鉆孔壓漿樁施工質(zhì)量控制

朱孟震

摘要:在現(xiàn)代的建筑工程施工中,采取樁基礎(chǔ),既節(jié)省了施工工期,又保證了工程質(zhì)量,并取得了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在工業(yè)與民用建筑中地下水位高,軟弱土層較厚時(shí)廣泛采用混凝土壓漿樁工程。鉆孔壓漿樁是澆筑成型, 現(xiàn)場(chǎng)澆筑,施工大部分在水下進(jìn)行, 施工過(guò)程難于觀察, 施工質(zhì)量不可控制和檢查。所以在施工過(guò)程中, 嚴(yán)格貫徹執(zhí)行施工工藝規(guī)范和設(shè)計(jì)要求, 就尤為重要。

關(guān)鍵詞:鉆孔壓漿樁;施工;質(zhì)量控制

1 鉆孔壓漿樁的應(yīng)用

在現(xiàn)代的建筑工程施工中,采取樁基礎(chǔ),既節(jié)省了施工工期,又保證了工程質(zhì)量,并取得了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

鉆孔壓漿灌注樁系用長(zhǎng)臂螺栓鉆機(jī)鉆孔,在鉆桿縱向設(shè)有一個(gè)高壓灌注水泥漿系統(tǒng),鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,開(kāi)動(dòng)壓漿泵,使水泥漿從鉆頭底部噴出,借助水泥的壓方,慢提起,直至出地面后,移開(kāi)鉆桿,在孔內(nèi)放置鋼筋籠,再另外放入一根直通孔底的壓力塑料管或鋼管,并與高壓漿管接通,向樁孔內(nèi)設(shè)放粒徑2～4cm碎石或卵石直至樁頂,再向孔內(nèi)膠管進(jìn)行二次補(bǔ)漿,把帶漿的泥漿擠壓干凈,至漿液溢出孔口,不再下降,樁既告完成。樁徑可達(dá)300～1000mm,深30m左右,一般常用樁徑為400～600mm,樁長(zhǎng)10~20m,樁混凝土為無(wú)砂混凝土,強(qiáng)度等級(jí)為C20。這種鉆孔壓漿灌注樁的特點(diǎn)是;樁體密致,單樁承載能力高,沉降量小;不用泥漿護(hù)壁,可避免水下灌注混凝土;采用高壓灌漿工藝,對(duì)地層有明顯的擴(kuò)散滲透、擠密加固和局部膨脹擴(kuò)徑等作用;不需清理孔底虛土,可有效地防止止斷樁、縮頸、樁間虛土等情況發(fā)生,質(zhì)量可靠,能在復(fù)雜的地質(zhì)條件下順利成樁。施工無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)、無(wú)排污;施工速度快,比普通打預(yù)制板工期縮短1～2倍,費(fèi)用降低10%~15%。適用于工業(yè)與民用建筑中,一般粘性土、濕陷性黃土、淤泥質(zhì)土,中細(xì)紗、砂軟石土層采用鉆孔壓漿灌注樁工程。但在厚度較大,靈感度較高的淤泥和流塑狀態(tài)的軟弱土層采用時(shí),應(yīng)慎重對(duì)待,采取相應(yīng)措施。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 材料要求

2.1.1 水泥用32.5級(jí)或42.5級(jí)硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,要求新鮮無(wú)結(jié)塊。

2.1.2 焊條(接樁用):型號(hào)、性能必須符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,一般宜用E4303牌號(hào)。

2.1.3 石子:用粒徑20~40mm的碎石或卵石,含泥量小于3%。

2.1.4 鋼筋:品種和規(guī)格均符合設(shè)計(jì)要求,并有出廠合格證及試驗(yàn)報(bào)告。

2.1.5 配合比:壓漿采用純水泥漿,水灰比為0.55。石子和漿液的體積比為石子:水泥漿液=1:0.75。

2.2 主要機(jī)工具鉆孔機(jī)、高壓泵車(chē),機(jī)動(dòng)翻斗車(chē)以及鋼筋加工系統(tǒng)設(shè)備,鐵鍬、水泥漿攪拌桶,高壓輸漿管、鋼制灰漿過(guò)濾槽,磅稱(chēng)。

2.3 作業(yè)條件

2.3.1地上、地下障礙物都處理完畢,達(dá)到“三通一平”。施工用的臨時(shí)設(shè)施準(zhǔn)備就緒。

2.3.2場(chǎng)地標(biāo)高一般應(yīng)為承臺(tái)梁的上皮標(biāo)高,并經(jīng)過(guò)夯實(shí)或碾壓。

2.3.3制作好鋼筋籠。

2.3.4根據(jù)圖紙放出軸線(xiàn)及樁位點(diǎn),抄上水平標(biāo)高木橛,并經(jīng)過(guò)預(yù)檢簽字。

2.3.5要選擇和確定鉆孔機(jī)的進(jìn)出路線(xiàn)和鉆孔順序,制定施工方案,做好技術(shù)交底。

2.3.6 正式施工前應(yīng)做成孔試驗(yàn),數(shù)量不少于兩根。

2.4 作業(yè)人員

2.4.1 主要作業(yè)人員:鋼筋工,焊工,混凝土工,鉆機(jī)工,注漿工,技術(shù)員,電工,測(cè)量工。

2.4.2 鉆機(jī)工電工和焊工應(yīng)持證上崗,其余工種經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的專(zhuān)業(yè)技術(shù)和安全培訓(xùn),并接受了施工技術(shù)交底。

3 鉆孔壓漿樁的成孔工藝

成孔是混凝土壓漿樁施工中的一個(gè)重要部分,其質(zhì)量如控制得不好,則可能會(huì)發(fā)生塌孔、縮徑、樁孔偏斜及樁端達(dá)不到設(shè)計(jì)持力層要求等,還將直接影響樁身質(zhì)量和造成樁承載力下降。因此,在成孔的施工技術(shù)和施工質(zhì)量控制方面應(yīng)著重做好以下幾項(xiàng)。

3.1 采取隔孔施工程序

鉆孔混凝土壓漿樁是先成孔,然后在孔內(nèi)成樁,周?chē)烈葡驑渡硗馏w對(duì)樁產(chǎn)生動(dòng)壓力。尤其是在成樁初始,樁身混凝土的強(qiáng)度很低,且混凝土壓漿樁的成孔是依靠泥漿來(lái)平衡的,故采取較適應(yīng)的樁距對(duì)防止明孔和縮徑是一項(xiàng)穩(wěn)妥的技術(shù)措施。

3.2 確保樁身成孔垂直精度

為了保證成孔垂直精度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,應(yīng)采取擴(kuò)大樁機(jī)支承面積使樁機(jī)穩(wěn)固,經(jīng)常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施。

3.3 確保樁位,樁頂標(biāo)高和成孔深度

在護(hù)筒定位后及時(shí)復(fù)核護(hù)筒的位置,嚴(yán)格控制護(hù)筒中心與樁位中心線(xiàn)偏差不大于50mm,并認(rèn)真檢查回填土是否密實(shí)。以防鉆孔過(guò)程中發(fā)生漏漿的現(xiàn)象。在施工過(guò)程中自然地坪的標(biāo)高會(huì)發(fā)生一些變化,為準(zhǔn)確地控制鉆孔深度,在樁架就位后及時(shí)復(fù)核底梁的水平和樁具的總長(zhǎng)度并作好記錄,以便在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機(jī)上的留出長(zhǎng)度來(lái)校驗(yàn)成孔達(dá)到深度。

3.4 鋼筋籠制作與吊放規(guī)范

鋼筋籠制作前,首先要檢查鋼材的質(zhì)量保證資料。檢查合格后再按設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求驗(yàn)收鋼筋的的直徑、長(zhǎng)度、規(guī)格、數(shù)量和制作質(zhì)量。在驗(yàn)收中還要特別注意鋼筋籠吊環(huán)長(zhǎng)度能否使鋼筋籠準(zhǔn)確地吊放在設(shè)計(jì)標(biāo)高上,這是由于鋼筋籠吊放后是暫時(shí)固定在鉆架底梁土的。因此,吊環(huán)度是根據(jù)底梁標(biāo)高變化而改變的,所以應(yīng)根據(jù)底梁標(biāo)高逐根復(fù)核吊環(huán)長(zhǎng)度,以確保鋼筋的埋入標(biāo)高滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。在鋼筋籠吊放過(guò)程中,應(yīng)逐節(jié)驗(yàn)收鋼筋籠的連接焊縫質(zhì)量,對(duì)質(zhì)量不符合規(guī)范要求的焊縫、焊口則要進(jìn)行補(bǔ)焊。同時(shí),要注意鋼筋籠能否順利下放,沉放時(shí)不能碰撞孔壁;當(dāng)?shù)醴攀茏钑r(shí)不能加壓強(qiáng)行下放,因?yàn)檫@將會(huì)造成明孔、鋼筋籠變形等現(xiàn)象,應(yīng)停止吊放并尋找原因。如因鋼筋籠沒(méi)有垂直吊放而造成的,則要求進(jìn)行復(fù)鉆糾偏,并在重新驗(yàn)收成孔質(zhì)量后再吊放鋼筋籠。鋼筋籠接長(zhǎng)時(shí),要加快焊接時(shí)間,盡可能縮短沉放時(shí)間。

3.5 泥漿的制備和二次清孔要求

清孔的主要目的是清除孔底沉渣,而孔底沉渣是影響壓漿樁承載能力的主要因素之一。清孔則是利用泥漿在流動(dòng)時(shí)所具有的動(dòng)能沖擊孔底部的沉渣,使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態(tài),再利用泥漿被帶出樁孔,最終將樁孔內(nèi)的沉渣清干凈,這就是泥漿的排渣和清孔作用。從泥漿在混凝土鉆孔樁施工中的護(hù)壁和清孔作用,我們可以看出,泥漿在制備和清孔是確保鉆孔樁施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

因此,對(duì)于施工規(guī)范中泥漿的控制指標(biāo):粘度測(cè)定17min-20min;含砂率不大于6%;膠體率不小于90%等在鉆孔壓漿樁施工過(guò)程中必須嚴(yán)格控制,不能就地取材,而要專(zhuān)門(mén)采取泥漿制備,選用高塑性粘土或膨潤(rùn)土,拌制泥漿必須根據(jù)施工機(jī)械,工芤及穿越土層進(jìn)行,配合比設(shè)計(jì)。壓漿樁成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高,應(yīng)充分利用鉆桿在原位進(jìn)行第一次清孔,直到孔口返漿比重持續(xù)小于1.10-1.20,測(cè)得孔底沉渣厚度小于50mm,即抓緊吊放鋼筋籠和沉放混凝土導(dǎo)管。沉放導(dǎo)管進(jìn)檢查導(dǎo)管的連接是否牢固和密實(shí),以防止漏漿而影響灌注。

由于孔內(nèi)原土泥漿在吊放鋼筋籠和沉放導(dǎo)管這段時(shí)間內(nèi)使處于懸浮狀態(tài)的沉渣再次沉到樁孔底部,最終不能被混凝土沖擊起而成為永久性沉渣,從而影響樁基工程的質(zhì)量。因此,必須在混凝土灌注前利用導(dǎo)管進(jìn)行第二次清孔。當(dāng)孔口返漿比重沉渣厚度均符合規(guī)范要求后,應(yīng)立即進(jìn)行混凝土的灌注工作。

4 鉆孔壓漿樁成樁質(zhì)量的控制

4.1 為確保成樁質(zhì)量,要嚴(yán)格檢查驗(yàn)收進(jìn)場(chǎng)原材料的質(zhì)量保證書(shū)(水泥出廠合格證、化驗(yàn)報(bào)告、砂石化驗(yàn)報(bào)告),對(duì)不合格的材料(如水泥、砂、石、水質(zhì)) ,嚴(yán)禁用于混凝灌注樁。

4.2 鉆孔灌注水下混凝土的施工主要采用導(dǎo)管灌注,混凝土的離析現(xiàn)象還會(huì)存在,但良好的配合比可減少離析程度。因此,現(xiàn)場(chǎng)的配合比要隨水泥品種、砂石料規(guī)格及含水率的變化進(jìn)行調(diào)整,為使每根樁的配合比都能正確無(wú)誤,在混凝土前都要復(fù)核配合比并校驗(yàn)計(jì)量的準(zhǔn)確性,嚴(yán)格計(jì)量和測(cè)試管理,并及時(shí)填入原始記錄和制作試件。

4.3 為防止發(fā)生斷樁、夾泥、堵管等現(xiàn)象。在混凝土灌注時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝攪拌時(shí)間和混凝土坍落度的控制。因?yàn)榛炷翑嚢钑r(shí)間不足會(huì)直接影響混凝土的強(qiáng)度,混凝土坍落采用18cm-20cm,并隨時(shí)了解混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋入深度。導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m-4m,不宜大于5m和小于1m,嚴(yán)禁把導(dǎo)管底端提出混凝土面。當(dāng)灌注至距樁頂標(biāo)高8m-10m時(shí),應(yīng)及時(shí)將坍落度調(diào)小至12cm-16cm,以提高樁身上部混凝土的抗壓強(qiáng)度。在灌注過(guò)程中必須每灌注2m3左右測(cè)一次混凝土面上升的高度,確定每段樁體的充盈系數(shù),同時(shí)要認(rèn)真進(jìn)行記錄,這對(duì)日后發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題的樁或評(píng)價(jià)樁的質(zhì)量有很大作用。