大直径嵌岩桩施工勘察孔深的确定
复杂地层下的大直径嵌岩桩施工方案介绍
复杂地层下的大直径嵌岩桩施工方案介绍摘要:本文简要介绍深水大直径钻孔桩在复杂地层下的施工方案及问题处理要点。
关键词:复杂地层大直径嵌岩桩方案介绍问题及处理1工程概况本桥址位于富春江第一大桥和中埠大桥之间,是320国道和杭新景高速公路的连接线工程。
全桥总长1.502㎞,主桥为118m+256m+118m的整幅式单索面预应力砼斜拉桥,其中主墩13#、14#墩承台为直径φ22m,高5.5m的大体积圆形承台,基础为14根直径φ2.5m的钻孔灌注桩,桩顶标高为-7.5m,桩底标高分别为-47.5m和-51.0m。
2水文、地质条件桥位处水面宽900m左右,平均水深8m,主河西槽为靠近鹿山城区一侧距河岸(北岸)350m左右的地方,最深高程在-1.8~-11.0m之间,主墩位于主河槽处,施工时水位为+3.0m~+5.0m。
桥址处地质复杂,钻孔桩自上而下需穿过淤泥质亚粘土、细砂层、粗砂层、卵石层、漂石层、全风化熔解凝灰岩、强风化熔解凝灰岩、弱风化熔解凝灰岩、微风化熔解凝灰岩,并局部有构造破碎带。
3钻孔桩施工3.1钻机选型本工程钻孔桩施工拟采用JK-10型冲击钻机和回旋钻机。
由于桥址处钻孔桩的地质情况特殊,地质覆盖层较薄,主要以卵石、漂石层和持力岩层为主,回旋钻机对于此地层不完全适用,且回旋钻机功率负荷大,整机重量大、配套机具多占位大这些对供电、平台受力及钻机站位不利。
冲击钻机在卵石、漂石和岩石地层适用性强,冲击钻机重量轻,负荷较同类型回旋钻机小,对供电及平台影响较小,成本较低,移位方便。
因此选择JK-10型冲击钻机比回旋钻机更能够满足钻孔桩施工的需要。
3.2钻孔平台施工主墩位于施工栈桥前段,墩位平台护筒采用14根直径2.8m,壁厚1.4cm的钢护筒,底口设置50cm长加强环,利用栈桥上的DZ-20吊机施工钻孔平台辅助钢管桩及钢护筒,焊接钢护筒牛腿,安装H型钢纵横分配梁,接长DZ-20吊机轨道,施工桥中心线侧余下钢护筒及辅助钢管桩,同理焊接钢护筒牛腿,安装平台分配梁,摆放平台垫梁及脚手板,形成钻孔平台。
岩溶地区勘察规范---要点
《岩土工程勘察规范》--岩溶勘察4.1. 5 初步勘察的勘探工作应符合下列要求:1 勘探线应垂直地貌单元、地质构造和地层界线布置;2 每个地貌单元均应布置勘探点,在地貌单元交接部位和地层变化较大的地段,勘探点应予加密;3 在地形平坦地区,可按网格布置勘探点;4 对岩质地基,勘探线和勘探点的布置,勘探孔的深度,应根据地质构造、岩体特性、风化情况等,按地方标准或当地经验确定;对土质地基,应符合本节第4.1.6条~第4.1.10条的规定。
4.1. 6 初步勘察勘探线、勘探点间距可按表4.1.6确定,局部异常地段应予加密。
4.1.8 当遇下列情形之一时,应适当增减勘探孔深度:1 当勘探孔的地面标高与预计整平地面标高相差较大时,应按其差值调整勘探孔深度;2 在预定深度内遇基岩时,除控制性勘探孔仍应钻入基岩适当深度外,其他勘探孔达到确认的基岩后即可终止钻进;3 在预定深度内有厚度较大,且分布均匀的坚实土层(如碎石土、密实砂、老沉积土等)时,除控制性勘探孔应达到规定深度外,一般性勘探孔的深度可适当减小;4 当预定深度内有软弱土层时,勘探孔深度应适当增加,部分控制性勘探孔应穿透软弱土层或达到预计控制深度;5 对重型工业建筑应根据结构特点和荷载条件适当增加勘探孔深度。
4.1.9 初步勘察采取土试样和进行原位测试应符合下列要求:1 采取土试样和进行原位测试的勘探点应结合地貌单元、地层结构和土的工程性质布置,其数量可占勘探点总数的l/4~l/2;2 采取土试样的数量和孔内原位测试的竖向间距,应按地层特点和土的均匀程度确定;每层土均应采取土试样或进行原位测试,其数量不宜少于6个。
4.1. 10 初步勘察应进行下列水文地质工作:1 调查含水层的埋藏条件,地下水类型、补给排泄条件,各层地下水位,调查其变化幅度,必要时应设置长期观测孔,监测水位变化;2 当需绘制地下水等水位线图时,应根据地下水的埋藏条件和层位,统一量测地下水位;3 当地下水可能浸湿基础时,应采取水试样进行腐蚀性评价。
超大直径超深嵌岩桩成孔施工新技术
地基基础FOUNDATION BED & FOUNDATION超大直径超深嵌岩桩成孔施工新技术贾优秀1张炬2张德献31.中铁十二局集团第四工程有限公司 陕西西安710021;2.南阳市市政工程总公司 河南南阳473200;3.河南一基基础工程有限公司 河南南阳473200摘要:针对传统全回旋钻机在超大直径超深嵌岩桩成孔作业中的钻进速度慢、成孔成本高等问题,通过对超大直径超 深嵌岩桩成孔效率及成本组成因素进行分析,提出了一种多机成孔技术,并将该技术应用于汕头市汕北大道东里河特 大桥工程。
应用结果表明,采用多机联合成孔新技术,可有效地将超大直径超深嵌岩桩成孔效率提高2倍,综合成本降 低30%,同时该新技术也解决了冲击钻难以在超大直径超深桩基及短嵌岩桩多机联合成孔中应用的难题。
关键词:桥梁工程;桩基成孔施工;超大直径超深嵌岩桩;多机联合成孔中图分类号:T U753.3 文献标志码:A文章编号:1〇04-1〇〇1(2021)03-0355-03 DOI:10.14144/j.c n k i.jz s g.2021.03.007 New Pore-forming Construction Technology for Super Large Diameter andSuper Deep Rock Socketed PileJIA Y ouxiu1Z H A N G Ju2Z H A N G D exian31. The 4th Engineering Co., Ltd. of China Railway 12th Bureau Group, Xi'an, Shaanxi 710021, China;2. Nanyang Municipal Engineering Corporation, Nanyang, Henan 473200, China;3. Henan First Foundation Engineering Co., Ltd., Nanyang, Henan 473200, ChinaAbstract:Aiming at the problems of slow drilling speed and high drilling cost of traditional rotary drilling machine in the drilling operation of super large diameter and super deep rock socketed pile,this paper analyzes the drilling efficiency and cost components of super large diameter and super deep rock socketed pile,puts forward a multi machine drilling technology,and applies this technology to the Donglihe bridge project of Shanbei Avenue in Shantou City.The application results show that the new technology of m ulti machine combined drilling can effectively increase the drilling efficiency of super large diameter and super deep rock socketed pile by2 times and reduce the comprehensive cost by 30%. At the same time,the new technology also solves the problem that the percussion drill is difficult to be used in the drilling of super large diameter and super deep pile foundation and short rock socketed pile.Keywords:bridge engineering;pile foundation pore-forming construction;super large diameter and super deep rock socketed pile;m ulti machine combined pore forming1工程概况广东省汕头市汕北大道东里河特大桥工程,桥梁全长 1261.6 m,主跨为148 m的变截面连续箱梁,桥梁单个主墩 采用9根直径为2.5 m的钻孔灌注桩基础,设计桩长125 m,成孔全长133.75 m。
嵌岩桩的两种施工方法
嵌岩桩的两种施工方法嘿,朋友们!今天咱来聊聊嵌岩桩的两种施工方法呀!先说那个冲击成孔法吧。
这就好比是一个勇敢的战士,一下又一下地用力冲击着坚硬的岩石,一点点地把孔给打出来。
它可厉害啦,不管遇到多硬的岩石,都能勇往直前,不退缩!你想想看,那冲击钻就像个大力士的拳头,“砰砰砰”地砸下去,把岩石一点点地击碎,然后慢慢掏出一个深深的孔来。
这过程可不简单啊,需要耐心和力量,就像我们生活中遇到困难,得有股子不服输的劲儿去攻克它。
然后呢,还有一种旋挖成孔法。
这个呀,就像是一个聪明的工匠,用巧妙的方法来完成任务。
旋挖钻机就像是一个灵活的舞者,优雅地转动着,把岩石一点点地挖走。
它动作迅速,效率还特别高呢!和冲击成孔法比起来,它可能没那么直接暴力,但却有着自己独特的魅力。
它能在较短的时间内,悄无声息地就把孔给做好了,是不是很神奇?冲击成孔法虽然比较费力,但它可靠啊,就像我们身边那个总是默默付出的朋友,关键时刻绝对靠得住。
而旋挖成孔法呢,灵活高效,就像那个脑子特别好使的小伙伴,总能想到好办法来解决问题。
在实际的工程中啊,到底该选哪种方法,这可得好好琢磨琢磨。
要是岩石特别硬,那冲击成孔法可能就更合适,能把那硬骨头给啃下来。
但要是对效率要求特别高,时间紧迫,那旋挖成孔法说不定就是不二之选呢!这就跟我们做事一样,得根据具体情况来选择最合适的方法,可不能盲目跟风呀!两种施工方法各有各的特点和优势,它们都是建筑工程中的得力助手呢!它们让那些高大的建筑有了坚实的基础,让我们的城市变得更加美丽和稳固。
我们可不能小瞧了它们的作用,没有它们,那些宏伟的建筑怎么能拔地而起呢?所以啊,大家要记住这嵌岩桩的两种施工方法哦,说不定哪天就会用到呢!它们可是建筑领域里的宝贝呀!是不是很有趣呢?哈哈!。
岩土工程勘察规范__GB50021—2001
岩土工程勘察规范GB50021—20011.当软化系数等于或小于0.75时,应定为软化岩石;当岩石具有特殊成分、特殊结构或特殊性质时,应定为特殊岩石。
如易溶性岩石、膨胀性岩石、崩解性岩石、盐渍化岩石等。
2.对软岩和极软岩,应注意是否具有可软化性、膨胀性、崩解性等特殊性质。
3.粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%,且塑性指数等于或小于10的土,应定为粉土。
粉土湿度分类为稍湿、湿、很湿。
粘性土状态分类为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。
4.建筑物的岩土工程勘察宜分阶段进行,可行性研究勘察应符合选择场址方案的要求;初步勘察应符合初步设计的要求;详细勘察应符合施工图设计的要求;场地条件复杂或有特殊要求的工程,宜进行施工勘察。
场地较小且无特殊要求的工程可合并勘察阶段。
当建筑物平面布置已经确定,且场地或其附近已有岩土工程资料时,可根据实际情况,直接进行详细勘察。
场地较小且无特色要求的工程可合并勘察阶段,当建筑物平面布置已经确定,且场地或其附近已有岩土工程资料时。
可根据实际情况,直接进行详细勘察。
5.建筑物初步勘察时,在什么情况下可适当增减勘探孔深?答:当遇下列情形之一时,应适当增减勘探孔深度:①当勘探孔的地面标高与预计整平地面标高相差较大时,应按其差值调整勘探孔深度;②在预定深度内遇基岩时,除控制性勘探孔仍应钻入基岩适当深度外,其他勘探孔达到确认的基岩后即可终止钻进;③在预定深度内有厚度较大,且分布均匀的坚实土层(如碎石土、密实砂、老沉积土等)时,除控制性勘探孔应达到规定深度外,一般性勘探孔的深度可适当减少;④当预定深度内有软弱土层时,勘探孔深度应适当增加,部分控制性勘探孔应穿透软弱土层或达到预计控制深度;⑤对重型工业建筑应根据结构特点和荷载条件适当增加勘探孔深度。
6.详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数;对建筑地基做出岩土工程评价,并对地基类型、基础形式、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。
大直径嵌岩桩设计要求要点及现场质量控制
大直径嵌岩桩设计要求要点及现场质量控制摘要:本文主要介绍大直径嵌桩岩设计过程中的重点及其质量的控制要点,以及需要注意的问题。
关键词:嵌岩桩;设计要点;质量;控制Abstract: this paper mainly introduces the design of large diameter pile embedded in the process of rock and quality control of the key points, and problems needing attention.Keywords: rock-socketed pile; Key points of the design; Quality; control1 引言:大直径嵌岩灌注桩因其施工简单、直径较大、入土较深、承载力较高等特点,现如今普遍的适用于建筑行业,例如应用于高层、超高层建筑、桥梁、港工及重型构筑物的基础中。
使建筑业有了突飞猛进的发展。
2大直径嵌岩桩设计一般规定及要求本文所讨论的嵌岩桩,是指桩端嵌入中等风化或微风化基岩中的桩,其桩端岩体能取样进行单轴抗压试验。
嵌岩桩具有承载力高,沉降小,群桩效应低的特点,是高层建筑的主要基础形式之一。
2.1嵌岩桩的承载力计算嵌岩桩的承载力必须从不同受力情况分析考虑,应按承载力极限状态和正常使用状态进行计算,这样分析的数据得到的结果更为准确。
嵌岩桩应分别按照桩身内部结构强度和地基对桩的支撑情况进行分析计算。
2.1.1 桩基承载力计算根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.3.9条规定,嵌岩桩单桩竖向极限承载力由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成:Quk=Qsk+Qrk其中:Qsk=uΣqsikli为土的总极限侧阻力标准值;Qrk=ζrfrkAp为嵌岩段总极限阻力标准值;qsik为桩周第i层土的极限侧阻力;frk 为岩石饱和单轴抗压强度标准值,黏土岩取天然湿度单轴抗压强度标准值;ζr 为桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数,与嵌岩深径比hr/d、岩石软硬程度和成桩工艺有关。
大直径硬岩桩基“潜孔钻+旋挖钻+深孔爆破”复合成孔施工工法
大直径硬岩桩基“潜孔钻+旋挖钻+深孔爆破”复合成孔施工工法1前言目前国内大直径硬岩层嵌岩桩成孔适用技术主要有回旋钻、旋挖钻、潜孔锤技术。
回旋钻施工技术在一些含有粗卵石或者岩层,施工进度会有所减慢,甚至会无法进行正常钻孔,需要更换钻机的地盘,或者使用大功率的钻机配置;旋挖钻施工技术主要适用于钻孔直径小于三米,最大钻孔深度为100米,在前期使用时,投入较大,而且设备重量较大,对施工场地有着严格的要求。
孔壁的护臂性较差,需要使用其他器械设备或者材料进行配合使用。
潜孔锤施工技术适用于各类地质,具有较强或者柔软的钻孔能力。
缺点是该技术在进行排渣时主要依靠空压机中的气流量,要想提升排渣能力,就需要更换性能更高的空压机,这就会导致成本大大增加。
而且该技术的排渣方式主要是气举正循环,产生的土渣和岩渣会影响施工的正常进行。
传统的桩基内岩石爆破开挖是直接在桩孔内岩石上钻炮眼,而后装药同时引爆或分段引爆。
而在整板岩石区,运用传统爆破法耗药量大,掘进慢,难以控制成孔桩径,往往炸成一大坑。
爆破强震动使得桩基周边及桩底岩石易被震裂,在桩基密度较大区域严重影响邻桩开挖,甚至导致桩间相互穿孔以及对桩底持力层造成震裂破坏。
通过对岩石爆破原理的分析,引起整板岩石区桩基爆破难以控制的主要原因是由于岩石密度大,桩基内岩石自由面狭小、作业面较深、岩石内部的夹制力过大,难以消减爆破强震动。
本工法受潜孔钻较强的钻孔能力+降低潜孔钻排渣量+岩石爆破原理启发,用潜孔钻在桩径1.5m范围内环向布孔,将岩石化整为零,降低岩石的整体强度,再通过旋挖钻机取芯至桩底形成临空面,再沿桩径 2.8m范围内环向设置炮眼配以毫秒延期雷管深孔微爆破施工,具有掘进速度快、桩基成孔施工质量易于保证、操作方便简单、施工费用低等优点,经总结形成本工法。
2工法特点2.0.1施工速度快、成孔质量易于保障国内首次运用潜孔钻+旋挖钻+深孔爆破完成大直径硬岩嵌岩桩施工。
利用潜孔钻在桩径1.5m 范围内环向布孔,将岩石化整为零,降低岩石的整体强度,再通过旋挖钻机取芯至桩底形成临空面,再沿桩径2.8m范围内环向设置炮眼配以毫秒延期雷管深孔微爆破施工,具有掘进速度快、桩基成孔施工质量易于保证、操作方便简单、成孔费用低等优点,与常规的桩基成孔相比,成孔速度是以往的1.5倍以上,最终桩基工程比原计划提前40天完成施工。
大直径嵌岩桩设计要求要点及现场质量控制
大直径嵌岩桩设计要求要点及现场质量控制No.:00000000000003709大直径嵌岩桩设计要求要点及现场质量控制摘要:本文主要介绍大直径嵌桩岩设计过程中的重点及其质量的控制要点,以及需要注意的问题。
关键词:嵌岩桩;设计要点;质量;控制Abstract: this paper mainly introduces the design of large diameter pile embedded in the process of rock and quality control of the key points, and problems needing attention.Keywords: rock-socketed pile; Key points of the design; Quality; control 中图分类号:TU473.1 文献标识码:A 文章编号:1 引言:大直径嵌岩灌注桩因其施工简单、直径较大、入土较深、承载力较高等特点,现如今普遍的适用于建筑行业,例如应用于高层、超高层建筑、桥梁、港工及重型构筑物的基础中。
使建筑业有了突飞猛进的发展。
2大直径嵌岩桩设计一般规定及要求本文所讨论的嵌岩桩,是指桩端嵌入中等风化或微风化基岩中的桩,其桩端岩体能取样进行单轴抗压试验。
嵌岩桩具有承载力高,沉降小,群桩效应低的特点,是高层建筑的主要基础形式之一。
2.1嵌岩桩的承载力计算嵌岩桩的承载力必须从不同受力情况分析考虑,应按承载力极限状态和正常使用状态进行计算,这样分析的数据得到的结果更为准确。
嵌岩桩应分别按照桩身内部结构强度和地基对桩的支撑情况进行分析计算。
2.1.1 桩基承载力计算根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.3.9条规定,嵌岩桩单桩竖向极限承载力由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成:Quk=Qsk+Qrk其中:Qsk=uΣqsikli为土的总极限侧阻力标准值;Qrk=ζrfrkAp为嵌岩段总极限阻力标准值;qsik为桩周第i层土的极限侧阻力;frk 为岩石饱和单轴抗压强度标准值,黏土岩取天然湿度单轴抗压强度标准值;ζr 为桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数,与嵌岩深径比hr/d、岩石软硬程度和成桩工艺有关。
大直径嵌岩桩施工勘察孔深的确定
大直径嵌岩桩施工勘察孔深的确定一、概述近几年随着经济的高速发展,城市内土地资源的稀缺,越来越多的建构筑物需要在各类基岩裸露或埋藏较浅的地区进行开发建设,而在此地区内,大直径嵌岩桩基础有较广泛的应用。
我国幅员辽阔,地质地貌类型多样,对于一些特殊基岩埋藏区,如岩溶、孤石发育区,桩基开挖前需要进行施工勘察,以查明桩底的详细地质情况。
根据统计资料,我国碳酸盐岩裸露分布区面积约130km 2,埋藏分布区面积约70km 2,花岗岩类岩石出露面积约86km 2,连同埋藏分布区面积也在100km 2以上,二者分布面积合计达我国疆域面积的1/3。
因此,在这些地区进行的大直径嵌岩桩施工勘察工作有着广阔的前景。
二、嵌岩桩施工勘察孔深确定的一般性原则施工勘察的中心问题,就是对勘察钻孔深度的确定。
一般来说,钻孔深度d 由岩面深度d 0、嵌岩深度h 、桩底稳定层厚度d 1、抗冲切/倾覆调整深度d 2及桩顶预留浮动深度d 3加和而成,即:d=d 0+h+d 1+d 2+d 3(1)岩面深度d一般为中~微风化基岩的稳定岩面,随钻孔实际情况确定;应为穿过上述不稳定体的稳定岩层顶面。
对于孤石、溶洞、互层发育的地区,d应取各孔稳定岩面深度的最大值,并应考虑孔口高程的一桩多孔的施工勘察,d起伏影响。
(2)嵌岩深度h可按《建筑桩基技术规范》第3.3.3第二条规定:“对于嵌岩桩,嵌岩深度应综合荷载、上覆土层、基岩、桩径、桩长诸因素确定;对于嵌入倾斜的完整和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d 且不小于0.5m,倾斜度大于30%的中风化岩,宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度;对于嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于0.2d,且不应小于0.2m。
”按《岩土工程勘察规范》4.9.4条规定:“勘探孔的(3)桩底稳定层厚度d1深度应符合下列规定:……对大直径桩,不得小于5m……对嵌岩桩,应钻入预计嵌岩面以下3~5d,并穿过溶洞、破碎带,到达稳定地层。
大孔径嵌岩桩的施工
-228-市政与路桥大孔径嵌岩桩的施工肖阳1张金芳2(1、黑龙江省高速公路建设局,黑龙江哈尔滨1500002、大庆广业招标代理咨询有限公司,黑龙江大庆163000)在钻孔桩施工中,有时候遇到的地质层极为坚硬,普通钻机无法施工或施工周期过长,影响工程进度,需要采用新的技术和方法以提高施工速度,保证施工质量,特别是在大孔径桩的施工中显得尤为重要。
我们在鹤大路佳七段倭肯河大桥的钻孔桩施工中就遇到了这样的情况,桩径为1.8m ,桩长30cm ,除4m 的流沙层外,其余为岩石,对这样桩的施工,我们根据实际情况采取了相应的措施,取得了显著成效。
1钻机的选用根据施工图提供地质资料,地质层为砂岩弱风化,漂石层,这样的地质层普通钻机根本无法施工,为此我们采用了冲击反循环钻机进行施工,由于施工的钻孔桩直径为1.8m ,需采用较大型的的冲击钻,所以选用YKc-31型冲击钻,这种钻机卷扬能力达五吨,钻锤可补焊配重达到3.5吨,加大了冲击能量。
所谓冲击反循环,即在钻孔桩施工中采用冲击钻进行施工,同时通过真空泵与吸泥泵配合所产生的抽吸力将渣泥混合物吸入钻锥进渣口,由钻杆内腔吸上,再从出水控制阀经胶管排泄到沉淀池,净化后到储浆池循环使用。
2钻头的形式及处理方法钻头的型式,质量是影响进尺的关键,我们采用整体铸钢铸造的实体钻锥,钻刃为十字型,底刃不完全垂直。
为保证钻头有足够的冲击力,通过焊接配重使钻头重量达到3.5吨。
钻头底刃是钻头的关键部位,它直接影响进尺的速度,成孔的质量,刃角受冲压力比较大,所以材料要选择钢性,韧性比较好的钢材,我们选用钢轨(43kg/m)的顶面做刃角,用风割切下钢轨顶面板,然后再切割成要求长度的小块,立焊在钻头底部。
钻头的四个角(即翼缘底角)在钻进岩层时会磨损很大,在岩层中钻头外径越磨越小,成孔直径就会越来越小,达不到设计要求的孔径,而又无法在扩孔,所以对这个部位用耐磨焊条进行包焊,确保成孔质量。
3护筒的埋设由于桩位位于水中,上层地质为流砂层,因而需进行筑岛围堰施工,填筑必须密实,围堰堰顶高度高出地面50cm ,用以防御施工期可能出现的最高水位,围堰外形采用弧形,以减少筑堰期间河流断面被压缩,流速增大引起水流对围堰,河床的集中冲刷。
大直径超深入岩扩孔钻孔灌注桩施工工法
大直径超深入岩扩孔钻孔灌注桩施工工法1、前言本工法是在香港新机场北大屿山高速公路东涌站行人桥桩基工程施工实践的基础上编写而成,此成套施工技术获中国建筑工程总公司科技进步一等奖。
本工法确定了以气举反循环泥浆护壁施工工艺成孔的原则和方法。
2、工法特点2.1、采用永久性钢护筒:钢护筒直径大(直径2.7m),沉入深(深度达35m),壁薄(厚仅12mm,比施工规范薄1.5cm),沉入后垂直偏差要求不大于1/300。
2.2、护壁泥浆无公害处理:泥浆采用膨润土+纯碱+CMC,并用泥浆分离器对泥浆进行处理,再配以其它措施,使泥浆重复使用,现场消化处理。
2.3、超深硬质岩石分级钻进:由于工程桩的直径大,入岩深度深(达32m深),岩石强度高,部分钻机由于机械性能的限制,一次向全断面钻进十分困难,因而采用分级钻进技术。
2.4、遇大斜度(最大岩面坡度为73.2°)坚硬岩面的成孔:采用球齿合金钻头,并在钻头上部安装钻头稳定器,及时减压,慢速钻进,稳定压力、防止钻头跑偏,保证垂直度偏差不大于1/300。
2.5、钢筋采用完全绑扎成型,所有主筋没有焊点。
2.6、超大口径,超深钻孔硬质岩石中扩孔技术。
2.7、钻机的进尺速度控制以自动为主,钻机配备自动给进仪,钻机受人为的约束减少,大为提高钻进效率。
同时,操作者只要注意到几个仪表数值的变化就能知道钻机的钻进情况。
2.8、通过二次清孔能达到孔底无沉渣,大大提高了桩的容许承载力。
3、适用范围本工法适用于穿过各种复杂土层,特别是穿过中风化,微风化岩层的大直径扩孔灌注桩的施工。
4、成孔桩原理气举反循环排渣原理,空气压缩机通过钻杆的通气孔,从空气钻杆(或风包)把压缩空气送进钻杆内部,从而在钻杆内部形成比重较泥浆小的三项流,从钻杆排出孔外。
排出过程中能捎带钻渣,从而达到钻进成孔的目的。
气举反循环在20m以内由于风包没入率太小,排渣效率不高。
在孔深20m以后效率越来越高。
在50m以后超过泵吸反循环,而钻深超过80m时,如空压机压力小于0.8MPa,宜采用两个气室钻杆。
岩石地基中嵌岩桩的设计及施工注意问题
岩石地基中嵌岩桩的设计及施工注意问题摘要:结合工程实例,介绍的设计计算,检测及施工注意事项,总同行参考关键词:嵌岩桩;嵌岩深度,桩侧负摩阻力嵌岩桩的检测嵌岩桩具有单桩承载力特征值高、抵御水平抗震性能较好、沉降较小、群桩效应较低等优点 ,成为广大山区岩体地基上高层建筑重要的基础型式。
其承载性状也一直是国内外学术界,工程界尤为关注的热点之一。
最初将之当作端承桩设计 ,不仅使单桩承载力未得到充分的发挥 ,而且使桩数大幅度增加,近十余年嵌岩桩工程和试验研究积累了更多资料,对其承载性状的认识进一步深化,因此《建筑桩技术规范》规范也对嵌岩桩单独给出了单独的嵌岩桩单桩竖向极限承载力计算公式及检测方法等,使得嵌岩桩在各个行业得到广泛的应用,在基岩埋深较浅的地区,采用大直径的嵌岩桩经济效益尤其明显。
一. 嵌岩桩的持力层选择及嵌岩深度岩石的颗粒间连接牢固、呈整体或具有节理裂隙的岩体。
岩石的风化程度分为未风化、微风化、中等风化、强风化、全风化5各等级。
国外认为:只要桩端桩嵌入岩体中,不论岩体的风化程度如何、坚硬性如何,都称为嵌岩桩,但我国嵌岩桩定义为嵌入未风化、微风化、中等风化的岩石才可,不包括强风化、全风化的情况,要求比国外严格,安全更有保证。
根据持力层基岩性质也可分为软岩嵌岩桩和硬岩嵌岩桩。
嵌岩深度在嵌岩桩计算中是一个重要的设计参数,长泾比越大桩底承担的荷载越小。
在一些工程中,为了确保桩承载力、减少建筑物沉降,对于大吨位嵌岩桩的嵌岩深度应通过计算确定,同事满足构造要求。
嵌岩桩倾斜的完整的和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m,倾斜度大于30%的中风化岩,宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度;嵌入平整、完整的坚硬和较坚硬岩的深度不宜小于0.2d且不小于0.2m。
施工时应结合相邻基础基底标高控制基础埋置深度,相邻两桩的桩端高差应小于其水平净距(若有扩大头,则为扩大头间净距);桩净距小于2D或2.5m时必须采用跳槽开挖。
岩石地基中嵌岩桩的设计及施工注意问题
岩石地基中嵌岩桩的设计及施工注意问题摘要:结合工程实例,介绍的设计计算,检测及施工注意事项,总同行参考关键词:嵌岩桩;嵌岩深度,桩侧负摩阻力嵌岩桩的检测嵌岩桩具有单桩承载力特征值高、抵御水平抗震性能较好、沉降较小、群桩效应较低等优点 ,成为广大山区岩体地基上高层建筑重要的基础型式。
其承载性状也一直是国内外学术界,工程界尤为关注的热点之一。
最初将之当作端承桩设计 ,不仅使单桩承载力未得到充分的发挥 ,而且使桩数大幅度增加,近十余年嵌岩桩工程和试验研究积累了更多资料,对其承载性状的认识进一步深化,因此《建筑桩技术规范》规范也对嵌岩桩单独给出了单独的嵌岩桩单桩竖向极限承载力计算公式及检测方法等,使得嵌岩桩在各个行业得到广泛的应用,在基岩埋深较浅的地区,采用大直径的嵌岩桩经济效益尤其明显。
一. 嵌岩桩的持力层选择及嵌岩深度岩石的颗粒间连接牢固、呈整体或具有节理裂隙的岩体。
岩石的风化程度分为未风化、微风化、中等风化、强风化、全风化5各等级。
国外认为:只要桩端桩嵌入岩体中,不论岩体的风化程度如何、坚硬性如何,都称为嵌岩桩,但我国嵌岩桩定义为嵌入未风化、微风化、中等风化的岩石才可,不包括强风化、全风化的情况,要求比国外严格,安全更有保证。
根据持力层基岩性质也可分为软岩嵌岩桩和硬岩嵌岩桩。
嵌岩深度在嵌岩桩计算中是一个重要的设计参数,长泾比越大桩底承担的荷载越小。
在一些工程中,为了确保桩承载力、减少建筑物沉降,对于大吨位嵌岩桩的嵌岩深度应通过计算确定,同事满足构造要求。
嵌岩桩倾斜的完整的和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m,倾斜度大于30%的中风化岩,宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度;嵌入平整、完整的坚硬和较坚硬岩的深度不宜小于0.2d且不小于0.2m。
施工时应结合相邻基础基底标高控制基础埋置深度,相邻两桩的桩端高差应小于其水平净距(若有扩大头,则为扩大头间净距);桩净距小于2D或2.5m时必须采用跳槽开挖。
深水大直径变截面嵌岩桩钻孔浅述
第9 期
S IN E E H O O YIF R A I N CE C &T C N L G N O M T O
O建筑 与工程 。
科技信息
深水大直径变截面嵌岩桩钻孔浅述
钟炎 涛 ’ 杨青 莹
(. 大桥 局集 团第 一工 程有 限公 司 河 南 郑州 4 0 0 1中铁 5 0 0; 2郑州 交通职 业 学院 河南 郑 州 4 0 0 ) . 5 0 0
【 摘 要 】 证 正反 循 环 钻 孔 工 艺在 千 岛 湖 复 杂 水域 对 大直 径 变截 面 钻 孔 桩 施 工 的 现 实 意 义 。 论 【 关键 词 】 正反 循 环 ; 变截 面 ; 水 深
1 概 述
11 工 程 概 况 ,
正 反 循 环 钻 孔 就 是 利 用 正 循 环 将 泥 浆 筒 的 泥 浆 用 泥 浆 泵 通 过 泥 浆 管送 至孔 底 而使 孔 底 钻 渣 和 泥 浆 混 合 物 悬 浮 翻 腾 , 而 保 证 每 次 冲 从 击 都 能 冲击 新 鲜 岩 层 而 得 到 进 尺 , 利 用 气 举 反 循 环 排 渣 。 气 举 反 循 再
上 江埠 环 湖 公 路 及 接 线 工 程 ( + 6 ~ 6 6 0 含 特 大 桥 一 座 、 K3 1 0 K + 9 ) 大 环是 利 用 空 压 机 的 压 缩 空 气 ,通 过 安 装 在 排 渣 管 的风 管送 至 排 渣 管 桥一 座及 部 分 路 基 。 础 为 钻孔 桩 群 桩 体 系 。 孔 桩 为 变 截 面嵌 岩 桩 。 基 钻 内 . 压 气 体 与 泥 浆 混 合 , 导 管 内形 成 一 种 密 度 小 于 泥浆 的 浆 气 混 高 在 护 筒 为 永 久 受 力 护 筒 ,其 中 ‘ . 钻 孔 桩 3 pO 3m 2根 、 28 钻 孔 桩 8根 、 ‘ .m P 合 物 , 气 混 合 物 因其 比 重 小 和 高 压 气 体 共 同 作 用 下 而 上 升 , 间 在 浆 瞬 ‘ .m 钻 孔 桩 1 P0 2 2根 、 16 ‘ .m钻 孔 桩 3 p 2根 、 1 m 钻 孔 桩 6根 ,最 长 桩 ‘. P2 孔 底 风 管 口 附近 排 渣 管 内 形 成 负 压 , 面 的 泥 浆 携 钻 渣 在 负 压 的 作 用 下 长8. 0 64 m,9年 最 深 施 工 水 深 6 .m。 94 下上 升 . 样 在 高 压 气 体 持 续 作 用 下 . 底 的 泥 浆 和 钻 渣混 合 物 将 不 这 孔 1 . 地形 地 貌 2 断地 排 除至 泥 浆 筒 ,通 过 筛 网 过 滤 后 再 通 过 泥 浆 泵 输 送 到 孔 底 补 浆 , 本 项 目位 于浙 西 低 山丘 陵 区 , 白际 山 脉 南 。 形 总 体 山势 陡峻 , 属 地
大直径桩施工勘察规范
大直径桩施工勘察规范背景介绍大直径桩施工是在各类土木工程中非常关键的环节之一。
而为了确保施工的质量和安全,施工前的勘察工作尤为重要。
本文将介绍大直径桩施工勘察的规范要求,以确保施工顺利进行。
勘察方法大直径桩施工勘察应采用多种方法相结合的方式进行,以确保勘察结果准确可靠。
一般采用的勘察方法包括:1.地质勘察:地质勘察是大直径桩施工勘察的基础。
其目的是查明地层情况、岩土特性、地下水位等信息,为后续施工提供参考。
地质勘察的方法包括现场勘查、采样试验、地质雷达等。
2.地下管线勘察:在大直径桩施工过程中,地下管线是需要重点关注的对象。
地下管线勘察的目的是查明地下管线的位置、类型及埋深等信息,以避免施工过程中对管线的破坏。
常用的地下管线勘察方法包括地下雷达、电磁感应等。
3.基坑附近建筑物影响分析:施工过程中,基坑周边的建筑物对施工的影响是需要考虑的因素之一。
对于大直径桩施工,应对基坑周边建筑物进行全面的影响分析,以确保施工过程中不对周边建筑物造成损害。
勘察内容大直径桩施工勘察的内容主要包括以下几个方面:1.地质地貌情况:应对施工区域的地质地貌情况进行详细调查,包括地层分布、层位特征、地层稳定性等。
通过地质勘察,了解地质条件,为桩基施工提供参考和依据。
2.地下水位情况:应对施工区域的地下水位进行测定和分析。
地下水位的高低和变化对桩基施工有重要影响,必须进行详细的调查和分析。
3.地下管线情况:对施工区域的地下管线进行调查和定位。
通过使用地下雷达等工具,查明地下管线的位置、类型和埋深,以避免施工过程中对管线造成破坏。
4.基坑周边建筑物影响分析:对施工区域周边建筑物进行全面分析。
通过调查建筑物的结构、基础及地质特点,预测施工过程中建筑物的变形和沉降情况,并采取相应的措施加以保护。
勘察报告内容大直径桩施工勘察报告应包含以下内容:1.勘察范围:明确勘察的范围和位置,以确保报告的准确性和可靠性。
2.勘察方法:介绍采用的勘察方法和仪器设备,以保证勘察的科学性和可操作性。
桩基工程勘察钻孔深度
桩基工程勘察钻孔深度
桩基工程勘察钻孔深度
桩基工程勘察钻孔深度?以下带来关于桩基工程勘察钻孔深度,相关内容仅供以参考。
(1)宜布置1/3~1/2 的勘探孔为控制性孔。
对于设计等级为甲级的建筑桩基,至少应布置3 个控制性孔,设计等级为乙级的建筑桩基至少应布置2 个控制性孔。
控制性孔应穿透桩端平面以下压缩层厚度;一般性勘探孔应深入预计桩端平面以下3~5 倍桩身设计直径,且不得小于3m;对于大直径桩,不得小于5m。
(2)嵌岩桩的控制性钻孔应深入预计桩端平面以下不小于3~5 倍桩身设计直径,一般性钻孔应深入预计桩端平面以下不小于1~3 倍桩身设计直径。
当持力层较薄时,应有部分钻孔钻穿持力岩层。
在岩溶、断层破碎带地区,应查明溶洞、溶沟、溶槽、石笋等的分布情况,钻孔应钻穿溶洞或断层破碎带进入稳定土层,进入深度应满足上述控制性钻孔和一般性钻孔的要求。
,。
大直径全护筒嵌岩式桩基础成孔施工技术
大直径全护筒嵌岩式桩基础成孔施工技术Construction Technology of Large-Diameter Rock-Socket Pile withTotal Steel Casing Pipe张盛(中国土木工程集团有限公司,北京100038)ZHANG Sheng(China Civil Engineering Construction Corporation ,Beijng 100038,China)【摘要】氹结合澳门澳第4条跨海大桥工程建造中大直径全护筒嵌岩式桩基础施工实例,在环境保护有严格要求的情况下,通过对水文地质条件、设备施工效率、成桩质量等方面综合分析并进行施工工艺选择,给出桩基施工所用钢护筒的选择、钢护筒插打、钻进成孔、桩底清孔、混凝土浇筑等工艺技术在成孔过程中遇到孤石和地质夹层问题的处理方法。
【Abstract 】Combined with the example of the construction of large-diameter rock-socket pile with total steel casing pipe for the 4thocean-crossingbridgebetween Macau and Taipain Macao,it has strict requirement on natural environment protection,the construction method is determined bytakinginto consideration and analysisofhydrogeologiccondition,efficiencyofconstruction equipment and construction qualityof bore pile.It ’s introduced the solution method to handle the boulder and geological interlayer during boring,including selection and construction ofsteelcasing pipe,pileboring,dregscleaningat thebottomofhole,concretecasting,and so on.【关键词】大直径;嵌岩桩基;全护筒;反循环;地质夹层【Keywords 】large-diameter;rock-socketpile;total steelcasing pipe;reversecirculation;geological interlayer【中图分类号】U445.455+1【文献标志码】B 【文章编号】1007-9467(2021)09-0158-03【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2021.09.050【作者简介】张盛(1989耀),男,四川成都人,工程师,从事桥梁工程项目管理研究。
职称评审-岩土工程-技术标准真题及答案一
职称评审-岩土工程-技术标准真题及答案一[单选题]1.完整和较完整岩体钻探时,岩芯采取率不应低于()。
A.65%B.70%(江南博哥)C.75%D.80%正确答案:D参考解析:《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版)规定,完整和较完整的岩体钻探时,岩芯采取率不应低于80%,较破碎和破碎岩体的岩芯采取率不应低于65%。
[单选题]2.大直径桩是指桩径为()mm的桩。
A.>300B.>500C.>700D.≥800正确答案:D参考解析:根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)第3.3.1条第3款,基桩按桩径(设计直径d)大小分类:①小直径桩:d≤250mm;②中等直径桩:250mm<d<800mm;③大直径桩:d≥800mm。
[单选题]3.滑坡推力计算安全系数,应根据滑坡现状及其对工程的影响等因素确定。
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011),地基基础设计等级为甲级的建筑物安全系数宜取()。
A.1.05B.1.15C.1.30D.1.35正确答案:C参考解析:根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)第6.4.3条第5款,滑坡推力安全系数,应根据滑坡现状及其对工程的影响等因素确定,对地基基础设计等级为甲级的建筑物宜取1.30,设计等级为乙级的建筑物宜取1.20,设计等级为丙级的建筑物宜取1.10。
[单选题]4.初步勘察阶段工程地质测绘的比例尺和精度的规定是()。
A.比例尺可选用1:2000~1:10000,整个测绘范围地质界线和地质观测点的测绘精度,在图上不应低于3mmB.比例尺可选用1:2000~1:10000,建筑地段内地质界线和地质观测点的测绘精度,在图上不应低于3mm,其他地段不应低于5mmC.比例尺可选用1:5000~1:50000,整个测绘范围地质界线和地质观测点的测绘精度,在图上不应低于3mmD.比例尺可选用1:5000~1:50000,建筑地段内地质界线和地质观测点的测绘精度,在图上不应低于3mm,其他地段不应低于5mm正确答案:A参考解析:根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)第8.0.3条规定,初步勘察阶段工程地质测绘的比例尺选用1:2000~1:10000;地质界线和地质观测点的测绘精度,在图上不应低于3mm。
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大直径嵌岩桩施工勘察孔深的确定一、概述近几年随着经济的高速发展,城市土地资源的稀缺,越来越多的建构筑物需要在各类基岩裸露或埋藏较浅的地区进行开发建设,而在此地区,大直径嵌岩桩基础有较广泛的应用。
我国幅员辽阔,地质地貌类型多样,对于一些特殊基岩埋藏区,如岩溶、孤石发育区,桩基开挖前需要进行施工勘察,以查明桩底的详细地质情况。
根据统计资料,我国碳酸盐岩裸露分布区面积约130km2,埋藏分布区面积约70km2,花岗岩类岩石出露面积约86km2,连同埋藏分布区面积也在100km2以上,二者分布面积合计达我国疆域面积的1/3。
因此,在这些地区进行的大直径嵌岩桩施工勘察工作有着广阔的前景。
二、嵌岩桩施工勘察孔深确定的一般性原则施工勘察的中心问题,就是对勘察钻孔深度的确定。
一般来说,钻孔深度d 由岩面深度d0、嵌岩深度h、桩底稳定层厚度d1、抗冲切/倾覆调整深度d2及桩顶预留浮动深度d3加和而成,即:d=d0+h+d1+d2+d3(1)岩面深度d0一般为中~微风化基岩的稳定岩面,随钻孔实际情况确定;孤石、溶洞、互层发育的地区,d0应为穿过上述不稳定体的稳定岩层顶面。
对于一桩多孔的施工勘察,d0应取各孔稳定岩面深度的最大值,并应考虑孔口高程的起伏影响。
(2)嵌岩深度h可按《建筑桩基技术规》第3.3.3第二条规定:“对于嵌岩桩,嵌岩深度应综合荷载、上覆土层、基岩、桩径、桩长诸因素确定;对于嵌入倾斜的完整和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d 且不小于0.5m,倾斜度大于30%的中风化岩,宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度;对于嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于0.2d,且不应小于0.2m。
”(3)桩底稳定层厚度d1按《岩土工程勘察规》4.9.4条规定:“勘探孔的深度应符合下列规定:……对大直径桩,不得小于5m……对嵌岩桩,应钻入预计嵌岩面以下3~5d,并穿过溶洞、破碎带,到达稳定地层。
”但该规描述略有模糊,后附条文说明亦未予以说明。
《高程建筑岩土工程勘察规》4.2.3条的2到5款对一般性基岩、花岗岩、岩溶及互层岩石均分条予以规定,具有较好的参考价值:“对一般岩质地基的嵌岩桩,勘探孔深度应钻入预计嵌岩面以下1d~3d,对控制性勘探孔应钻入预计嵌岩面以下3d~5d,对质量等级为Ⅲ级以上的岩体,可适当放宽;”“对花岗岩地区的嵌岩桩,一般性勘探孔深度应进入微风化岩3~5m,控制性勘探孔应进入微风化岩5~8m。
”“对于岩溶、断层破碎带地区,勘探孔应穿过溶洞、或断层破碎带进入稳定地层,进入深度应满足3d,并不小于5m;”“具多韵律薄层状的沉积岩或变质岩,当基岩中强风化、中等风化、微风化岩层呈互层出现时,对拟以微风化岩作为持力层的嵌岩桩,勘探孔进入微风化岩深度不应小于5m。
”实际工作完全可参照此条目进行,但对于岩溶地区的嵌岩桩勘察,为更准确估计顶板安全厚度,后文将进行更精确的估算,为实际勘察提供有价值的参考。
(4)根据实际勘察经验,由于表层岩溶发育或差异风化强烈的导致基岩面起伏较大的场地,钻孔深度应根据邻近孔位或地区起伏度,适当予以加深。
《建筑地基基础设计规》6.5.1的第六条规定:“当基础附近有临空面时,应验算向临空面倾覆和滑移稳定性。
存在不稳定的临空面时,应将基础埋深加大至下伏稳定基岩;亦可在基础底部设置锚杆,锚杆应进入下伏稳定岩体,并满足抗倾覆和抗滑移要求。
同一基础的地基可以放阶处理,但应满足抗倾覆和抗滑移要求”。
该条条文说明还提到:“基岩面起伏剧烈,高差较大并形成临空面是岩石地基的常见情况,为确保建筑物的安全,应重视临空面对地基稳定性的影响。
”详细加深的尺度,后文将予以详细计算说明。
(5)由于钻探孔径相比桩径过小,在桩径围,基岩面会有一定量的起伏;而施工机具的限制使得实际桩基开挖施工中,桩顶总会有或多或少的超挖现象。
因此,如经业主同意,实际钻探中应预留一定的浮动深度,防止超挖导致桩底剩余量不满足稳定层需要。
在非岩溶发育地段,桩顶预留浮动深度d3一般可取为0.5m;而在岩溶发育地段,此项深度可根据岩溶发育程度及桩径大小综合取值,如中等岩溶发育区、桩径1.5m左右可取为1m。
以上五条即为确定桩基施工勘察钻孔深度所应注意的事项,其中嵌岩深度h 和桩顶预留深度d3较容易确定;而对于孤石、岩溶发育地区,岩面深度d0需根据实际钻探及区域地质情况综合确定;串珠型或顶板厚度较大岩溶地段,桩底稳定层厚度d1也需要一定的精确计算,以提供准确参考;抗冲切/倾覆调整深度d2也将在后文予以计算说明。
三、对嵌岩桩施工勘察中特殊问题的说明3.1花岗岩地区孤石发育的特点及岩面深度确定方法3.1.1孤石发育的特点在花岗岩风化壳较厚的东部、南部地区,其全风化~强风化花岗岩层中,由于球状风化产生了大小各异的孤石。
根据以往勘察经验,孤石发育一般具有以下特点,参见下图3.1-1:图3.1-1 花岗岩地区孤石分布剖面示意图(1)孤石多分布于强风化岩层中,其次为全风化及残积土中。
(2)孤石多发育于基岩面起伏较大的地段。
如图3.1-1中,②~③情况的孤石最常见,因为此处是基岩面起伏转折的地段,节理裂隙发育,岩体较破碎,易发育孤石。
④~⑤情况的孤石厚度多较小,一般不大于1m,其分布的最高高度与区域微风化岩面最高处基本相当。
(3)孤石的揭示厚度一般较小,小于2.5m的孤石数量约占总数的80%以上。
(4)孤石一般仅发育一到二层,多层的极为少见。
(5)孤石中多为微风化岩石,少量中风化。
一般较完整,岩芯呈圆柱状,裂隙发育少,成分以抗风化能力较强的粗~伟晶石英质为主。
孤石的风化程度与周围岩土相比,常常会有较大的突变。
3.1.2孤石与中~微风化基岩的区分在有超前钻孔的桩位,钻孔穿过孤石后岩石的风化程度会增加,如由微风化变为强风化,则上部穿过的中~微风化地层就是孤石。
实际冲孔施工中,即可根据超前钻孔数据穿越孤石。
若孤石厚度(直径)较大,钻孔在控制的深度未穿过孤石,通过与区域剖面资料对比本孔中~微风化面也在合理围,若不考虑偏心作用,在保证桩底完整的情况下,该孤石上嵌岩桩的单桩承载力亦可以达到正常嵌岩桩的40%~80%。
对于未进行超前钻的桩位,根据孤石发育特点,孤石的判别将依赖于邻近地质资料与实际冲孔钻进感觉、取芯鉴别等综合的办法。
详述如下:(1)邻近地质资料。
根据超前钻及前期勘察资料,分析冲孔桩钻孔附近的微风化岩面埋深、起伏情况、岩脉发育及孤石特征,对孤石可能的分布情况有一个基本的理解。
(2)冲孔钻进情况。
对于直径或厚度较小的孤石,冲孔施工基本可将小孤石砸碎、穿过或冲挤到桩外。
对于稍大的孤石,其冲孔时钻进感觉与中~微风化基岩也有一定的区别,实际施工可进行相应加深。
而对于较大的孤石,钻进感觉不明显时,可考虑其他综合鉴别办法。
(3)取芯鉴别。
冲孔施工中对桩底岩芯的鉴定,分析其与已钻桩位岩芯的区别,结合前节所述孤石特点,尤其是风化程度突变的情况,应引起足够的注意。
上述对孤石的鉴别区分办法,对于大部分情况下是有效的、可行的,当然这也不能保证绝对的准确率。
3.1.3超前钻勘察对孤石发育的应对措施在超前钻勘察中应根据孤石发育特点,应有针对性的进行钻探。
如果钻探中能按处理岩面起伏的情况加深钻孔,就可以避免对部分孤石的误判;同时在岩面起伏较大或孤石发育较多的区域,适当的增加入岩深度,就可以穿过大部分厚度较小的孤石。
实际勘察时,应特别注意孔底进入强风化层时的进尺快慢变化。
如碰触较硬岩块时,应及时记录起止深度;进入中~微风化后,也应时刻注意进尺速度变化,若进尺突然加快,就应及时记录其深度,再综合岩芯、区域地层情况判断上部进尺慢速区是否为孤石。
若某地段已有钻孔揭示的孤石较多,就应考虑于此区域加密钻孔甚至进行一桩一探。
3.2、溶洞(槽)或溶蚀破碎带对桩基施工的影响3.2.1岩溶发育区岩面深度d0的确定在岩溶发育地区,岩面深度d0应为穿越溶洞(槽)或溶蚀破碎带后进入稳定中~微风化岩层的深度,详细情况如下:(1)溶洞:所需穿越溶洞一般为顶板厚度小于安全厚度的溶洞,在无经验时,此安全厚度可取为3倍桩径且不小于5m,后文亦将进行更精确计算。
(2)溶槽一般为基岩面附近的浅层溶洞,其在钻孔线坐标显示为溶洞,而在空间上实际为深凹的溶沟、溶穴。
溶槽一般需在剖面图上确认,其上岩层一般不能作为桩基持力层。
(3)溶蚀破碎带是钻进中进尺快、取芯率低且响声大的层段,实际形态一般为溶隙、溶洞(槽)侧壁或石芽发育区,也可能是断层经过的地段。
连续的溶蚀破碎带常与串珠型溶洞相间伴生分布。
在剖面图上,基岩面附近连续的厚层溶蚀破碎带往往是石芽发育区,该地段桩位破碎带厚度无论大小一般均应按最厚层考虑。
3.2.2岩溶发育区桩底稳定层厚度d1的确定此项安全厚度不仅应用于确定串珠型溶洞区持力层的层位,对于未见溶洞钻孔,也应按孔底即将出现溶洞来考虑终孔条件,二者的区别仅是对计算溶洞跨度的确定。
一般所需评价的溶洞顶板和支座岩层均比较完整,厚度较大,强度较高,可按单跨梁评价其稳定性。
按照抗弯强度验算,其安全厚度H需满足下列关系式:式中,σ为岩体的允许抗弯强度,灰岩一般为其允许抗压强度的0.15倍;b 为梁宽度,取为单位宽度1.0m;K为岩体稳定性计算安全系数,一般取2.0。
弯矩M的计算分以下几种情况:当顶板跨中有裂隙,两支座处岩石坚固时,按悬臂梁计算端部所受弯矩,即M=1/2PL2;当顶板较完整,但两端支座处岩层有裂隙与洞壁不成整体,可按简支梁计算弯矩,即M=1/8PL2;当顶板和洞壁岩层均较完整且成一体,可按两端固定梁计算弯矩,即M=1/12PL2。
(P为顶板所受总荷重,包括顶板厚为H的岩体自重、顶板上部所留土层的重量、顶板上附加荷载;L为按支座间或支座至跨中裂隙的距离。
)同时,因顶板受剪,其安全厚度H亦应满足下式:式中,Q=1/2PL,为支座处的剪力;τ为岩体的计算抗剪强度,灰岩一般为其允许抗压强度的0.08~0.10倍,本次计算取为0.08倍;K为岩体稳定性计算安全系数,一般取2.0。
假设拟建单桩荷载为4000kN,桩径1.5m,桩距4m,灰岩抗压强度标准值为30MPa,取溶洞跨度L分别为1m、2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m时,计算顶板安全厚度如下表3.2-1:表3.2-1 溶洞顶板安全厚度计算1在实际工作中,计算溶洞稳定性时,其跨度可根据实际情况选取。
如已揭穿的溶洞,在计算时可取其跨度为1~2倍洞高;而对于桩底稳定层厚度确定时,应根据钻孔间距取较不利的大跨度溶洞进行估算。
3.3、基岩面起伏对桩基施工的影响3.3.1邻近陡峭微风化面的嵌岩桩底稳定性估算对于邻近桩位高差较大或可能存在较大起伏的地段,可按岩石的抗冲切模式验算桩底的稳定性。
以下以花岗岩地区情况进行示例。
图3.1-1 嵌岩桩底冲切计算示意图根据上图3.1-1示意的假设情况,考虑最不利情况,基岩微风化面倾斜面紧邻桩侧,桩径为D ,嵌岩深度为h ,岩面倾角为α,估计冲切面为阴影部位所示的斜截椭圆柱面,倾角按45°考虑,其长母线为L 2,短母线为L 1,根据三角函数关系,有:12tan 1h L α=- ,22(tan )tan 1h D L αα+=-按椭圆周长公式为C=2πb+4(a-b),则冲切面面积S L 可估算为:12122tan ()*(2(2))*(212)2tan 1L h D S L L D D ααππ+=+=+-+--………①当嵌岩桩侧处于不稳定状态时,由静力平衡条件有:224L c D K S πστ>…………………………………………………………②一般岩石抗剪强度τ与抗压强度σc 的比值为1/8~1/12,本次计算暂取τ/σc =1/10;安全系数K 一般取2。