沙漠地區(qū)樁基施工的質(zhì)量控制

摘要: 通過工程實(shí)踐，總結(jié)出了沙漠地區(qū)樁基的施工經(jīng)驗(yàn)，并詳細(xì)介紹樁基施工的工藝流程和質(zhì)量控制方法，為以后類似地質(zhì)情況的樁基施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：沙漠地區(qū)；樁基；施工方法；質(zhì)量控制

1. 工程概況

榆橫煤化工鐵路專用線位于陜西省榆林市榆陽(yáng)區(qū)和橫山縣境內(nèi)，本地區(qū)地處毛烏素沙漠與黃土高原過渡地帶，該段地形地貌類型以風(fēng)沙地貌為主，屬溫帶干旱半干旱大陸性季風(fēng)氣候，全年平均降水量316～513毫米，是陜西省降水量最少的地區(qū)，且多集中在7、8、9三個(gè)月，約占全年降水量的2/3。

2．沙漠地區(qū)樁基特點(diǎn)

榆橫煤化工鐵路專用線立交大橋的樁基均為端承樁，而端承樁的承載機(jī)理是樁把荷載傳遞到樁的底部，它支承在堅(jiān)固的巖土上。通過設(shè)計(jì)圖紙的審核及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際鉆孔得知，該施工段的地質(zhì)情況為原地面以下0-15米間為細(xì)沙層，直至地面以下約50米處的巖層為泥巖夾砂巖，該端承樁的入巖深度均不小于3.0米。

從地質(zhì)角度分析，由于細(xì)沙與巖層的過渡較突然，采用單一的成孔方式進(jìn)行鉆孔，很難控制樁基的施工質(zhì)量。

3. 施工方法比較

該橋梁設(shè)計(jì)圖紙中顯示樁基地質(zhì)情況大部分為細(xì)沙，樁底少部分為巖層，考慮施工工期及施工成本，開始采用反循環(huán)鉆機(jī)施工，但鉆之較硬的巖層時(shí)，樁基的鉆進(jìn)速度很慢，原計(jì)劃的施工工期無法滿足；后來更換為沖擊鉆鉆孔，雖然施工速度得到了保證，但又出現(xiàn)擴(kuò)孔嚴(yán)重、增大材料用量的問題，顯然也不合適。充分考慮沙漠地區(qū)樁基地質(zhì)的特殊情況，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過多次試驗(yàn)，最后決定先采用循環(huán)鉆，至循環(huán)鉆伸入巖層約1——2米時(shí)，再換用沖擊鉆繼續(xù)鉆孔。

4.質(zhì)量控制

4.1 成孔質(zhì)量控制

1、由于細(xì)沙的粘結(jié)性及整體性不好，當(dāng)樁孔凈距過小時(shí)，必須采取間隔跳跨施工，防止沙性地質(zhì)條件下孔內(nèi)穿影響成孔樁的質(zhì)量。

2、在細(xì)沙層與巖層的過渡地層中施工時(shí)，應(yīng)加大泥漿稠度。充分考慮泥漿指標(biāo)符合規(guī)范要求的前提下可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，泥漿比重、黏度、含砂率、膠體率和PH值等指標(biāo)可以再5%的范圍內(nèi)浮動(dòng)。

3、施工中應(yīng)盡量不間斷，不得中途無故停鉆。 更換鉆機(jī)的速度要快，并盡量減少振動(dòng)。

4、在鉆到設(shè)計(jì)深度時(shí)，應(yīng)用探測(cè)器檢查樁孔直徑、深度和孔底情況。將回落土及淤泥等孔底沉渣清除干凈。

4.2 沉渣量的檢查

沙漠地區(qū)的樁基成孔后應(yīng)立即清孔，以免沉渣增加清孔工作量和難度。清孔后應(yīng)在2小時(shí)內(nèi)灌注混凝土并檢查孔底沉渣厚度，若超過規(guī)定要求，應(yīng)重新清孔。對(duì)于端承樁，如果沉渣量過大，勢(shì)必會(huì)造成受荷時(shí)發(fā)生大量沉降，這樣就會(huì)使樁的承載力降低或失效；由于沙漠地區(qū)的地質(zhì)情況特殊，端承樁的摩擦阻力部分可以等同為零，所以在樁端的承載力就顯得尤為重要，一定要嚴(yán)格控制樁底的沉渣量，對(duì)于端承樁，根據(jù)橋梁技術(shù)規(guī)范，灌注混凝土之前的沉渣量不得大于100mm。

4.3 灌注樁身混凝土強(qiáng)度的控制

地基承載力符合設(shè)計(jì)要求，如樁身混凝土強(qiáng)度不足，樁的承載力亦得不到保證，樁身強(qiáng)度是樁質(zhì)量控制的另一關(guān)鍵。

灌注樁混凝土澆注要把握這樣幾個(gè)要點(diǎn)：砼的連續(xù)灌筑、砼的塌落度、導(dǎo)管的埋深等。 混凝土的缺陷往往是由于施工工藝不合理引起的，因此必須對(duì)樁基工程的施工工藝、質(zhì)量保證措施進(jìn)行嚴(yán)格控制。樁身質(zhì)量控制主要在于控制混凝土的質(zhì)量，樁身強(qiáng)度取決于鋼筋籠的制作質(zhì)量與混凝土質(zhì)量。鋼筋籠的制作檢查簡(jiǎn)單明了；而影響混凝土質(zhì)量因素則很多，有些是可見的，有些是不可見的。在工程實(shí)踐中，不少樁由于混凝土質(zhì)量問題而使樁身強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因此樁身質(zhì)量的控制主要在于控制混凝土的質(zhì)量，混凝土的配料、拌制、運(yùn)輸和灌注必須嚴(yán)格按要求進(jìn)行。混凝土質(zhì)量控制主要有：

1、控制好混凝土和易性，防止出現(xiàn)堵管、埋管，引起斷樁事故。

2、混凝土配合比應(yīng)先按原材料性能及混凝土的技術(shù)要求進(jìn)行計(jì)算，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)室試配與調(diào)整，然后定出滿足設(shè)計(jì)和施工要求并比較經(jīng)濟(jì)合理的混凝土配合比。此外，還要嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量驗(yàn)收。

3、混凝土實(shí)際灌注量不得少于設(shè)計(jì)樁身體積，一般土質(zhì)為1.1，松散土質(zhì)為1.2-1.3。

4、首批混凝土灌注后，應(yīng)緊湊，連續(xù)不斷地進(jìn)行灌注，嚴(yán)禁中途停工。在灌注過程中，應(yīng)經(jīng)常觀察孔內(nèi)情況，出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析和正確判斷發(fā)生故障的原因，制定處理灌注的措施。

5、灌注混凝土接近樁頂時(shí)，為確保樁頂混凝土的質(zhì)量，漏斗及導(dǎo)管中混凝土的高度與孔內(nèi)混凝土面的高差應(yīng)小于2m。

5. 混凝土灌注樁基礎(chǔ)缺陷及防治措施

5.1 樁底地基承載力不足

原因：樁端沒有支承在持力層上面。

防治措施：在鉆孔過程中，一定要注意渣樣的取樣工作，入巖的時(shí)候一定要做好相應(yīng)的記錄，并對(duì)入巖深度有所掌握，現(xiàn)場(chǎng)填好鉆孔樁的鉆孔記錄表，如果入巖深度不能滿足端承樁的入巖深度，要及時(shí)與設(shè)計(jì)院和業(yè)主溝通，申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)變更。

5.2 縮徑（孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑）

原因：塑性土膨脹。

防治措施：成孔時(shí)，應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，快速通過，在成孔一段時(shí)間，孔壁形成泥皮，孔壁不會(huì)滲水，亦不會(huì)引起膨脹；如出現(xiàn)縮徑，采用上下反復(fù)掃孔的辦法，以擴(kuò)大孔徑。

5.3 樁底沉渣量過大

原因：檢查不夠認(rèn)真，清孔不干凈或沒有進(jìn)行二次清孔。

防治措施：（1）認(rèn)真檢查，采用正確的測(cè)繩與測(cè)錘；（2）一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥漿性能，延長(zhǎng)清孔時(shí)間等進(jìn)行清孔。在下完鋼筋籠后，再檢查沉渣量，如沉渣量超過規(guī)范要求，應(yīng)進(jìn)行二次清孔。二次清孔可利用導(dǎo)管進(jìn)行，準(zhǔn)備一個(gè)清孔接頭，一頭可接導(dǎo)管，一頭接膠管，在導(dǎo)管下完后，提離孔底0.4m，在膠管上接上泥漿泵直接進(jìn)行泥漿循環(huán)。二次清孔優(yōu)點(diǎn)：及時(shí)有效保證樁底干凈。

5.4 鋼筋籠上浮

原因：（1）當(dāng)混凝土灌注至鋼筋籠下，若此時(shí)提升導(dǎo)管，導(dǎo)管底端距鋼筋籠僅1m左右距離時(shí)，由于澆注的混凝土自導(dǎo)管流出后沖擊力較大，推動(dòng)了鋼筋籠上浮；（2）由于混凝土灌注至鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時(shí)，其上層混凝土因澆注時(shí)間較長(zhǎng)，已近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定握裹力，如果此時(shí)導(dǎo)管底端未及時(shí)提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定速度向上頂升，同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上移。

防治措施：（1）灌注混凝土過程中，應(yīng)隨時(shí)掌握混凝土澆注標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)混凝土埋過鋼筋籠底端2-3m時(shí)，應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上；（2）當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮時(shí)，應(yīng)立即停止?jié)沧ⅲ?zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注，上浮現(xiàn)象即可消除。

5.5 斷樁與夾泥層

原因：（1）泥漿過稠，增加了澆注混凝土的阻力，如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊，因此，在施工中經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)管堵塞、流動(dòng)不暢等現(xiàn)象，有時(shí)甚至灌滿導(dǎo)管還是不行，最后只好提取導(dǎo)管上下振擊，由于導(dǎo)管內(nèi)儲(chǔ)存大量混凝土，一旦流出其勢(shì)甚猛，在混凝土流出導(dǎo)管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內(nèi)，造成夾泥層；（2）灌注混凝土過程中，因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗虑蛞彩窃斐蓨A泥層和斷樁的原因。（3）灌注時(shí)間過長(zhǎng)，而上部混凝土已接近初凝，形成硬殼，而且隨時(shí)間增長(zhǎng)，泥漿中殘?jiān)鼘⒉粩喑恋恚瑥亩雍窳朔e聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注極為困難，造成堵管與導(dǎo)管拔不上來，引發(fā)斷樁事故。

防治方法：（1）認(rèn)真做好清孔，防止孔壁坍塌；（2）盡可能提高混凝土澆注速度：a.開始澆混凝土?xí)r盡量積累大量混凝土，產(chǎn)生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力。b.快速連續(xù)澆注，使混凝土和泥漿一直保持流動(dòng)狀態(tài)，可防導(dǎo)管堵塞；（3）提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，灌注混凝土過程中隨時(shí)測(cè)量導(dǎo)管埋深，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。

6．結(jié)束語

綜上所述，在沙漠地區(qū)進(jìn)行基礎(chǔ)方案選型及施工確實(shí)存在較大困難，必須充分了解場(chǎng)地的地質(zhì)和水文條件、全面分析各種復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)工程施工的影響，合理地選擇基礎(chǔ)形式和施工措施，從各種基礎(chǔ)形式來看，在鉆孔樁施工中一定要注意施工工藝。

隨著施工企業(yè)日益積極參與各個(gè)領(lǐng)域和地域的競(jìng)爭(zhēng)，越來越多的企業(yè)將在陌生的環(huán)境和陌生的氣候條件下施工，在沙漠氣候條件下，對(duì)橋梁樁基的施工控制是保證橋梁施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一。希望本文能夠給類似地質(zhì)情況下樁基的施工帶來幫助，以確保工程進(jìn)度和工程質(zhì)量。