水下鉆孔灌注樁的施工技術(shù)及質(zhì)量控制

馮忠偉 楊世新

鋼筋混凝土灌注樁的水下施工,其技術(shù)性強(qiáng)、施工難度大,施工時(shí)要嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工規(guī)范進(jìn)行施工,建立質(zhì)量管理體系,抓好施工過程中每一個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量,施工技術(shù)人員要隨時(shí)對(duì)鉆桿的垂直度、磨損度及成孔的深度、混凝土澆筑的深度進(jìn)行測量、檢查核定,力爭將質(zhì)量隱患消除在成樁之前。因此,要求施工單位在施工前認(rèn)真熟悉圖紙及施工技術(shù)規(guī)范、操作規(guī)程,核查勘探部門地質(zhì)報(bào)告和有關(guān)灌注樁施工方面的資料;在施工中對(duì)發(fā)生的一些質(zhì)量問題進(jìn)行原因分析,并制定相應(yīng)處理方案,做好施工記錄,以便有效地對(duì)樁基的質(zhì)量加以控制。

1 鉆孔的質(zhì)量控制

1.1 鉆孔的施工程序

鉆孔前應(yīng)先確定場地標(biāo)高,場地標(biāo)高一般為承臺(tái)梁的上標(biāo)高,并已經(jīng)過夯實(shí)或碾壓,首先要認(rèn)真復(fù)核各樁位的軸線,并根據(jù)其軸線在樁的四周釘木橛,測出木橛標(biāo)高便于施工控制;其次是根據(jù)樁的深度、孔徑選擇合適的鉆孔機(jī)械。鉆孔機(jī)械的安裝一定要平穩(wěn)、牢固且不得傾斜,樁位之間鉆孔順序按規(guī)定施工,并制定合理的施工工序。鉆機(jī)就位后開始鉆孔,當(dāng)鉆孔深度達(dá)到5 m左右時(shí),應(yīng)埋設(shè)不小于1 m的護(hù)筒,避免孔口下坍。泥漿制備是鉆孔灌注樁的一項(xiàng)主要工序,泥漿制備的土質(zhì)要選用高塑性黏土或膨潤土。在成樁初始,灌注樁的孔是依靠泥漿來平衡孔壁土體的壓力,故旋挖取土成孔中,靜態(tài)泥漿作為成孔過程的穩(wěn)定液,主要作用是護(hù)壁、避免坍孔,因此,根據(jù)不同的土質(zhì),要控制好泥漿的密度,一般在1.1～1.5之間。

1.2 鉆孔的垂直度

確保鉆孔的垂直度是保證鋼筋混凝土水下灌注樁順利施工的一個(gè)重要條件,垂直度達(dá)不到要求,鋼筋籠和澆筑混凝土用的導(dǎo)管將無法順利沉放。保證垂直度的主要措施:首先必須保證架體安裝平穩(wěn),采取擴(kuò)大架體的支承面來保證樁機(jī)穩(wěn)固,鉆機(jī)安裝就位后必須使架身垂直,發(fā)現(xiàn)其不垂直應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)整,在成孔后鋼筋籠沉放之前一定要對(duì)孔徑、孔斜做超聲波測試。

1.3 鉆孔的位置、標(biāo)高、深度

灌注樁鉆孔的護(hù)筒定位后,施工技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)復(fù)核護(hù)筒的位置,護(hù)筒埋設(shè)要正確和穩(wěn)定,護(hù)筒與孔壁之間要用黏土填實(shí),護(hù)筒中心線與樁孔中心線的偏差不得大于50 mm。護(hù)筒位置埋設(shè)是否準(zhǔn)確是保證成孔位置的首要條件,因此,要求施管人員一定嚴(yán)格把關(guān),確保整個(gè)樁的孔體不發(fā)生位移,同時(shí)要認(rèn)真檢查孔四周的回填土是否密實(shí),以防在鉆孔過程中發(fā)生漏漿現(xiàn)象。鉆孔施工過程中自然地坪的標(biāo)高會(huì)發(fā)生變化,為準(zhǔn)確地控制好鉆孔的深度,鉆機(jī)就位后及時(shí)復(fù)核架體底梁的水平精度及樁具的總長度,做好施工記錄,便于鉆孔時(shí)根據(jù)鉆桿的留出長度來核對(duì)孔體的深度。

成孔起鉆后,施管人員應(yīng)用專用測繩測量其孔深,如果測深與鉆桿的深度偏差較大不符合設(shè)計(jì)要求時(shí),就要重新下鉆并進(jìn)行清孔,直至孔體的深度及孔底沉渣厚度符合要求為止。

為有效防止坍孔、縮頸及樁孔偏斜等現(xiàn)象,除復(fù)核鉆具長度外,還應(yīng)隨時(shí)檢查鉆桿在鉆孔過程中鉆進(jìn)不同硬度的土質(zhì)層時(shí),桿件是否發(fā)生彎曲、變形,如造成鉆桿不垂直,成孔后易發(fā)生偏斜、縮頸,起鉆時(shí)易發(fā)生坍孔;同時(shí)還應(yīng)及時(shí)檢查架體的穩(wěn)定性,如果因鉆孔外力作用致使架體不穩(wěn)定,應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行加固,鉆機(jī)鉆進(jìn)速度要?jiǎng)蛩?提鉆速度也要?jiǎng)蛩倨椒€(wěn),并經(jīng)常復(fù)核鉆頭的直徑,發(fā)現(xiàn)其磨損過大(超過10 mm)應(yīng)及時(shí)更換鉆頭。

1.4 鋼筋籠制作和吊放

鋼筋籠制作前首先要檢驗(yàn)其鋼材的質(zhì)量是否合格,鋼筋的直徑、級(jí)別、規(guī)格、下料長度等是否符合設(shè)計(jì)要求及施工規(guī)范要求,檢查合格后再進(jìn)行制作。鋼筋籠制作的要點(diǎn)是鋼筋籠吊環(huán)焊接的質(zhì)量及焊接長度和位置,位置準(zhǔn)確、長度合適的吊環(huán)能夠使鋼筋籠準(zhǔn)確地吊放在設(shè)計(jì)標(biāo)高上,鋼筋籠吊放是臨時(shí)固定在鉆機(jī)底梁上的,因此需要根據(jù)底梁的標(biāo)高逐根復(fù)核吊環(huán)長度、位置,使鋼筋籠的埋入標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。鋼筋籠制作、吊放過程中,要防止籠體變形,逐節(jié)驗(yàn)收鋼筋籠能否順利下放,沉放時(shí)不能碰撞孔壁,當(dāng)鋼筋籠吊放受阻時(shí),不得施加外力強(qiáng)行沉放,否則會(huì)造成坍孔及鋼筋籠變形等現(xiàn)象,應(yīng)究其原因,如因鋼筋籠吊偏、籠體不垂直、吊放受阻應(yīng)重新垂直吊放,如果是鉆孔偏斜而造成的受阻則應(yīng)進(jìn)行復(fù)鉆糾偏,并復(fù)核鉆孔垂直度后重新沉放,待鋼筋籠沉放完畢,及時(shí)定位加固,防止籠體上浮。

1.5 泥漿的制備及二次清孔

泥漿制備時(shí),要選擇高塑性黏土或膨潤土土質(zhì),在施工中必須嚴(yán)格控制土質(zhì)的粘度、含砂率(＞6%)、膠體率(≥90%)等指標(biāo),同時(shí)把握好拌制泥漿的配合比,拌制泥漿必須利用鉆孔機(jī)械施工時(shí)穿插進(jìn)行,并隨時(shí)注意檢查泥漿的密度是否達(dá)到規(guī)范要求。

鉆孔灌注樁清孔的原理是利用泥漿在流動(dòng)時(shí)所具有的動(dòng)能沖擊樁孔底部的沉渣,使沉渣的巖粒、砂粒處于懸浮狀態(tài),再利用泥漿膠體的粘結(jié)力使處于懸浮的沉渣隨著泥漿的循環(huán)流動(dòng)被逐步帶出樁孔,最終使樁孔內(nèi)沉渣厚度達(dá)到要求。鉆孔灌注樁的第一次清孔是待孔體達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)利用鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)并在孔內(nèi)注水原位進(jìn)行清孔,當(dāng)孔口的泛漿比重達(dá)標(biāo)并測得孔底沉渣厚度小于50 mm時(shí)第一次清孔完成,清孔完成后應(yīng)及時(shí)吊放鋼筋籠和沉放混凝土導(dǎo)管,導(dǎo)管的連接方式宜采用法蘭盤連接并加密封膠圈,在沉放前一定要檢查其連接是否牢固、密實(shí),確保在混凝土澆筑過程中不漏氣、不漏漿。在吊放鋼筋籠過程中,使處于懸浮狀態(tài)的遺留沉渣再次沉到孔底,致使沉渣過厚不能被混凝土的沖擊力翻起而成為永久性沉渣,影響樁基工程質(zhì)量,故在混凝土澆筑前,必須利用混凝土導(dǎo)管注水進(jìn)行第二次清孔,當(dāng)孔口比重及沉渣厚度符合要求后,應(yīng)立即進(jìn)行混凝土的澆筑工作。

2 混凝土澆筑的質(zhì)量控制

1)鉆孔灌注樁混凝土澆筑的質(zhì)量控制,首先要把握好原材料的進(jìn)場檢查,認(rèn)真核查原材料的質(zhì)量保證資料是否與實(shí)物相符,并對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)取樣,不合格的材料嚴(yán)禁使用。2)嚴(yán)格按試驗(yàn)室的混凝土配比并經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人調(diào)整為現(xiàn)場施工配合比進(jìn)行施工,因?yàn)楣嘧兜幕炷翝仓饕抢脤?dǎo)管在水下進(jìn)行施工的,混凝土易發(fā)生離析現(xiàn)象,良好的配合比可減少混凝土的離析程度,所以,要求施工技術(shù)人員認(rèn)真核查配合比的準(zhǔn)確性,并校驗(yàn)計(jì)量的準(zhǔn)確性,加強(qiáng)計(jì)量和測試的管理,確保配合比正確無誤,并做好施工原始記錄及混凝土的取樣工作。3)鉆孔灌注樁的混凝土澆筑能否順利施工關(guān)鍵是看首批混凝土能否成功澆筑。首批混凝土澆筑量是按灌注樁操作規(guī)程計(jì)算得出,必須確保首批混凝土埋入導(dǎo)管的深度不小于800 mm。為有效防止斷樁、夾層及導(dǎo)管拔不出的現(xiàn)象發(fā)生,混凝土的坍落度一般控制在180 mm～200 mm為宜,同時(shí)施工人員應(yīng)隨時(shí)測量混凝土面上升的標(biāo)高和混凝土導(dǎo)管埋入的深度;澆筑過程中導(dǎo)管在混凝土內(nèi)的埋深一般在2 m～4 m,不宜大于5 m和小于1 m,當(dāng)導(dǎo)管埋深大于5 m時(shí),應(yīng)及時(shí)提升和拆除導(dǎo)管,嚴(yán)禁將導(dǎo)管底端提出混凝土面,抽動(dòng)導(dǎo)管使混凝土面上升的力度適中,不得大幅度抽拔導(dǎo)管造成混凝土體沖刷孔壁而導(dǎo)致孔壁下墜或坍落,從而使樁體出現(xiàn)夾層的質(zhì)量隱患,尤其是在砂層厚的部位施工更應(yīng)引起重視。同時(shí)強(qiáng)調(diào)混凝土澆筑必須連續(xù)進(jìn)行,中途不得停歇,混凝土澆筑完畢,待達(dá)到一定強(qiáng)度后,一定要按照規(guī)范要求剔鑿樁頭至設(shè)計(jì)標(biāo)高,確保整個(gè)樁體混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)語

鉆孔水下灌注樁的施工屬于建筑行業(yè)一個(gè)特殊的施工工藝,施工難度大,技術(shù)性強(qiáng),整個(gè)施工過程又屬隱蔽工程,施工中影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多,要保證灌注樁的施工質(zhì)量,最重要的一點(diǎn)就是在施工中對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行分析,有效針對(duì)不同的情況,因地制宜制定相應(yīng)的措施,以確保施工中每一個(gè)環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行,避免施工質(zhì)量事故的發(fā)生。

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