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　　1地質(zhì)、地下水情況：

 

　　1.1場地地質(zhì)情況

 

　　1.2地下水情況：

 

　　本工程場區(qū)內(nèi)地下水主要為第四紀孔隙水，賦存于⑥-1粉細砂層中，水位受潮汐影響，變幅小于海水。穩(wěn)定地下水位埋深在地面下7.5～8.0m之間，具有弱承壓性。場區(qū)地下水對混凝土結(jié)構(gòu)不具腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有中等腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性。

 

 

　　本工程設(shè)計為摩擦型樁基礎(chǔ)，其樁端全新面進入持力層不小于1m。根據(jù)招標(biāo)文件要求，首先使用沖孔鉆機將①層拋填石擊穿后，在孔內(nèi)分層灌注填充土、石等材料將泥漿擠出，回填順序為石、土、石，分層厚度在1.5～2m，最上面為石子；然后利用預(yù)應(yīng)力管樁沉樁工藝沉樁至設(shè)計深度。工程試樁時先后采用靜壓和錘擊兩種方式進行沉樁，共試樁6根，在樁端到達⑥-1層后均出現(xiàn)樁不能壓入或樁頂破壞的情況，樁端無法到達設(shè)計深度。因此，如何穿越⑥-1層中密～密實狀態(tài)的粉細砂層是本工程采用預(yù)應(yīng)力管樁能否成功的關(guān)鍵。

 

　　2.1采用擴孔鉆頭取砂并用鈉基膨潤土漿護壁，破壞⑥-1層粉砂層。

 

　　在勘察鉆機的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多次試驗、改進，研究出采用擴孔鉆頭，取砂破壞密實砂層，使管樁能夠穿越⑥-1層的施工工藝。

 

　　2.1.1擴孔鉆頭介紹：

 

　　擴孔鉆頭為滿足本工程需要而研究制造的，由鉆頭、桿件、滑桿、泥漿孔、鏈接螺栓等組成。鉆頭自重約70kg，收緊狀態(tài)時寬度為220mm，長800mm；打開時寬度達到450mm，長度變?yōu)?50mm。具體原理為：鉆頭分為上下兩部分，主桿為可伸縮內(nèi)套滑桿，兩翼分別由2根桿件通過螺栓相互連接并與主桿連接；鉆頭在受拉時為收緊狀態(tài)，在受壓時則為打開狀態(tài)。鉆頭底部為“V”型，與翼沿外側(cè)均焊有合金材料的牙口，提高了鉆頭的耐磨性和剛度。鉆頭桿件為中空，設(shè)有泥漿孔，鉆進時鈉基膨潤土漿從泥漿孔噴出，利用鈉基膨潤土粘結(jié)性和體積膨脹的作用達到護壁的作用。

 

　　2.1.2具體施工方法

 

　　工藝流程：

 

　　靜壓樁27m樁機移位鉆機就位鉆機使用巖芯管清理樁孔擴孔鉆頭取砂并泥漿護壁鉆機移位樁機就位壓樁至設(shè)計深度

 

　　1、樁尖采用C型開口樁尖，樁端用砂袋封堵結(jié)實（曾試驗采用素混凝土封堵的樁尖，但因制作周期長，鉆頭鉆進混凝土層較困難，后放棄。）靜壓27m樁至地面以下10cm，使樁端位于⑥-1粉細砂以上1米左右。這樣可以避免樁機走動時對樁頂破壞和樁位產(chǎn)生影響；沉樁中斷時樁端位于淤質(zhì)粉質(zhì)粘土層未達到持力層，可以減少后續(xù)壓樁的難度，也可以避免樁端在較難穿透的土層時接樁。

 

　　2、靜壓樁機撤離樁位，勘察鉆機就位。首先勘察鉆機使用直徑220的巖芯管將管樁孔內(nèi)的石子、粘土取出，取土深度達到樁端一下1m左右（給下一步擴孔鉆頭就位預(yù)留空間，使擴孔鉆頭能夠達到樁端以下，避免擴孔鉆頭在管樁內(nèi)打開而造成管樁破壞）。

 

　　3、同時在距樁位2m外不影響其他樁施工的位置開挖一泥漿池，泥漿池應(yīng)做到封閉、不漏漿。泥漿池內(nèi)調(diào)制鈉基膨潤土漿，泥漿密度在1.3～1.5g/cm3之間。泥漿池內(nèi)架設(shè)泥漿泵與擴孔鉆頭鉆桿相連，并在泥漿池與樁位間開挖泥漿溝，泥漿溝寬約300m使鈉基膨潤土漿在泥漿池與樁之間形成環(huán)路。

 

　　4、將巖芯管更換為擴孔鉆頭，由管樁孔內(nèi)下放到樁端以下，此時鉆頭為懸空狀態(tài)，依靠自重成收緊狀態(tài)，到達土層后鉆機轉(zhuǎn)動并施加壓力，鉆頭在鉆洞中逐漸打開，同時開啟泥漿泵，隨著鉆頭轉(zhuǎn)動鈉基膨潤土漿從鉆頭的泥漿孔噴出，利用鈉基膨潤土的強粘結(jié)性、增稠性和膨脹性形成泥漿護壁，從而避免塌孔。

 

　　5、泥漿池內(nèi)拌好的鈉基膨潤土漿通過泥漿泵加壓由鉆桿進入鉆頭后噴出。在鉆頭鉆進過程中，隨著泥漿的循環(huán)，泥漿將松動的砂及其他少量的砂層夾雜物由管樁孔返出，通過泥漿溝流回泥漿池。砂在泥漿溝和泥漿池內(nèi)沉積，泥漿溝內(nèi)做到不間斷的清理沉砂。

 

　　6、根據(jù)鉆頭鉆進深度對比勘察報告，并觀察管樁孔返漿中細砂的含量可以判定是否已經(jīng)穿透⑥-1粉細砂層。在確定穿透砂層后，即可停止擴孔取砂，鉆機移位至下一根樁，對樁位附近進行清理后，靜壓樁機就位壓樁17m至設(shè)計深度。

 

　　2.2其他工藝

 

　　在工程初期曾試驗采用沖孔鉆機沖透⑥-1層的工藝。即采用沖孔灌注樁施工中的沖擊成孔工藝在打穿①層拋填石后繼續(xù)沖孔直至穿透⑥-1層，然后分層回填土、石，進而進行預(yù)制樁施工。

 

　　3.1兩種工藝實施情況

 

　　第1種工藝施工預(yù)制管樁106根，施工前期出現(xiàn)了在同一承臺樁擴孔取砂完成后，在靜壓樁施工時發(fā)現(xiàn)存在串孔的現(xiàn)象，串孔使樁端下樁周邊砂減少，這樣就減小了土體對樁的摩擦力，使接樁時樁會下沉，給后續(xù)壓樁帶來一定難度。后經(jīng)調(diào)整擴孔取砂順序，使2根臨近的樁不同時擴孔取砂，在后面的施工中未出現(xiàn)此問題。

 

　　采用第2種工藝共施工22根樁，其中20根沉樁到設(shè)計深度，2根樁由于⑥-1粉細砂層出現(xiàn)塌孔壓樁未能一次到位。此2根樁經(jīng)擴孔取砂處理后壓到設(shè)計深度。

 

　　預(yù)應(yīng)力管樁因其疲勞強度高、承載力高、經(jīng)濟、施工速度快等優(yōu)點在一般建筑工程中廣泛應(yīng)用，但在此沿海地區(qū)因地質(zhì)情況復(fù)雜一直未能采用。擴孔取砂工藝作為一種新工藝在本工程的使用成功，破解了該地區(qū)不能使用預(yù)應(yīng)力管樁的難題，也為解決預(yù)應(yīng)力管樁沉樁過程中遇到較硬夾層問題找到了一個很好的解決方法。

 

　　該工藝的成功經(jīng)驗在此地區(qū)及國內(nèi)沿海地區(qū)類似場地上具有較好的推廣應(yīng)用價值。