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矿山岩土工程桩基施工主要问题及对策

2022-11-22魏子贺

中国金属通报 2022年10期
关键词:灌注桩桩基础桩基

魏子贺

我国地域辽阔,各地区的地质结构存在着较大的差异,而且大部分矿山开采区地质环境相对复杂,所以也为岩土工程的施工带来了一定的难度,也对岩土工程桩基础施工技术带来了一定的影响。在开展矿山岩土工程的实际施工中,必须科学地选择施工工艺,同时在土石方的施工中,也要充分考虑其中存在的难点和问题,并且对整个施工进行评估和预测,提出有效的施工方案,在施工中保障顺利推进,从而达到最终施工目的,提高施工质量。在开展桩基础施工中,还要对岩石进行开挖与降水,同时对桩基础的质量与承载力进行检验,提高桩基施工的实际质量,保障施工安全。

1 矿山岩土工程中桩基施工整体概况

在工程领域大的发展环境下,岩土工程是土木工程中的一个重要的种类,在开展岩土工程中的施工环节,主要由两个关键部分所组成,其中分别为桩基和地基处理工程。从工程原理比较来看,由于施工项目结构会受到自身重量的影响,在施工过程中就会造成地面沉降现象,从而出现矿体变形或者整体结构下陷等问题,然而施工结构中桩基施工作为岩土工程基础结构,其主要由底部岩土以及土体结构所组成,一般肩负着承载整个建筑负荷的作用,因此要求地基具备良好的稳定性,能够将上层收集均匀地传递到底层中,缓解整个工程的荷载压力,也可以将地基比作传递工程项目荷载的重要途径,有效维持矿山工程整体结构的稳定性。而岩土工程中桩基主要是采用承台梁对施工区域底部零散的构件进行整合,构建成一个整体结构,利用桩基础的方式来提高辅助承载岩土工程的效果,达到稳定施工的目的。

2 矿山岩土工程中桩基施工技术特点

2.1 前导性

矿山岩土工程实际施工中能够体现出一定的前导性特征,从理论角度来看,前导性主要体现在岩土地质结构的客观因素中,通常情况下是指在开展岩土工程的实际建设中,要以施工理论为依据。另外从实践角度来看,先导性是由于岩土工程需要经过施工前的检验工作,对工程中所采用的施工技术应用效果进行综合分析与评价,同时要对比理论分析来进行严重,所以,其先导性的特征也是置于一切特征基础上来开展的。

2.2 不确定性

在矿山岩土工程桩基的施工环节中,经常会受到施工技术的影响,导致在施工过程中发生震颤、冲击以及压力等影响,从而对原有的岩土结构和外部环境进行改变,因此原来的施工区域水文地质分析结果已经无法准确的预测岩土内部结构和性能,通过这些细致的结构变化相互作用,也对岩土工程的施工质量产生较大的影响,甚至在各个环节都会产生相互干扰,因此不确定性因素的同时还会对岩土工程中的工法和工艺都带来不小的影响,只有全面缩小,但是无法有效清除。

2.3 区域性

对于我国的地域环境来看,由于地域较为宽广,所以不同地区的地质环境存在着较大的差异,即便是在同一个施工环境下,地质特征相同,但是受到地层应力等因素的影响,也会出现较大的差异性,从而对岩土工程的参数标准、压缩性、抗剪切力以及强度标准带来严重的影响,同时施工技术选择和施工方案也都不是唯一的,必须结合实际情况开展系统化分析,才能有效开展施工。

2.4 隐蔽性

对于矿山岩土工程本身来说,其整个工程的施工环节都处于地下环境中进行施工,因此很难结合地面的工程项目对岩土工程的质量标准进行衡量和判断,同时也不能结合地上的附着物对岩土工程是否完工进行判断,所以,必须卡在独立的岩土工程监理与管控工作,从能准确的了解岩土的施工进度,从而在确保岩土工程全部完工后再进行其余环节的施工,可以看出,岩土工程本身就具有严重的隐蔽性特征。

3 矿山岩土工程桩基础施工的设计要点

3.1 桩基础施工方案

对于岩土工程桩基础的施工主要是由地层内部的顶承台和桩所组成,然而在桩基础工程的设计中,其核心目的是实现将结构力引入到岩土工程的地层中,从而有效解决地层地质条件分析和深度评价的问题,这也是矿山岩土工程桩基础施工的核心内容,倘若施工项目为高层建筑,其结构自身的承载压力比较大,那么也需要结合施工现场的地质环境进行勘察,同时有效提升该区域的地质环境承载能力,并选择符合施工要求的桩端持力层。倘若在矿山工程施工中,桩基础施工的埋深比较浅,那么对持力层的要求也会相对降低,必须合理预防桩基发生形变等现象。结合该地下岩土工程桩基础施工来说,一般要重点做好土方工程量和水文地质环境分析,从而合理化设计抗浮桩,保障岩土工程桩基础施工安全。

3.2 桩型分析

在对矿山岩土工程桩基础进行施工的环节中,影响桩基施工质量的一个重要因素就是桩的选择,然而在桩的选择过程中,不但要考虑施工现场的实地勘察因素,同时也要结合其他各类因素所产生的影响,综合的选择桩型。比如在选择钻孔灌注桩或者预制桩的过程中,要充分考虑两种桩型的特点,预制桩可以表现出优越的强度特性,同时施工成本比较低,实力也可以得到保障,如果在分析承载力时能够满足实际需求,便可以选择预制桩进行施工。但是如果矿山岩土工程桩基础施工过程中的桩长度和承载力都比较大,或者地质结构复杂,极易引发变形,或者周边环境影响等因素,无法承受强烈的振动和挤压,那么可以选择钻孔灌注桩进行施工。

3.3 地基处理

在矿山岩土工程桩基础施工的地基处理环节中,一般还会对整个桩基础进行地基土质改造,有效解决软土地基或者复杂条件的地质结构,比如淤泥地质等等可以通过人工冲填土的方式来实现,一般在实际施工中可以通过静荷载压密的方式来强化施工区域的地层承载能力,有效降低后续施工所产生的沉降问题。在进行地基处理工作中,通常情况下可以通过预压法对地质结构进行提前施压,同时在这一过程中可以先完成地层沉降,并且有效提高地基的结构强度,同时还可以在钻孔灌注桩施工的基础上,通过钻机进行钻孔,有效提升土方的高压搅拌能力,在此过程中实现浆液和软土的充分混合,从而达到加固地基的目的。另外还可以通过高压喷射注浆法的应用,通过喷嘴注浆管的高压射流来破坏土层结构,从而使之凝固成符合的土体结构,提高地层的结构强度,避免出现地层变形等问题。

4 矿山岩土工程桩基础施工中常见的问题

4.1 桩基础施工质量控制和管理问题

在开展岩土施工的环节中,最基础的施工环节就是桩基施工,而桩基施工的好坏也将直接影响整个岩土工程的施工质量,对施工的正常推进也起到了决定性作用。为此,在桩基施工环节中,质量管理也是整个施工企业必须重点关注的热门话题,只有这样才能有效保障岩土工程桩基础施工的质量得到保障,从而延长工程项目结构的整体寿命。然后在实际的岩土工程桩基础施工环节中,施工进度也是其中的关键环节,然而由于一些矿企过度关注施工进度,却忽略了对施工质量的保障,这也会直接影响桩基础的整体水平,只有做好相应的权衡,才能保障工程施工顺利进行。然而在实际施工中必须做好质量和进度的合理化管控,如果存在质量管理和进度控制问题,就很难保障施工顺利进行。所以,施工人员必须结合现场施工情况进行合理拟定质量控制对策。

4.2 桩体施工常见问题

①桩体倾斜。这种问题一般受到施工人员操作失误影响而产生,同时也会受到地质环境的影响,导致桩体结构自动倾斜,而如果发生桩体倾斜就会对整个岩土工程结构的稳定性造成严重影响;②桩体顺序间距。由于矿山岩土工程的桩基础施工对于打桩顺序和桩体的间距都具有明确的要求,如果发生桩体的打桩顺序错乱或者间距不合理现象,就会导致桩体倾斜概率的提升,从而影响岩土工程施工质量;③重心偏离。在开展矿山岩土工程的桩基础处理工作中,也很容易发生桩基础重心偏移的现象,这一问题主要是受到桩基础的规格以及尺寸不标准造成的,倘若在实际处理中没有及时发现桩基础中心偏移问题,那么就会导致桩体逐渐倾斜,对矿山岩土工程的桩基础工程质量造成严重的影响,甚至影响后续工程的正常施工。所以,必须重视地基尺寸的合理把控;④异常断桩。这个问题在岩土工程的桩基础施工中比较少见,但是依然不能被人们忽视,异常断桩问题一旦发生会产生严重的影响,如果没有进行及时处理,就会极易产生桩基础结构断裂的现象,从而影响建筑结构的整体质量。

4.3 预制桩施工问题

在开展桩基础的施工过程中,桩顶和桩身的开裂问题也是影响整个岩土工程预制桩施工的重要问题。通常情况下,矿山岩土工程桩基础进行施工的过程中,必须采用重锤击打的方式进行打桩施工,采用这种方式也可以有效地实现桩体固定,但是在实际施工中很容易造成预制桩出现桩身倾斜等问题。如果在进行打击桩身的过程中发生下沉或偏移,又或者桩尖出现异物阻塞等问题,都会引发桩身变形,从而偏离预定的运动轨迹,这样不但会造成岩土工程桩基础弯曲,还会影响承载能力,使桩基表面的强度下降。

4.4 钻孔灌注桩施工问题

在矿山岩土工程桩基础施工中发生钻孔灌注桩施工问题的主要因素,主要是由于在开展桩基础施工过程中钻机的支架固定不牢靠,或者地质结构松软,受到土层强度的影响,就容易造成钻机空位倾斜等现象。当进行钻孔灌注桩施工过程中,由于受到倾斜孔洞的影响,还会出现灌注桩倾斜等问题。泥浆的外部不稳定也是产生钻孔灌注桩施工问题的主要因素。此外,由于桩基互通周围缺乏黏土加固,那么也会导致钻机在进行施工过程中,由于运输速度较快,从而导致本身震动人体,使钻头将其传送到土层中,从而发生土质松动,从而极易引发塌方等事故,此外,如果没有做好良好的清空工作,也很容易造成泥渣掉落到洞底部,从而影响整个桩基的施工质量。

4.5 人工挖孔桩施工中存在的问题

当开展人工挖孔桩的施工中,也经常会出现各类施工问题,其主要表现在以下几个方面:①在施工过程中缺乏良好的安全管理制度,导致安全管理实施力度薄弱,许多管理工作不到位,缺乏安全防护意识,安全管理不彻底等问题频频发生;②在准备环节对于各项准备工作的内容不够充分,从而也很容易发生人工挖孔桩出现问题。在开展矿山岩土工程桩基础施工的初期阶段,如果施工现场没有合理的设计排水系统,同时也没有对拍摄设施进行及时保养,那么在实际施工中也会受到各类因素的影响,从而产生人工挖孔桩施工问题。

5 矿山岩土工程桩基础施工中问题的解决对策

5.1 全面落实现场监管工作

在开展矿山岩土工程桩基础施工环节中,首先就要做好现场的施工监督管理工作,重点针对施工的进度和施工质量的协调管理。在实际监管工作中,首先,施工企业必须在开展施工前制定完善的施工管理制度和规范,明确施工流程和具体细节,让所有施工人员都能明确施工的具体细节和标准,同时具备丰富的施工经验和扎实的施工技术。其次还要在岩土工程桩基础施工准备阶段,对施工现场的地质结构性能进行全方位勘测,同时明确岩土地质的质量,比如施工区域是否在当地地质环境下进行工程设立,严格勘察桩基的各项参数,从根本上对施工质量进行严格管理,明确施工中的桩基情况。

5.2 桩基强夯处理方法

岩土工程中桩基施工的强夯处理技术主要是结合加固施工的原理以及工艺进行区分,一般包括强夯置换以及强夯法。首先,对于强夯法处理地基来说,其主要是采用湿陷性黄土以及碎石土来进行处理,具体操作中要利用重物自由落体所带来的冲击力进行地基夯实,这种方式可以有效提高地基的密实程度,同时也进一步提高了颗粒水的排除,提高土体固结效果。应用强夯法时,首先要对地面进行预压,保障地面平整,同时利用试夯的方式找准点位,并且通过测量准确地规划强夯位置,如果位置未改变,就可以进一步强夯处理。强夯置换法主要是在产生夯坑的区域进行随时回填,并且重复夯实,降低及变成一个紧实度较高的墩体结构,这种方法主要运用在高饱和度地区。

5.3 预制桩施工对策

在矿山岩土工程桩基础施工的预制桩计划中,要严格按照设计方案进行施工,重点关注倾斜桩等问题,通过挖掘机设备进行安装过程中,极易发生不稳定的现象,同时土层也容易产生倾斜等问题,还会出现地质松动等现象,这些都是要重点关注的问题,通过有效的施工规划来避免问题的发生。此外,在进行开孔施工环节中,还容易发生坚硬障碍物,同时在孔洞区域还容易出现倾斜问题。所以在钻孔施工前,需要准确的校准施工问题,并且做好开孔施工计划,及时发现钻孔设备中存在沉降不均匀的问题,从而实现有效调整。

5.4 钻孔灌注桩施工对策

钻孔灌注桩处理技术可以展现出良好的适应能力,能够满足各类桩基础的处理工作,而且采用该技术可以实现良好的抗震性,施工噪音也比较小。在进行矿山岩土工程桩基处理工作中,运用钻孔灌注桩处理技术主要包括以下工序:①护筒埋设施工:首先通过对护筒的合理埋设,能够起到隔离地下水和固定桩口的效果。在实际施工中需要重点做好护筒防水工作,同时要保证内径尺寸在20cm ~40cm 左右,一般选用钢材质的护筒即可;②泥浆制备:在进行泥浆制备中,要充分考虑地层情况,合理设计泥浆的粘稠度,同时也要尽量压低钻进速度;③钻孔:在钻孔时要对重中线,保障孔具备良好垂直度,完成钻孔后及时检查孔洞偏斜,保障钻孔质量;④清孔:保证地下水为地域孔水位,清除孔内残留物,确保混凝土与岩层结构出工分结合。

5.5 人工挖孔桩施工对策

对于人工挖孔桩处理技术来说,主要是采取人为灌注桩的方式进行施工,在实际桩基础施工中,通过人工将桩置入预设区域,同时完成挖孔施工。这种人工灌注桩施工不但可以缩减建设成本,同时也对周围环境影响最小,因此是一种环保型桩基础施工技术。人工挖孔桩技术在桩基础施工中也具有广泛的应用。在施工中也要注重水流量的合理把控,将环形钢筋圈加入透水层中,并利用混凝土进行深埋,在进行深埋时避免对周围环境造成影响,人工挖孔桩的施工质量直接受到施工人员技术水平所影响。

6 结语

综上所述,矿山岩土工程施工质量直接决定着工程项目的稳定性,而桩基础施工是岩土工程中的重要施工环节,通过科学的施工技术运用,能够有效应对矿山岩土工程桩基础施工中遇到的各类问题,解决矿山岩土工程桩基础施工中存在影响质量和施工进度的因素,从而提高矿山岩土工程桩基础施工水平,保障工程的顺利推进。

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