黃順利
摘要:鉆孔灌注樁作為橋梁基礎(chǔ)承力普遍采用的一種形式,因其工程的隱蔽性,影響其施工質(zhì)量的不可見因素眾多,給質(zhì)量控制帶來一定難度。本文根據(jù)多年的現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出鉆孔灌注樁施工中質(zhì)量控制的一些要點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁;質(zhì)量控制要點(diǎn)
隨著國家基本建設(shè)投入的增大以及交通事業(yè)的發(fā)展,大跨度、大載重量的橋梁將會(huì)大量涌現(xiàn),作為基礎(chǔ)承力普遍采用的一種形式,鉆孔灌注樁將會(huì)被廣泛應(yīng)用。筆者根據(jù)多年的現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出鉆孔灌注樁施工中質(zhì)量控制的一些要點(diǎn),供大家參考。
由于樁基工程屬隱蔽性工程,不可見因素眾多,這給質(zhì)量控制帶來一定的困難,因此對(duì)樁基工程的控制已成為橋梁工程質(zhì)量控制的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。鉆孔灌注樁的施工主要分為以下幾個(gè)階段:施工前準(zhǔn)備階段→成孔階段→鋼筋籠制安階段→砼灌注階段,下面就施工中較容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行探討。
1 施工前準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制
測量工作在整個(gè)工程的設(shè)計(jì)及施工中占有重要地位。樁位放樣前,應(yīng)仔細(xì)檢查儀器是否在有效期內(nèi),否則應(yīng)送交有相關(guān)資質(zhì)的單位進(jìn)行校核。對(duì)于大、特大橋,必須布設(shè)專用的施工控制網(wǎng)(含平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)),控制網(wǎng)應(yīng)每年復(fù)測一次,以確保施工安全和質(zhì)量。樁位放樣前應(yīng)認(rèn)真核對(duì)樁位坐標(biāo),并做好測量記錄。鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中,測量人員亦應(yīng)定時(shí)對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)測,如發(fā)現(xiàn)樁位偏位超出設(shè)計(jì)和規(guī)范要求,應(yīng)幾時(shí)糾正。
2 成孔階段的質(zhì)量控制
本階段為整個(gè)樁基施工過程的重要一環(huán),影響樁基質(zhì)量的諸多因素也較容易在本階段出現(xiàn),在施工中應(yīng)加強(qiáng)控制,保證樁基施工質(zhì)量
2.1 開鉆前的檢查及鉆孔過程記錄
鉆機(jī)開鉆前應(yīng)根據(jù)測量放樣的樁位進(jìn)行調(diào)平定位,否則樁孔將可能出現(xiàn)偏位或斜孔。鉆機(jī)安裝前要仔細(xì)檢查鉆頭,為保證成孔直徑不小于設(shè)計(jì)值,考慮到鉆頭鉆孔時(shí)具有一定的擴(kuò)孔系數(shù),鉆頭的直徑與樁基的設(shè)計(jì)直徑之差不應(yīng)超過5cm。在鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中,應(yīng)密切注意巖層的變化,取好樣做好記錄,并將各巖層的實(shí)際位置與設(shè)計(jì)地質(zhì)柱狀圖資料相比較,如發(fā)現(xiàn)兩者有較大出入時(shí)應(yīng)通知設(shè)計(jì)單位。
2.2 泥漿的質(zhì)量控制
泥漿一般采用水、粘土(或膨潤土)和添加劑按適當(dāng)比例配置而成。泥漿的比重和粘度是反映其質(zhì)量的最重要的指標(biāo)?,F(xiàn)場實(shí)踐證明,泥漿質(zhì)量的好壞將直接影響成孔的質(zhì)量和進(jìn)度。泥漿比重小、粘度低,施工中形成不了泥皮或者形成的泥皮太薄,起不到護(hù)壁的作用,從而容易造成坍孔、埋鉆等現(xiàn)象,并且鉆進(jìn)過程中亦不能及時(shí)的清理鉆渣而影響施工進(jìn)度。泥漿比重太大、粘度太高將使形成的泥皮過厚,從而影響樁基的側(cè)摩阻力。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn),對(duì)于粘土層,泥漿比重控制在1.2左右,對(duì)于砂性土地層,泥漿比重控制在1.3~1.4之間,按此要求調(diào)制好泥漿比重及粘度用于施工,能有效提高成孔質(zhì)量及進(jìn)度。
2.3 孔深及孔徑的確認(rèn)及傾斜度控制
樁基施工質(zhì)量控制時(shí),首先要確保樁基地基承載力符合設(shè)計(jì)要求,否則將使樁失效。而地基承載力取決于巖層的構(gòu)造情況、樁嵌入巖石的深度、巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度。因此,在樁孔鉆進(jìn)過程中應(yīng)注意巖層的變化。終孔前還應(yīng)做好以下幾方面的工作:孔深的測量。由于施工中常用的測繩一經(jīng)水泡就會(huì)出現(xiàn)收縮和易斷現(xiàn)象,導(dǎo)致測繩的讀數(shù)無法直接反映孔深。當(dāng)采用細(xì)鋼絲測繩測量孔深時(shí),要當(dāng)心數(shù)標(biāo)松動(dòng)錯(cuò)位。為避免孔深測量錯(cuò)誤,最直接的方法是用校核過的長鋼尺直接測量測繩即得實(shí)際孔深;孔的垂直度控制。鉆孔灌注樁的垂直度是保證樁基承載能力的重要環(huán)節(jié)。由于孔斜糾正起來費(fèi)時(shí)費(fèi)力,且修孔常使樁的充盈系數(shù)增大,因此,在鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中要隨時(shí)校核鉆桿的垂直度,發(fā)現(xiàn)傾斜及時(shí)糾正;孔徑的測量。對(duì)于一般的巖層,樁基的成孔直徑比較容易控制,但對(duì)于新近沉積的粘性土和粉土層,由于容易出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象,孔徑的控制相對(duì)較難。當(dāng)出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象時(shí),應(yīng)加強(qiáng)對(duì)孔徑的檢測與控制,提高泥漿質(zhì)量,增大泥漿比重和粘性及稠度,適當(dāng)加大鉆頭直徑,在鉆進(jìn)或起鉆的過程中進(jìn)行掃孔處理。此外縮短施工時(shí)間和加快施工進(jìn)度也是非常重要和有效的措施。
2.4 清孔及沉渣厚度控制
終孔后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清孔,保證樁底干凈。除采取改善泥漿性能,延長清孔時(shí)間等等措施外,實(shí)踐證明,反循環(huán)清孔工藝的運(yùn)用,能夠更有效地地提高成孔效率、成樁質(zhì)量和綜合經(jīng)濟(jì)效益。泵吸反循環(huán)是通過砂石泵的抽吸作用,在鉆桿內(nèi)腔形成負(fù)壓,在孔內(nèi)液柱和大氣壓的作用下,孔壁與環(huán)狀空間的泥漿流向孔底,將鉆頭切削下來的鉆渣帶進(jìn)鉆桿內(nèi)腔,再經(jīng)過砂石泵排至地面沉淀池內(nèi);沉淀鉆渣后,泥漿重新流向孔內(nèi),形成反循環(huán)。反循環(huán)與正循環(huán)的本質(zhì)區(qū)別在于沉渣的沖洗、上返流速存在巨大差異,反循環(huán)泥漿攜帶鉆渣后迅速進(jìn)入過水?dāng)嗝孑^小的鉆桿內(nèi)腔,可以獲得比正循環(huán)高出數(shù)十倍的上返速度。采用反循環(huán)清孔工藝進(jìn)行清孔,關(guān)鍵是控制好孔內(nèi)泥漿面的落降,落降快、落差大則易塌孔,因此補(bǔ)漿要跟上,而且抽渣時(shí)間要短。為保證樁基質(zhì)量,灌注砼前應(yīng)加強(qiáng)對(duì)孔底沉渣厚度的控制。對(duì)摩擦樁,由于其受力機(jī)理是通過樁表面和周圍土壤之間的摩擦力或依附力,逐漸把荷載從樁頂傳遞到周圍的土體中,如果在設(shè)計(jì)中端部反力不大,端部的沉渣量對(duì)樁承載力亦影響不大;而對(duì)于鉆孔端承樁,如果沉渣量過大,勢必造成受荷時(shí)發(fā)生大量沉降,同樣使樁的承載力失效。因此,在控制樁底沉渣厚度時(shí),應(yīng)弄清樁基受力機(jī)理,并按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的允許沉渣厚度進(jìn)行控制。
3鋼筋籠制安階段的質(zhì)量控制
鋼筋籠制作完成后,應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行檢查,合格簽認(rèn)后方可進(jìn)行安裝,并根據(jù)測量放樣的樁位進(jìn)行定位。由于安裝時(shí)鋼筋籠會(huì)將孔壁的部分泥皮刮落而沉入孔底,因此在鋼筋籠安裝完成后應(yīng)進(jìn)行二次清孔,此為本階段質(zhì)量控制的重點(diǎn)。
4砼灌注階段的質(zhì)量控制
砼灌注是最后一道也是最關(guān)鍵的一道工序。施工中要加強(qiáng)管理與控制,保證樁基成樁質(zhì)量。
用導(dǎo)管法灌注水下砼時(shí),其所用的導(dǎo)管在安裝前應(yīng)進(jìn)行氣密性試驗(yàn),防止斷樁事故的發(fā)生。
嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行砼的拌制,從源頭上控制砼的質(zhì)量。
加大首批砼儲(chǔ)備量;拔球時(shí),砼灌注沖力大,沉渣被沖開,樁端與持力層能較好地結(jié)合,確保了端承力的發(fā)揮。
當(dāng)砼灌注至鋼筋籠底端時(shí),應(yīng)注意防止鋼筋籠上浮。當(dāng)砼埋過鋼筋籠底端2-3m時(shí),應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上;如發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮,應(yīng)立即停止?jié)沧?,并?zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆砼標(biāo)高,提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注。
砼灌注過程中應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆砼標(biāo)高,并做好灌注記錄。導(dǎo)管埋深太下容易提漏,埋深太大則在導(dǎo)管提起時(shí)因底部砼接近初凝而不能及時(shí)填充,使泥漿容易進(jìn)入造成斷樁。
盡量縮短砼灌注時(shí)間,加快砼灌注速度。 灌注時(shí)間短,樁身段骨料分布均勻,樁身段強(qiáng)度能得到保證。 灌注時(shí)間過長,上部砼已接近初凝,形成硬殼,而且隨時(shí)間增長,砼表面的沉淀物加厚,砼頂升力減小,砼灌注極為困難,容易造成堵管與導(dǎo)管拔不上來,引發(fā)斷樁事故。
在砼灌注行將結(jié)束時(shí)應(yīng)適當(dāng)加大導(dǎo)管的埋置深度并及時(shí)上拔導(dǎo)管,使后期灌注的砼所受的壓力增大,可以提高樁頭部分砼的密實(shí)度。
綜上所述,鉆孔灌注樁的質(zhì)量受諸多因素的影響,施工中稍有不慎,將會(huì)造成嚴(yán)重的質(zhì)量事故,只有牢牢把握住施工的各個(gè)環(huán)節(jié),明確質(zhì)量控制要點(diǎn),嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行操作,加強(qiáng)管理,才能保證樁基施工質(zhì)量。