花钱下载的-强风化嵌岩钻孔灌注桩终孔判定的探讨

·福建建筑 · 1 9 9 7一4 (总第 5 5 期 ) ·地基基础 ·强风化嵌岩钻孔灌注桩终孔判定的探讨 肖春海 (福建省交通工程监理站 35 00 04 ) 提 要 : 长大直径冲钻孔强风化嵌岩灌注桩是福州等沿海地区大中型桥梁和高层建筑的理想桩型 , 但由于 沿海冲积 、 海积地质复杂多变 , 和工程钻探有限 , 给施工和临理带来很大麻烦 . 且易留下工程隐患。 本文通过作者工程实 践 . 提出该桩型终孔判定的要素和方 法 , 并介绍了冲钻孔中岩土鉴别 , 能够较好地解决上述问题 。 关键词 : 长大直径冲钻孔灌注桩 强风化嵌岩 终孔判定 荷载传递 岩土层鉴别 S t o P p a g e in d e n t i f iea t io n o f s l u rr y d ri l le d p i le e m be d e d i n h i g h l y w e a t h e re d roc k X i a o C h u n h a i (F uj ia n C o m m u n ica t io n S u p e rv is i o n De p a rt m e n t 3 5 0 0 0 4 ) A加t伪e t : L ar g e l o n g s lurr y d r il l司 p il e em bed ed in hi g h l y w ea t h e r ed roc k 15 s ul t a b le for h ig h ri s e a n d bri dg e in coa s t a l area . s u e h a s F uz 肠 u , H o w e v e r , I t ’ 5 v e ry t ro u b lesom e t o en g in~ n g con s t ru e t ion a n d su p e rv is io n . b ec a us e o f t h e com Pl ex i t y a n d e h a n g e - fu l n ess o f s比 t ig r a p h i e a l s u e eessl o n in ~ 一a l ar o . a n d th e lim i t a t io n o f g eo lo gi ca l dri 伍n g , in th e sam e t im e , t h e h id den d a n g e r 15 r e - serv ed a如 , T hi s is a 盯即 t p功b le m w h ie h ea g er t o b e so l u t ed . Ba s 司 on en g i n ee ri n g p r a t ie e b y n u t 11o r . t h e fa e to rs a n d m e t h闭 s o f s t o p p a g e iden t ifi ca t io n ar e gi v en , an d t h e j u d g e m en t o f g eo l呛ie s t r a t a s f r o n l clri lli n g 15 p rese n ted i n t h is 那p e r , w h ie h w or k o u t a so - l u t ion for t h e a bo v e P ro b lem . K。 , o 六坛 : 肠花e IOn g s ll l r r y dr ill ed p ile . Em b 汉】in h i g h ly w e a th e r ed roc k . S t o p p a g e i n d e n t if ica tlon , LD a d t r a n f e r . J u d g e m e n t o f g eo l匆e s t ra t as . 1 . 前言 l · 2 桩侧阻力分担荷载比随长径比(L/ D) 的增大而增大 , 福州等沿海地区大部分地基为海成溺谷相沉积 . 近代 随着覆土层强度的提高而增大。 对于 L/ D > 1 5 一 2 0 的泥 冲积层 、海积层等覆盖层分布普遍 , 覆盖层厚度一般为 30 浆护壁强风化嵌岩钻孔灌注桩 , 其荷载传递具有一般摩擦 一 50 m . 基底为花岗岩风化岩 。 大中型桥梁和高层建筑基 桩的特性 , 当覆盖层不太软弱情况下 , 其端阻力分担很小。 础往往是长大直径冲钻孔强风化嵌岩灌注桩设计一般是 1 · 3 只有覆盖土层极软的嵌岩桩 , 其承载力主要嵌岩段的以摩擦承载为主的端承型摩擦桩 , 一柱一桩。 端阻和侧阻提供 , 属于支承桩。 由于原位钻探费用高 , 钻探孔安排受限 , 无法一桩一 该型桩承载传递特性已知 , 基桩承载力除了与混凝土 探 , 工程桩设计是凭浅层物探普查结合少量跨孔法原位钻 强度 、桩径 、桩长 、长径比内在因素有关 , 还与桩穿越的除 探 , 地质资料数据有限 , 且有较大的随意性 、离散性 。 又由 淤泥质极软土层以外各岩土的层厚、力学性质 、嵌岩段长度 于地层空间间题的广袭 , 因此展现出的地层构造和岩性只 和力学性质等地基强度因素、孔壁泥皮 、清孔灌注外部因素 能是大致的轮廓 , 对于复杂多变的沿海地区 , 实际出人可能 相关 。 因此该型桩终孔判定的要素为 : 很大 , 地质数据有限的局限 . 会给施工和监理带来很大麻 1 · 3 . 1 桩径 、桩长 、长径比 ; 烦 , 这是一个重待解决的问题 。 本文通过福州某大型工程 1 . 3 . 2 桩穿越土层的竖向分布 ; 的实践 , 提出该型桩终孔判定的要素和方法 , 并介绍了冲钻 1 . 3 . 3 除淤泥等极软岩土 以外各岩土层厚度 ; 孔中岩土的鉴别 , 能够较好地解决上述问题 , 对于实现设计 1 . 3 . 4 嵌岩段长度 、风化程度 ; 结构的图式 . 保证桩基承载力具有现实意义 。 1 . 3 . 5 引用的地质柱状图及设计推断桩底标高。 2 . 终孔判定的要素 3 . 钻孔中岩土的鉴别 工程实践中 , 对于强风化嵌岩灌注桩的终孔判定往往 3 . 1 鉴别手段 只根据设计标高并且只 注意到强风化持力层因素 . 而忽视 冲钻孔是在粘稠泥浆循环中进行 , 岩土层的鉴别不同 了桩的荷载传递性状 , 以致出现了不正确的终孔判定 。 如 于地质勘探 , 岩土原状土在钻具钻击下破坏 , 加上原位试验 不论桩的长径比大小 及桩穿覆盖层而把嵌岩桩作为支承 受限一般只能依靠钻进过程少量信息进行 目力鉴别后分 桩 。 因此 , 从强风化嵌岩桩的承载性状分析终孔判定的要 析(见表 l ) 。 这些鉴别手段为 : 素是终孔判定的基础。 钻渣 。 钻渣是从钻孔泥浆循环中捞取而得 。 钻孔中岩 大量长大直径冲钻孔灌注桩静载试验结果 [ 文献 3 、4] 土结构破坏 , 大部分矿物成分成为泥浆状 , 渣样只有砂砾 , 表明 : 石英以 及小块状矿物等固体颗粒 。 虽然岩土原状已经不存 1 . 1 强风化嵌岩桩的荷载传递主要与长径比 、覆盖土层 、 在 , 仅存少量固形物 , 但它源于岩土 , 作为鉴别手段直接可 嵌岩段岩性有关。 其 侧阻力分担荷载比一般为 60 % 一 靠 。 通过对照钻探资料对岩土成分的描述 , 观察渣色 、 形 90 % , 大端阻力分担的荷载只 占总承载力的小部分 , 属于摩 状 、质感 、矿物成分 、数量 、强度 ( 手册 )等鉴别 。 钻渣是岩土 擦桩 (或端承摩擦桩) 。 层尤其是砂砾 、残积土积强风化岩土 、中微风化岩土鉴别的 2 6 · 福建建筑 · 1 9 9 7一4( 总第 55 期 ) 主要依据 。 钻进速度及钻进阻力。 钻机在不同土层中钻进 , 由于 岩土结构 、矿物成分 、力学参数等条件不同 . 岩钻进速度及 阻力等出现差异 。 在一个桩位钻进中 , 观察钻速 、阻为的变 化可以大致判断土层变化 , 结合设计引用的地质柱状图和 地质剖面图 , ‘就可以大致确定岩土层分界 , 且满足工程精度 要求。 一般地 , 基岩风化程度越小 、强度越高 、裂隙越少 , 钻 进越慢 ; 反之就快 。 砂性岩土比粘性土钻进快 , 即使在强风 化岩中也存在 , 这是砂性土质强风化岩粘聚力小的缘故。 施工监理中 , 访问有经验的工人 , 查阅钻孔原始记录 , 观察 钻机运转即可 。 在粉土状分化岩层没有渣样的情况下 . 它 是鉴别岩土的唯一可靠的室外目力鉴别手段 。 钻孔泥浆循环。 泥浆循环是冲钻孔施工的一项重要技 术措施 , 目的是保持孔壁稳定 , 还可挟带钻渣 。 在钻进中 , 被破坏岩的各成分混于浆中 , 引起泥浆颜色 、稠度变化。 观 察泥浆变化虽然间接 , 但结合引用的地质柱状图对桩穿土 层顺序、标高的信息 , 也是鉴别岩土的重要辅助手段。 钻孔现场常见岩土目力鉴定参考表 表 1 岩土名 强风化岩与残积土鉴别简表 强风化岩 } 表 2 残积土 岩土特 母岩矿物成分很大程度改变 , 长 石 、云母已成次生矿物 . 疏松与坚 硬块体很杂。 岩块用手易折断 , 由于铁住质浸染 , 颜色与母岩颜 色差别较大 . 具有漫水演散或软 化特点。 具有母岩的残余构造肉 眼看象岩石 , 基本不含坚 硬块体 . 颜色 已 完全 改 变 , 除石英外已风化成土 状 孔特 渣样含小块状次生矿物 , 用手可 舒断 , 钻渣颜色与母岩变化较大 , 随风化程度减弱, 钻速减慢。 渣样除石英外 . 基本不含 坚硬块体。 岩岩土名称称 钻 渣渣 钻进及阻力力 泥浆循环环 人人工填土土 一般为砖头碎块块 造浆控翻 。 进尺尺 没有固 定翻色一一垃垃垃圾等夹杂物物 1功 / Hr 左右右 般为灰黑色色 淤淤泥质土土土 阻力小 , 为 防缩缩 泥浆簇色变深灰灰 孔孔孔孔不宜过快快 黑色 . 可自造浆 ,, 有有有有有奥味味 砂砂砂 砂拉, 出遭且大大 泥浆护壁《防堪堪堪 孔孔孔孔) 控翻 , 一般 200000 一一一一 40 0 1 1 / H rrrrr 枯枯 土土 一般无无 阻力较大 . 易枯枯 适当补充优质枯枯 钻钻钻钻 70 一 1 20 CN叮叮 土即可可 HHHHHHHttttt 亚亚枯土土 少量砂颐粒粒 阻力较大土层小小小 88888880 一 150 c时 H rrrrr 强强强 碎块状状 砂砾样 获粒 , 梭梭 90 一 10 a M / Hr 随随随风风风风 角不明 . 颇色变变 强度提高而减俊俊俊 化化化化化化化化化化化化化化化化化化化化化化化化化化化化化化化化化岩岩岩 紧密砂砂 固体 小块 , 可 折折 150 一 10 e 幻以H rrrrr 土土土 质粘性性 断断 一般 比 粘 土 层层层 土土土状状状 慢 . 也有因 凝 滚滚滚 力力力力力小而更快快快 粉粉粉土状状 一般无无 7 0 一 140 e ”创H rrrrr 卵卵石石 卵石 .砾石、砂砂砂砂 中中徽风化岩岩 原岩矿 物为 主 ,, 冲击 钻、 牙轮 钻钻 . 一一 出出出渣最大大 约 1 0 一 2 , 1 / H rrrrr 3 . 2 强风化岩土与残积土的鉴别 岩石受到风化作用 . 从全风化、 强风化到新鲜母岩鉴 别。 强风岩与残积土都是新鲜岩在风化作用下形成的 , 通 称为风化残积物。 两者均保持在其原岩所在的位置 . 没有 受到水平搬运 , 工程上对这类岩土的研究较少 , 是现场鉴别 的难点 , 通常是按 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 贯人击数 50 划分 。 表 2 是强风化岩土与残积土的鉴别表 , 对于砂砾质粘 性土碎块状强风化岩 , 观察渣样及钻速变化能给予界定。 但对于粉土状强风化岩 , 渣样几乎没有 , 终孔判定要素借助 表 2 难以确定 , 采取取样器冲取原状土分析 , 或安排补充探 孔进行标贯试验是必要的 。 4 . 终孔判定 钻孔的终孔判定就是对工程桩位施工中获得的终孔判 定要素信息进行必要分析与综合 , 论证判断桩位引用的地 质柱状图 、设计桩底标高的可靠性 、合理性 、决定终孔标高 、 保证单桩承载力 。 主要步骤是 : 4 . 1 由基桩设计资料确定各持力岩土层 。 利用桩径 、桩 长 、长径比 . 引用地质柱状图等资料 , 从桩承载传递分析确 定 ; 4 . 2 借助钻孔中岩土层的鉴别手段 , 得出桩基地质柱状 图 ; 4 . 3 比较桩位与设计引用地质柱状图 , 必要时参阅原状土 室内测试资料计算各持力层能提供的侧摩擦阻力及端阻 力 , 确定终孔标高 ;若持力岩土层变化对基桩承载性状产生 较大影响 , 则须进行变更设计 , 改变计算模式 。 5 . 工程实例 某大桥工程 , 双向分离式桥梁 , 双柱式墩 , 钻孔桩基础 , 冲钻孔灌注桩共 2 50 根 , 其 中设计强风嵌岩桩 14 8 根 , 占 59 % , 桩 长 36 一 55 m 不 等 , 要 求嵌人 强 风 化 凝灰熔 2 . 0 一 5 . 5m不等 。 桩穿覆盖层近代冲积层 、海积层、海陆交 互层 , 厚度 2 5 一 50 m . 下伏凝灰熔岩 , 基岩面标高自 一 34 m 至 一 57 m 高差悬殊。 钻探沿桥轴向上下游交叉每墩位钻 孔 , 以近似边长 30 m 矩形对角线连线折形布置 。 钻探显示 强风化岩中 : 碎块状 占 46 % , 砂质粘性土状 35 % , 粉土状 19 % , 地质岩层复杂多变。 钻孔的终孔判定由监理工程师监督 , 按本文方法进行 。 钻孔中判明地质变化的桩位 占三分之一 , 工程桩施工终孔 判定中 , 对于岩土层变化采取如下处理 : ( l) 岩土层提早出 璐 , 钻进便捷 , 偏于安全 , 数米范围内 , 不予调整 ; 对于基岩 变化过大 , 须钻芯排除孤石可能 , 验算后提早终孔。 如 S2 一 4 桩离设计标高还有 s m 已达中风化岩 . 决定终孔 。 ( 2) 岩土层推迟出露。 约 占总桩数 巧 % , 推迟终孔或变更桩计 算模式使之符合承载性状及单桩承载力 。 如 N 3 一 3 桩引 用的地质柱状图中强风化顶面为 一 45 m . 钻到 一 55 . 0m 未 见岩仍为粘土层 , 变更为摩擦桩而终孔 。 5 . 1 桩侧钻探的芯样验证 为 了确保桩基础的工程可靠度 , 验证工程桩终孔判定 的可靠性 . 进行了已成桩的桩侧钻探验证 。 验证工作逐桩 进行 , 以桩基终孔判定要素可靠度最低为原则 , 选取钻进最 ·福建建筑 · 19 9 7一4 (总第 5 5 期 ) 2 7 快且强风化渣样不明显的二根桩 , 进行桩侧原位测傲验证 , 结果见表 3 . 成桩侧钻探验证简况 表 3 桩桩 号号 S4 一1 ::: 5 1 7一 111 设设计引用钻探孔位与桩位距距 5 . o mmm 2 9 ommm 离离离离离 勘勘察钻探的强风化岩描述述 皇紧密砂质枯性性 灰绿色密实砂土土 土土土状遇水易演散散 状 , 遇水易溃散散 偶偶偶偶见小块块 验验证成桩侧钻探强风化岩岩 金黄色 粉土 状 ,, 砂质枯土状状 夹夹夹石英颗粒 。 为为为 砂砂砂质粘性土土土 强强风化岩层钻速( c时片))) 大于 1 5 000 大于 15 000 判判定强风化岩顶板处标贯击击 N 6 3 . 5 = 7 0 击击 N 63 . 5 = 75 击击 数数数数数 判判定终孔处标贯击数数 N 6 3 . 5 二 9 7 击击 N 6 3 . 5 = 1 22 击击 5 . 2 桩身取芯取出的桩底岩土验证 桩身混凝土钻芯抽检中取到桩下约 1 . o m 长度岩土芯 样 , 验证了终孔判定的桩端持力岩土层要素 (表 4 ) 。 桩身钻芯取出的岩土芯样从岩土结构 、矿物成分 、颜 色 、形状等可以判断为强风化岩 , 符合设计要求 , 未再进行 其它测试。 桩底岩土芯样主要特征值 表 4 桩桩号号 桩长(m ))) 桩底沉渣 ( c m ))) 桩底岩土土 岩土芯样样 SSS2 一 111 4 5 . 6 222 Zc m 土黄色砂砂 灰黄色碎石包包 芯样完整长柱状状 枯枯枯枯土土 土状状状 SSS7 一 222 5 1 . 8 777 4 Q l l 淤 泥质质 灰绿色枯性 土土 芯样完整长柱状状 土土土土土 状状状 NNN 7 一 222 42 . 0 888 未见见 强一中风化凝凝 混凝土与岩石胶胶 灰灰灰灰灰熔岩岩 结良好好 NNN S 一 333 4 3 5 222 未见见 紧密砂质粘土土 芯样完整短柱状状 状状状状状状状 已成桩侧原位钻探标贯试验及桩底岩土芯样都表明本 文强风化嵌岩钻孔桩的终孔判定方法能够满足工程要求 , 有较好的经济技术效益 。 工程实践也表明 , 对于复杂多变 的地段 , 规范化的终孔判 定对于保证工程可靠度是必要的 。 6 . 结论和建议 6 . 1 本文提出的强风化嵌岩钻孔灌注桩终孔判定的要素 、 冲钻孔中岩土的鉴别 , 以及利用基桩承载传递性状 、地质钻 探资料 、钻渣 、钻孔速度与阻力 、泥浆循环 、设计桩底标高综 合分析 . 进行终孔判定。 立论可靠 , 概念清晰 , 可操作性强 , 有较好的经济技术效益。 6 . 2 本文终孔判定可作为桩基动态设计的一部分 , 完善设 计 , 提高桩基可靠度 。 工程实践表明 , 对于复杂多变 的地 段 , 采取规范化的终孔判定是必要的。 6 . 3 在终孔判定中 , 渣样是鉴别岩土的首要因素 , 钻进速 度与阻力对于判断岩土层的穿越 , 定性可靠 ; 泥浆循环的观 察是重要辅助手段。 一般地 , 岩石强度越高钻速越慢 , 但岩 石强度与钻速的定量关系还有待进一步积累工程数据。 6 . 4 强风化岩与覆盖残积土的鉴别是工程实践中的难题。 通过本文方法 , 一般可以满足工程要求。 如果鉴别仍有困 难 , 原位标贯等测试是有效手段。 6 . 5 为了提高终孔判定质量 , 使推断更准确应注意 : 6 . 5 . 1 钻孔原始记录和钻渣捞取要及时准确 。 尤其是冲 钻孔时间 、进尺 、钻渣 。 决不允许回记记录和假造钻渣 , 对 于岩土层临界的钻渣和标高应旁站监理复测 。 6 . 5 . 2 强风化岩较软弱 , 受钻孔冲击和遇水软化的作用较 难取到钻渣 。 对于粉土状强风化岩等缺乏钻渣及仅石英颗 粒风化物情况下 . 建议采用取样器冲取岩土样 , 或安排补充 探孔进行原位测试 。 “边勘探 、边施工”的做法还是必要的 , 也是可行的 。 参考文献 1 . 岩土工程勘察规范编 写组 , 岩 土工程劫察规范 ( GB5 0 o 21 - 9 4 ) 。 北京 : 中国建筑工业出版社 , 19 9 5 。 2 . 中华人民共和国交通部部标准。 公路桥涵地基与基础设计 规范 ( JTJ 0 2 4 一 8 5 ) 。 北京 :人民交通出版社 , 19 8 5 。 3 . 张摧年等 。 福州大直径灌注桩的祷载传递性能 , 宕土工程 学报 , v o 卜12 , N 0 2 。 4 . 刘金砺。 桩基础设计与计算。 北京 : 中国建筑工业 出版社 , 1 9 9 0 。 收稿 日期 : 1 9 9 7 年 3 月 2 0 日 ·地基基础 · 人工挖孔桩基施工中流砂通泥原因与处理 李玉富 (福建省五建公司总工室 36 20 00 ) 提 要 : 本文主要从岩土的三方面物质成份 , 地下水动力特征及人为扰动因紊 , 分析引起人工挖孔桩施工 中涌泥流砂 的原 因 , 并从现场施工实践中总 结几种处理措施。 关键词 : 流砂 , 涌泥, 机械潜饮作用 , 水力坡度 . 渗透系数 T h e C a u s e s a n d T re a t m e n t o f Con s t r u e t i o n o f S a n d y 5 0 11 F lo w in g in t h e Co n s t r u e t io n o f M a n u a l E x e a v a t e d P il e L i Y u f u (F uj i a n F if t h Ar e h i t e e t u r a l Co m p a n y 3 6 2 0 0 0 )