[摘要:]對(duì)鉆孔灌注樁施工全過(guò)程控制,是保證樁基施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),分別進(jìn)行探討并提出相關(guān)處理方案。
[關(guān)鍵詞:]鉆孔灌注樁,施工,質(zhì)量控制
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,大跨結(jié)構(gòu)物及高層建筑的修建,對(duì)基礎(chǔ)要求愈來(lái)愈高。樁基礎(chǔ)具有承載力高、噪音低、沉降小、施工便捷等優(yōu)點(diǎn),得到了大范圍推廣和應(yīng)用,廣泛應(yīng)用于各類(lèi)橋梁、城市高樓、港口碼頭等水下建筑物的基礎(chǔ)中。但鉆孔灌注樁深埋地下,具有隱蔽性,不能直接表觀的控制其質(zhì)量,特殊地質(zhì)條件,如溶洞、深的軟土地基,工藝和措施的復(fù)雜和難度增加不少,因此,嚴(yán)格控制工藝流程成為質(zhì)量控制重中之重,否則在成樁后易出現(xiàn)各種質(zhì)量缺陷。
通過(guò)收集、分析、總結(jié)鉆孔樁基的施工成敗經(jīng)驗(yàn),本文就其施工流程的全過(guò)程控制和要點(diǎn)做淺層分析和研究。
一、全過(guò)程控制
1 事前控制
事前控制是有效的控制手段,由于鉆孔樁施工的隱蔽性及工序的不可逆性,前期工作的監(jiān)控尤為重要。
1) 資質(zhì)審查
資質(zhì)審查是必不可少的工作:一是施工隊(duì)伍的人員組成和組織架構(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)人員專(zhuān)業(yè)素質(zhì)及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的審查。二是到場(chǎng)施工機(jī)械的審查,施工機(jī)械及后備設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)施工條件、樁基要求相配套完善。
2) 完善施工方案
施工前實(shí)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⒛芮逦涗浽诎傅募夹g(shù)交底,并編制完善的、操作性強(qiáng)的施工方案,及相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案和措施。
3) 查閱圖紙和資料
查閱、分析圖紙,發(fā)現(xiàn)其中疑問(wèn),及時(shí)溝通設(shè)計(jì)方,尤其對(duì)關(guān)鍵要點(diǎn)和重要原則,如樁基終孔原則,特殊地質(zhì)條件下的應(yīng)對(duì)措施等等,應(yīng)清楚明了,確保正確理解執(zhí)行設(shè)計(jì)意圖。
2過(guò)程控制
2.1控制指標(biāo)。
鉆孔樁必須注重過(guò)程控制,其質(zhì)量指標(biāo),如樁身成孔垂直度、樁徑大小和孔深、護(hù)壁泥漿粘稠度、樁底沉渣厚度等等,如果控制不好,則可能發(fā)生塌孔、縮徑、偏孔、斷樁及樁承載力不足等質(zhì)量問(wèn)題,嚴(yán)重的導(dǎo)致廢樁出現(xiàn)。
1)樁身垂直度
這是灌注樁后續(xù)工序,如鋼筋籠吊裝,砼灌注得以繼續(xù)的重要條件。垂直度控制依靠鉆機(jī)就位的準(zhǔn)確性和平整性,以及在鉆進(jìn)過(guò)程樁錘的控制,特別是碰到孤石、陡峭巖面時(shí),施工時(shí)要注意控制樁錘的下落高度,盡量輕擊,多次錘擊,保證樁錘不出現(xiàn)慣性偏孔,保證精度。
按照驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),偏孔允許誤差為:群樁:100mm;單排樁:50mm。
2) 樁徑及樁深
鉆頭大小決定樁基直徑的大小,施工過(guò)程要經(jīng)常觀察鉆頭直徑,發(fā)現(xiàn)其磨損超過(guò)10mm要及時(shí)補(bǔ)焊鉆頭。
樁基鉆進(jìn)過(guò)程,孔深要由卷尺進(jìn)行定期復(fù)核,當(dāng)?shù)竭_(dá)終孔標(biāo)高時(shí),探孔器對(duì)樁徑和孔深進(jìn)行檢驗(yàn)是必不可少的程序。摩擦樁和支撐樁深度的允許誤差:
摩擦樁不小于設(shè)計(jì)規(guī)定;支承樁比設(shè)計(jì)深度超深不小于50mm。
3)護(hù)壁泥漿質(zhì)量控制
在樁基施工過(guò)程中,泥漿作用是往上懸浮鉆渣和護(hù)壁。為了防止坍孔,穩(wěn)定孔內(nèi)水壓力以及便于反碴,泥漿比重是關(guān)鍵。宜采用比重小,粘度大,含砂率低的優(yōu)質(zhì)泥漿。同時(shí),在鉆進(jìn)過(guò)程中,可以利用物理方法(如使用漩流出渣器)或化學(xué)方法(如加入Na2co3、NaoH、CMC、PHP等外加劑)來(lái)改善泥漿性能。
另外,應(yīng)針對(duì)泥漿循環(huán)(正或反)方式,選擇適當(dāng)指標(biāo),使護(hù)壁泥漿皮薄而有韌性,使樁身與地層緊密接觸,提高樁周與土層的摩阻力。
4)樁底沉渣厚度控制
不同受力要求的樁基,其樁底沉渣厚度的要求不同。一般來(lái)說(shuō),嵌巖樁和端承樁,沉渣厚度不得大于5cm,摩擦樁的則要求不大于15cm,特殊情況的,摩擦樁也會(huì)以前一數(shù)值要求。
2.2施工控制要點(diǎn)
2.2.1 隔孔施工
樁基成樁過(guò)程中,樁身周?chē)馏w對(duì)樁基始終有主動(dòng)土壓力作用,在成孔初期樁身強(qiáng)度很低,采取適當(dāng)?shù)氖┕ぞ嚯x—隔孔施工,可以減少相互間的土體擾動(dòng),防止坍孔和縮徑。
2.2.2護(hù)筒埋置
水中鉆孔灌注施工,護(hù)筒腳是最薄弱的地方,它位于護(hù)筒與泥巖相接處,易出現(xiàn)漏漿、塌孔現(xiàn)象。護(hù)筒下沉深度太小,將導(dǎo)致漏漿。因此,護(hù)筒應(yīng)進(jìn)入足夠的粘土層深度,為此,往往采用鉆孔后二次下沉護(hù)筒的辦法。同時(shí),護(hù)筒頂部高度上應(yīng)不小于水頭高度。
護(hù)筒要固定住,防止水流的波動(dòng)使護(hù)筒外壁與土體之間產(chǎn)生空隙,導(dǎo)致漏漿發(fā)生。
2.2.3 漏漿處理
漏漿是常見(jiàn)事故,原因是水頭過(guò)高或護(hù)筒腳有缺陷。當(dāng)見(jiàn)到護(hù)筒外水面冒出氣泡或渾水,意味著漏漿已經(jīng)發(fā)生。如果漏漿輕微,可以加入適量水泥或其他外加劑,改善泥漿質(zhì)量,繼續(xù)鉆進(jìn);當(dāng)漏漿嚴(yán)重時(shí),應(yīng)停止鉆進(jìn),或振動(dòng)加深埋入護(hù)筒,或回填粘土,靜置穩(wěn)定后再繼續(xù)鉆進(jìn)。如果回填量太大,可加入大量水泥或其他外加劑,同時(shí),密切注意護(hù)筒內(nèi)處的水位差,隨著護(hù)筒外水位的漲落,往護(hù)筒內(nèi)加入或抽出泥漿,保持“0”水頭鉆進(jìn)成孔。
2.2.4 鋼筋籠吊裝
鋼筋籠吊裝過(guò)程易發(fā)生上浮現(xiàn)象,上浮多發(fā)生于灌注砼的導(dǎo)管位于鋼筋籠底部,或已灌注的砼厚度較大時(shí),此時(shí)鋼筋籠靠自身重力和與孔壁的摩擦力抵抗砼上頂力、及泥漿的浮力,一旦失去平衡,鋼筋籠就將上浮。預(yù)防措施是:在鋼筋籠頂部施加豎向約束,如將鋼筋籠頂部鋼筋接長(zhǎng),焊于護(hù)筒頂部,限制其豎向位移。
砼灌入鋼筋籠后,砼上升不宜過(guò)快,導(dǎo)管在砼內(nèi)埋深不宜過(guò)大,嚴(yán)格控制在2-6m之間,提升導(dǎo)管時(shí),不宜過(guò)快,防止導(dǎo)管鉤鋼筋籠,將其帶上等。 發(fā)現(xiàn)鋼筋籠上浮之后,應(yīng)查明是否導(dǎo)管原因。
2.2.5 砼灌注
2.2.5.1 樁底沉渣厚度控制
一般鉆孔灌注樁的沉渣厚度宜控制在50mm以內(nèi)。沉渣過(guò)厚使樁底存在軟弱隔層,導(dǎo)致端承力失效。控制措施為:
1)采用二次清孔工藝:1)采用二次清孔工藝:
終孔 第一次清孔 下鋼筋籠 第二次清孔 灌注砼。
2)正循環(huán)清孔速度慢且不徹底,大比重泥漿還會(huì)影響砼的灌注和樁身摩擦阻力,建議最后一次清孔使用反循環(huán)清孔。
3)首灌宜采用大方量、超高壓措施,確保首灌注砼的巨大沖力將沉渣濺除。使樁底砼跟基巖密貼。
2.2.5.2 導(dǎo)管準(zhǔn)備與安裝
導(dǎo)管宜選擇25cm~35cm的直徑,為了保證接頭水密性,使用前應(yīng)進(jìn)行0.6~10Mpa壓力水試壓,保證不漏水。
2.2.5.3 首灌控制
施工中應(yīng)使用質(zhì)量合格的原材料。確保砼具有良好的和易性和流動(dòng)性。灌注用導(dǎo)管應(yīng)平直,內(nèi)壁光滑不漏水。 砼儲(chǔ)料斗下口應(yīng)高于泥漿適當(dāng)距離(4m以上),使其保持一定的超壓力,要確保導(dǎo)管首埋在1m以上。
2.2.5.4 后續(xù)砼灌注
當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)的砼不滿,含有空氣時(shí),后續(xù)砼要徐徐灌入。避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊,使砼無(wú)法下灌,將導(dǎo)管間的橡膠墊擠破,發(fā)生漏漿,造成事故。
2.2.5.5 樁頂灌注
灌注樁頂砼時(shí),由于導(dǎo)管內(nèi)砼超壓力降低,而導(dǎo)管外的泥漿及含渣土稠度和比重增大,使砼從導(dǎo)管內(nèi)流出的速度降低,擴(kuò)散上升困難。易造成樁頭鋼筋籠外側(cè)無(wú)砼保護(hù)層,這時(shí)應(yīng)稍提漏斗增大落差,反復(fù)抖動(dòng),以提高砼密實(shí)度并利于樁頭砼的向鋼筋籠外側(cè)擴(kuò)散。
2.2.5.6 灌注過(guò)程的事故處理
砼應(yīng)連續(xù)灌注,不得中斷,確保樁身質(zhì)量。但由于某些原因,導(dǎo)管撥離砼面后,引起斷樁。為了減少損失,施工中可使用二次剪球法。灌注過(guò)程中提管,拆管必須注意控制導(dǎo)管出口不被拔出夾渣面。灌注結(jié)束時(shí),將砼灌高一定高度,確保夾渣面清除即可。
3 成樁后的檢測(cè)和補(bǔ)救
砼灌注完成,待強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后,要進(jìn)行超聲波檢測(cè)或抽芯檢測(cè),甚至要進(jìn)行靜載試驗(yàn),以檢驗(yàn)成樁質(zhì)量。當(dāng)樁基評(píng)定不合格,或廢樁出現(xiàn),則多采用加樁處理或重新沖孔灌注。
通常情況下,樁基質(zhì)量事故出現(xiàn)較多的是樁底沉渣過(guò)厚,樁身夾泥或出現(xiàn)砼離析蜂窩現(xiàn)象,通常使用壓漿補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行處理,具體是:用高壓水槍切割破碎軟弱夾層,并將其碎渣清理后,壓注水泥砂漿,從而補(bǔ)強(qiáng)樁身軟弱部位,或提高樁基地基承載力的目的。
二、結(jié)語(yǔ)
鉆孔灌注樁施工屬于隱蔽工程施工,在施工中對(duì)環(huán)節(jié)加強(qiáng)控制,不放松細(xì)少環(huán)節(jié),就能基本保證樁基的質(zhì)量,為建造合格優(yōu)良工程打下牢固可靠的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]凌志平. 基礎(chǔ)工程[M]. 北京:人民交通出版社,1996.
[2]《樁基工程手冊(cè)》編寫(xiě)委員會(huì). 樁基工程手冊(cè)[M]. 北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1995.
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