超前鑽

超前鑽

超前鑽:屬施工勘察,當基樁挖到持力層時,為查明基樁持力層下不少於5米範圍內有無軟弱夾層、空洞等不良地質作用而進行的勘探鑽孔勘察。 主要是針對岩溶地區基樁,在成樁之前採用鑽探方法查其樁底基岩情況,基本上是一樁一孔、大樁多孔。一般是在樁設計圖出來之後,挖樁到位,倒砼之前進行。一般地層可以選點進行勘察,岩溶地區最好每樁勘察。

基本信息

基本信息

相關問題:

1.超前鑽的費用由誰支付?

有幾種可能,

①由施工單位支付,因為工程量清單報價的緣故,無論清單上有該項目還是漏項,施工單位都應該進行報價,有該項目那沒爭議,沒該項目,該筆費用應該含在其他綜合單價中。

②由業主支付,通過招標或直接委託試驗單位進行超前鑽,當然也可委託本工程的勘察設計單位進行。

③由勘察單位支付,含在原來勘察設計投標報價之中,勘察單位在勘察設計投標中的報價應考慮這種風險,不作為新增項目予以支付。

因超前鑽是無法預計的,要等勘察報告出來之後,才能確定是否進行,故該筆費用應該是由業主另外支付,不含在原勘察設計單位的報價之中,如由原勘察單位來承擔這個任務,那么勘察單位總費用是原來的投標價加上這次超前鑽的委託費用。

2.超前鑽要鑽多深?

灰岩強度較高,樁長以下3-5d,且不小於3米,對大直徑樁不得小於5米,鑽到樁底以下3d(且>5m),鐵路公路的特大橋要求高一點,一般是樁底以下8-10m。

處理實例

工程概況

某市中心廣場擬建一座24層的貿易大廈,該大廈地基工程地質條件和水文地質條件複雜,岩溶、土洞發育。基坑北5m緊鄰七層高的圖書館及四層高的電影院,南面相距4m處為該市主幹道。地基處理施工難度大,施工中引進一些新的施工措施進行嘗試,並取得了良好效果。

該樓為一層地下室,基坑開挖深度4~4.4m,採用一柱一樁獨立基礎形式,單樁最大垂直荷載21000kN。原設計為先開挖基坑,四周用毛石砌擋土牆,坑內採用人工挖孔樁。由於人工挖孔樁施工中抽取大量地下水,造成電影院、圖書館多處開裂,建築物地基有向下滑移現象,同時挖孔樁沒辦法穿過多層溶洞,施工難以進行,造成停工。在此情況下,對該項工程進行了基礎設計修改,採用沖孔和挖孔灌注樁相結合,並制訂一套科學、合理、可行的施工程式,以保證相鄰建築物的安全及施工的順利進行。

工程地質及水文地質條件

根據勘察報告及樁孔的超前鑽資料,基坑開挖已經挖除了人工填土層及淤泥層,基坑底地下有6~9m厚的履蓋土層,其下為灰岩。該地區屬於岩溶發育區,地質條件非常複雜,土洞、溶洞發育,尤其主樓部位岩洞最為發育,最深溶洞達32m,方向呈多方位;洞的大小不一,最大的頂底板間距21m,最小的僅有十幾厘米,有的溶洞全被充填或部分充填,有的為空洞並形成地下暗沙。土洞埋藏較淺,常發展到地面。多層溶洞分布在不同的平面上,岩面起伏不平,高差較大並發育有大量溶槽、溶溝等。大部分基岩上部為塊狀風化堆積層,充填有黑色淤泥,且厚度大。

該場地地下水屬於潛水及岩溶裂隙水,地下水系與相離不遠的義昌江相聯,場地地下水位高,常高於基坑底面,且流量大,為紊流狀態。有的地段鑽孔或樁孔地下水往上涌,有的溶洞夯穿時,數台抽水機也無法灌滿,所灌漿水進入地下暗河流進義昌江。

岩溶地基處理方案

由於地基複雜,普遍存在土洞、溶洞,因此該樓採用一柱一樁的形式,要求樁端置於穩定完整的微風化基岩上。

a.在每個樁孔上鑽進1~3個超前鑽孔,鑽孔深度進入穩定持力層不小於5m。主要目的:查明每個樁孔的地層結構及分布特徵;查明土洞、溶洞分布及大小、規模、連通程度、充填情況;查明強風化層厚度,溶洞頂板厚度;查明穩定持力層的準確頂面標高及其標準承載力;初步判定地下水類型、大小及流向。

b.根據超前鑽孔資料及建築荷載進行樁的選型設計。當樁孔下無溶洞或厚層強風化帶時,採用人工挖孔樁處理地基,人工挖孔樁要求進入穩定微風化岩石不得小於0.5m,對於起伏較大的持力層面,可打成30cm寬的台階;當樁孔下有溶洞或厚層強風化帶時,採用大直徑沖孔灌注樁處理地基。要求該樁穿過溶洞、土洞或厚層強風化帶,進入穩定持力層不小於一倍樁徑。

c.關於地下水在樁基施工過程中對周圍環境的影響。沖孔灌注樁,採用泥漿護壁,水下灌注,無需抽取地下水,避免了深層岩溶裂隙水的抽取導致周圍建築物的變形;人工挖孔樁部分,毫無疑問要抽地下水。前階段工作中由於抽取地下水把相鄰的電影院、圖書館拉裂,兩邊道路下沉,導致地下水管道破裂。因此,為了使施工中不再出現上述情況,必須採取調整施工程式等措施,控制抽取地下水,科學、合理地組織施工,嚴格監測周圍建築物裂縫發展動向。

地基處理施工

施工分為兩個部分,即沖孔灌注樁和人工挖孔灌注樁。

4.1 沖孔灌注樁施工

該施工主要難點為如何在具有多層溶洞的岩溶區成孔,如何堵住泥漿滲漏及砼流失,如何保證沖孔進尺及清除孔底沉渣。

每當打穿一層溶洞時,經常出現如下情況:a.孔內泥漿迅速流失,因岩溶水系與義昌江聯通,兩台3PN泵供水也無法使孔內滿上來,出現地面孔口塌陷,產生一大漏斗,不僅不能施工,而且經常危及鑽孔及人身安全,有時連鑽機撤出的時間都沒有;b.溶洞或裂隙水流入孔內,破壞泥漿,泥漿比重減少或變成清水,孔底出現厚層沉渣,無法反漿,更不能進尺,使工程無法進行。

針對上述情況,採取了相應的解決方法:向孔內回填大量粘土,目的是堵漏,同時也堵住小裂隙的漏漿,粘土可不必裝袋,可直接倒入孔內,水泥需整袋拋入,使其沉底,操作方法同上。

當再次打穿下一層溶洞發生漏漿時,重複上述工作,直到完成一個樁孔為止。

這樣施工的結果是堵住了漏漿,堵住了溶洞,保證泥漿質量且能正常返漿,正常進尺,同時在灌注砼時,不會出現大量超灌。

如63#樁具有一定的代表性,樁徑1.6m,樁長21m,上覆土層厚5.5m,其下為多層分布的溶洞,遇大小溶洞4個,發生強漏漿6次,為堵漏造漿共用318包水泥,直接用於堵漏費8600元。

經比較,上述方法是最經濟、最有效的施工方法。與之相比,在此場地也曾採用鑽孔灌注樁,鑽孔直徑500mm,結果是1)因泥漿流失過大,無法補足泥漿;2)長期鑽進,出現大面積地面塌陷;3)孔底難清除沉渣;4)砼灌入量無法控制。在僅鑽成的兩個孔中,孔底幾米厚度沉渣無法清除,其中一孔12h灌入幾十立方砼,不知流向何處。

4.2 挖孔樁施工

對於人工挖孔樁,按常理是最簡單的施工方法。由於該地層含有大量地下水,抽取地下水已危及周圍建築物的安全。如何達到最經濟最安全的施工成為第一難點。經認真分析,充分了解該地基的工程地質條件及水文地質條件與周圍建築的聯繫,並對建築物已開裂的原因進行了細緻的分析。

抽取大量地下水是導致周圍房屋開裂、地基下沉的最主要原因,如要對基坑周圍進行全面的帷幕防滲,耗資巨大,同時岩石裂隙水未必能堵住。最後採用了不增加投資的方案,只對施工程式進行了調整。

通過施工程式調整,設法改變水的滲透路徑;分散施工,不能成片連續開挖,每隔3~5個樁孔開挖一個;先施工水量較小的樁孔,如果發現水量較大的樁孔,停止抽水,不再向下施工,嚴格控制抽取地下水量;每挖成一個樁孔,驗收後立即灌注砼,堵住水的部分滲透路徑;嚴格監控周圍建築物的裂縫。

事實證明,按上述原則要求進行施工,順利、安全地完成了施工任務,保證了周圍建築物的安全,如果不按此程式施工,會產生嚴重的後果。例如,當時現場為了進度,同時開挖4孔,同時抽水,結果4h後觀測發現周圍建築物裂縫加大,石膏斷裂。緊急停工後再按程式施工沒有出現 這種情況,施工安全順利。再次證明經過施工程式的控制,安全施工可以得到保證。

結束語

1).岩溶地基處理有很大的難度和複雜性。需因地制宜地設計和選擇施工方法。

2).岩溶地基採用沖孔與挖孔相結合的辦法進行處理,既經濟,又避免了許多難以解決的問題,諸如抽取大量地下水,引起周圍建築物的下沉開裂,人工挖孔難以穿過多層溶洞等問題。

3).沖孔樁處理複雜岩溶地基行之有效,有較大的可靠性。

4).採用袋裝粘土及水泥填堵溶洞及防滲堵漏,行之有效,且最為經濟,同時保證成樁質量,避免大規模超灌砼。

5).在進行嚴格的施工管理條件下,調整施工程式,嚴格控制抽取地下水量,只要施工程式合理,完全可以無需任何防滲措施,可以進行安全的人工挖孔樁施工。

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