不得停泵待料,以减小渗流力带来的风险及避免造成混合料的离析,进而导致不良现象的发生;六、施工过程中,对已打桩桩顶标高及地面进行监测,发现异常及时分析原因并采取应对措施;七、施工中若发现已打桩桩顶下沉时,正在施工的桩应立即停止提钻、继续压料,待已打桩混合料上升至桩顶标高后,方可继续施工。八、如确有必要,可以考虑先降水,再进行CFG桩复合地基施工。

文章依托两个典型工程实例,对在稍密饱和粉土/粉细砂、流塑~软塑粘性土或淤泥质土等地层中,采用长螺旋钻中心压灌成桩施工CFG桩出现的各种不良现象,进行了原因分析并提出了应对措施,希望对年轻的岩土工程师有所帮助,不足之处敬请斧正,谢谢!


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全部评论(2)

  • geohohaiw发表于 02月24日 14:06地大物博  岩土中国
  • 软塑黏性土的液性指数区间是(0.75,1]
点评:
  • sinan发表于 02月09日 09:45这家伙很懒,没有个性签名!
  • 有一点我觉得表述有问题,软塑黏性土的液性指数区间是(0.75,1],电厂工程的②、④层只是接近软塑状态,而非软塑。也有个问题要请教您,对于淤泥质土长螺旋是否适用?如适用,对淤泥质土的厚度有无要求,有无可参考的案例,谢谢!
yds911发表于02月09日 17:12

首先感谢能把文章看的这么仔细!按照文中电厂地基土的液性指数确实达不到软塑状态,只是软塑黏性土具有代表性,所以就这样说了。至于淤泥质土长螺旋是否适用,规范中的表述是“应按照地区经验或通过现场试验确定其适用性”及“桩长范围内有....淤泥、淤泥质土层,.....宜采用较大桩间距”,本人尚未遇见过此种案例,故不能答复,见谅!

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张石友

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