鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制措施

賈冬梅

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司,晉中 030600)

鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制措施

賈冬梅

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司,晉中 030600)

隨著我國工程經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,鉆孔灌注樁技術(shù)在各類土木工程施工建設(shè)中應(yīng)用廣泛。該文從鉆孔灌注樁施工工作出發(fā),結(jié)合相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn),簡要敘述了鉆孔灌注樁常見的質(zhì)量問題及其施工質(zhì)量控制要點(diǎn)。

鉆孔灌注樁; 施工; 質(zhì)量控制; 成因分析

隨著我國工程經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,鉆孔灌注樁技術(shù)在各類土木工程施工建設(shè)中應(yīng)用廣泛。鉆孔灌注樁承載力大,抗震性能優(yōu)良,其施工過程造成的噪音污染小,尤其在沿海地區(qū)、高層建筑中,其作為樁基礎(chǔ)的一種結(jié)構(gòu)形式已十分常見。同時(shí),鉆孔灌注樁與預(yù)制樁基礎(chǔ)等其他樁基礎(chǔ)的施工過程相比,其不僅擁有一般樁基礎(chǔ)的共性,又有區(qū)別于其他樁基礎(chǔ)的施工工藝。因此,在工程實(shí)踐中,需要根據(jù)鉆孔灌注樁的施工工藝對其進(jìn)行嚴(yán)格的施工控制,并根據(jù)相關(guān)工程規(guī)范和設(shè)計(jì)文件對其進(jìn)行復(fù)核檢測。根據(jù)多年的施工經(jīng)驗(yàn),該文認(rèn)為有效保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量,必須對其關(guān)鍵施工工序進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。

1 鉆孔灌注樁工程常見病害

鉆孔灌注樁施工工序可簡單劃分為場地準(zhǔn)備、鉆孔、清孔、水下灌注混凝土等工序,針對上述施工過程,其常見的施工病害有:孔位偏移、孔底沉渣超厚、混凝土離析及樁身混凝土質(zhì)量問題等。其中發(fā)生在樁身的混凝土病害主要有:露筋、混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)、縮頸、鋼筋籠上浮等。上述諸類病害的存在會直接影響鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量,因此必須嚴(yán)格控制上述質(zhì)量問題,并把其作為鉆孔灌注樁施工過程質(zhì)量控制工作的重點(diǎn)。

2 鉆孔灌注樁工程常見病害預(yù)防措施

2.1 鉆孔灌注樁定位要精確

鉆孔灌注樁施工準(zhǔn)備時(shí)應(yīng)對鉆孔位置進(jìn)行精確的工程放樣,嚴(yán)格控制護(hù)筒的空間坐標(biāo),以有效保證鉆孔灌注樁平面位置的準(zhǔn)確性。在樁身豎直方向的控制方面,由于護(hù)筒對鉆頭在重力作用下起到了一定的引導(dǎo)作用,所以務(wù)必要保證護(hù)筒本身的垂度控制。在開鉆第一個(gè)孔位時(shí),其平面位置和空間垂直度必須給與足夠的重視,在工程實(shí)踐中必須采用兩道井字架進(jìn)行鉆孔作業(yè),同時(shí)在鉆孔的施工過程中應(yīng)實(shí)時(shí)觀察平臺的位移情況,以及時(shí)進(jìn)行糾正。鉆孔施工完畢下放鋼筋籠的過程中務(wù)必保證鋼筋籠的垂直度和位置,并確定保護(hù)層的厚度滿足相應(yīng)規(guī)范和設(shè)計(jì)文件的要求。同時(shí),應(yīng)對鋼筋籠進(jìn)行臨時(shí)固定以防止其發(fā)生上浮等質(zhì)量問題。

2.2 鉆孔灌注樁孔底沉渣厚度控制要嚴(yán)格

鉆孔灌注樁的容許承載力與清底系數(shù)息息相關(guān),較好的清底質(zhì)量可在一定程度上將容許承載力提高3倍左右。因此,施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁清底質(zhì)量,務(wù)必保證孔底沉渣厚度不大于設(shè)計(jì)文件的規(guī)定厚度。為達(dá)到上述要求,清孔工作必須徹底,在鋼筋籠及導(dǎo)管下方清孔完畢后再次進(jìn)行清孔作業(yè),以嚴(yán)格控制泥漿的稠度。沉渣的檢測時(shí)間與混凝土澆筑時(shí)間之間的間隔應(yīng)盡量減小,有條件時(shí)可再次進(jìn)行清孔工作。沉渣厚度的控制對端承樁而言尤其重要,因此務(wù)必保證沉渣厚度滿足設(shè)計(jì)要求,否則將有可能導(dǎo)致樁基的不均勻沉降進(jìn)而影響上部結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。

2.3 鉆孔灌注樁混凝土樁身質(zhì)量應(yīng)保證

鉆孔灌注樁水下混凝土灌注施工時(shí)間較長,技術(shù)要求高,鉆孔樁質(zhì)量病害問題的很大一部分在此工序中產(chǎn)生。因此,要重點(diǎn)控制鉆孔灌注樁的水下混凝土灌注工藝,其對鉆孔灌注樁質(zhì)量控制工作十分關(guān)鍵。

1)保證灌注混凝土的落差。在水下灌注混凝土的過程中,漏斗的底部應(yīng)高出水面5 m左右,特別是在澆筑樁身的最后10 m時(shí),務(wù)必嚴(yán)格控制其達(dá)到上述技術(shù)要求,以滿足導(dǎo)管內(nèi)混凝土的流動性要求。

2)加大第一次灌注混凝土的數(shù)量。在工程實(shí)踐中,第一次灌注的混凝土的方量應(yīng)以能使導(dǎo)管埋置深度在1 m左右適宜。導(dǎo)管埋置深度過小,會為后續(xù)灌注的混凝土下落造成一定困難,后續(xù)灌注的混凝土?xí)⑾绕诠嘧⒌幕炷另斊?并在一定程度上可能導(dǎo)致斷樁。

3)在水下混凝土的灌注過程中,首次灌注的混凝土應(yīng)處于后期灌注的混凝土的頂層,并保證其與水泥和泥漿充分接觸,成為后續(xù)灌注的混凝土的隔水保護(hù)層,以期其能有效保證后續(xù)灌注混凝土的施工質(zhì)量。施工過程中要求首次灌注的混凝土至灌注施工完成前保持必要的塑性和流動性,即對其初凝時(shí)間有著較高的要求。為此,需盡量提高灌注施工的速度,在工程實(shí)踐中往往采用距離最近的混凝土運(yùn)輸路線,并嚴(yán)格要求各施工工序緊密銜接。對樁身直徑很大或深度較長的鉆孔灌注樁,可在灌注混凝土內(nèi)適當(dāng)添加緩凝劑。

4)混凝土灌注過程中,需頻繁的測量導(dǎo)管底部與混凝土表面的深度,務(wù)必確保導(dǎo)管底部在混凝土內(nèi)的埋深保持在2 m以上。否則,后續(xù)灌注的混凝土?xí)⑾绕诠嘧⒌幕炷另斊?并在一定程度上導(dǎo)致斷樁、夾層等質(zhì)量問題。導(dǎo)管的埋置深度不宜大于6 m,否則會導(dǎo)致埋入混凝土內(nèi)的導(dǎo)管提升困難,造成埋管事故。

5)水下混凝土的灌注應(yīng)保證連續(xù)性,否則易出現(xiàn)斷層、夾層等質(zhì)量事故。當(dāng)然,混凝土的灌注過程極有可能遭遇施工機(jī)械故障、斷電等事故,此時(shí)應(yīng)采取積極有效的補(bǔ)救措施,盡最大可能避免施工質(zhì)量事故。在此情況下,可以采取空壓機(jī)清孔后再進(jìn)行灌注的補(bǔ)救措施。待澆筑完成后,對樁身應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢測,以保證樁身的完整性及其使用性能。

6)混凝土的實(shí)際灌注高度應(yīng)高于設(shè)計(jì)高度0.5 m以上,在最后一次澆筑的過程中,應(yīng)加大混凝土灌注量,保證將鉆孔內(nèi)的浮漿全部清理干凈,進(jìn)一步保證樁身混凝土的澆筑質(zhì)量。

7)對于嵌巖樁而言,嵌巖深度必須達(dá)到設(shè)計(jì)文件的要求,監(jiān)理工程師在施工過程中對此要求應(yīng)著重進(jìn)行檢驗(yàn)。工程實(shí)踐中,常用硬質(zhì)的測桿或者重錘線,并結(jié)合勘查報(bào)告測定嵌巖樁嵌巖深度。設(shè)計(jì)文件中如對嵌固巖層有要求,必須對巖層進(jìn)行取樣鑒定,以確保其滿足施工設(shè)計(jì)要求。如果設(shè)計(jì)文件對樁身的上拔力有要求,應(yīng)著重控制護(hù)筒的埋置深度,確保護(hù)筒不與孔底直接接觸。

3 鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 樁身成孔垂直度控制

垂直度精度控制是鉆孔樁施工的前提條件,若無法達(dá)到設(shè)計(jì)文件提出的進(jìn)度要求,其將直接導(dǎo)致無法放置鋼筋籠和導(dǎo)管。因此,為保證鉆孔的垂直精度要求,工程實(shí)踐中應(yīng)加大施工機(jī)械的支撐面積以確保樁基的穩(wěn)定性。同時(shí),鉆孔工作施工過程中需經(jīng)常性的檢校鉆桿的垂直度以便及時(shí)調(diào)整。在場地平整工作后,應(yīng)平穩(wěn)的鋪設(shè)枕木,待機(jī)械就位后調(diào)平鉆孔機(jī)械,保證鉆孔中心與樁位在同一豎直線上。在鉆孔的施工過程中,每隔3 m左右應(yīng)及時(shí)測量鉆桿的垂直度和鉆機(jī)的水平度,確保鉆孔的垂直度誤差在百分之一以內(nèi),如若產(chǎn)生偏差應(yīng)及時(shí)給與調(diào)整糾正。

3.2 樁位和鉆孔深度控制

護(hù)筒定位后應(yīng)及時(shí)復(fù)測護(hù)筒空間位置,嚴(yán)格控制其中心線偏差小于5 cm。同時(shí),應(yīng)認(rèn)真檢查施工回填土的密實(shí)度,防止施工過程那種發(fā)生因漏漿而產(chǎn)生的環(huán)境破壞。成孔階段的地面標(biāo)高往往會受到較大影響,為準(zhǔn)備控制樁孔的深度,必須復(fù)核施工機(jī)械的高度及鉆具的長度等以進(jìn)一步確定樁孔的深度。在鉆孔工作完成后,應(yīng)用檢校復(fù)測過的測繩復(fù)測成孔的深度。對鉆孔直徑較大的樁孔進(jìn)行測量時(shí),應(yīng)以樁周邊的深度作為控制深度。同時(shí),由于測繩遇水收縮的特性,在進(jìn)空測量作業(yè)后務(wù)必采用鋼尺對測繩的長度進(jìn)行復(fù)檢,以盡量減少測量誤差。

對于端承樁或摩擦端承樁應(yīng)保證樁端達(dá)到設(shè)計(jì)嵌巖深度。由于水下無法直接觀察,取樣困難,如何正確判別控制嵌巖深度尤為關(guān)鍵。嵌巖深度的判別控制因鉆孔工藝的不同而有所區(qū)別,反循環(huán)和沖擊鉆成孔樁可采用巖樣鑒別法。正循環(huán)成孔樁由于取不到完整巖樣,確定嵌巖深度很困難。較可靠的方法是認(rèn)真分析鉆探資料,根據(jù)各鉆孔土層分布情況綜合判定現(xiàn)場地質(zhì)概況,做出巖層分布等高線圖,確定成孔深度。

3.3 泥漿質(zhì)量控制

鉆孔灌注樁施工過程中,泥漿的質(zhì)量意義重大,其對鉆孔和樁身的質(zhì)量均具有較大影響。如若泥漿質(zhì)量不足,稠度低,必然將無法形成有效的泥漿護(hù)壁,此時(shí)泥漿護(hù)壁在砂性地基中易坍塌,在流塑狀粘土層中反而易于縮孔,其極不利于樁身質(zhì)量的控制。而一旦泥漿稠度過大,泥漿護(hù)壁必然厚度較大,質(zhì)量較差,含砂率顯著提高,其十分不利于樁身摩阻力的有效發(fā)揮。綜上所述,在鉆孔灌注樁的施工過程中切記控制好泥漿的質(zhì)量,保證其稠度和相對密度維持在合理范圍內(nèi)。此外,在成樁階段,泥漿質(zhì)量控制不足還常常導(dǎo)致鋼筋與混凝土之間的結(jié)合不足,使混凝土澆筑過程中的阻力顯著增大,從而降低了混凝土的流動性,使得混凝土骨料在孔內(nèi)聚集而不是有效分散開,這將直接影響樁身質(zhì)量及其承載力,所以在鉆孔灌注樁混凝土澆筑過程中應(yīng)十分注意泥漿的控制。

3.4 鉆進(jìn)速度控制

鉆孔灌注樁鉆進(jìn)速度應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)整,避免樁身出現(xiàn)頸縮等質(zhì)量問題。對塑性較大的土層,鉆孔工作進(jìn)行時(shí)應(yīng)加大工作量,加快施工進(jìn)度,通過快速施工及合理的泥漿配比,在快速形成泥漿護(hù)壁后避免因滲水膨脹而造成的樁身縮頸病害。一旦出現(xiàn)縮孔的征兆,應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救措施。而在砂性地質(zhì)條件下,鉆孔的鉆進(jìn)速度應(yīng)低于泥漿護(hù)壁的形成速度。此外,還應(yīng)盡量縮短成孔時(shí)間,成孔后應(yīng)盡快進(jìn)行后序施工工作,避免鉆孔長時(shí)間暴露在空氣中而造成坍塌事故。

3.5 做好清孔工作

清孔是指清除孔底的沉渣,清孔工作主要是為了保證鉆孔灌注樁的承載力滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)文件的要求。工程實(shí)踐中常采用改善泥漿稠度,延長清孔時(shí)間等措施清除孔底沉渣。在清孔工作中常常采用兩次清孔。第一次清孔在鉆孔結(jié)束過后,第二次清孔在吊放鋼筋籠和導(dǎo)管后。清孔工作對泥漿質(zhì)量有特別的要求,在保證不發(fā)生坍塌事故的基礎(chǔ)上適當(dāng)降低泥漿稠度(工程中常常將泥漿稠度控制在1.2左右)。在鋼筋籠和導(dǎo)管下放完畢后,孔內(nèi)殘存的沉渣隨泥漿再次沉到孔底,為有效保證鉆孔灌注樁的承載力,應(yīng)在混凝土灌注前進(jìn)行孔底的第二次清孔工作。當(dāng)沉渣和泥漿稠度等問題檢測復(fù)核滿足設(shè)計(jì)要求后,可進(jìn)行后序混凝土灌注施工。

孔底沉渣的測量常用吊錘法,測量時(shí)將測錘反復(fù)敲擊孔底以判定孔底沉渣的情況,沉渣厚度的檢測應(yīng)在二次清空后45 min內(nèi)進(jìn)行。對于沉渣厚度的控制,端承樁厚度應(yīng)小于5 cm,摩擦樁厚度應(yīng)小于15 cm。

4 結(jié) 語

工程實(shí)踐中,鉆孔灌注樁根據(jù)其施工工藝,在保證樁身定位準(zhǔn)確、混凝土質(zhì)量可靠的基礎(chǔ)上,質(zhì)量控制的要點(diǎn)在于樁基幾何尺寸的控制以及成孔質(zhì)量的控制,而成孔質(zhì)量的控制則主要在于防止斷樁、吊腳樁等病害的發(fā)生與發(fā)展。今后的鉆孔灌注樁施工建設(shè)過程中,廣大施工設(shè)計(jì)人員需要及時(shí)糾正施工中存在的問題,分析其原因后并采取必要措施以解決出現(xiàn)的工程難題。只有這樣,才能有效的控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量。

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Construction Quality Control of Bored Pile

JIA Dong-mei
(Shanxi Jinzhong Road&Bridge Construction Group Co,Ltd,Jinzhong 030600,China)

With the development of China's construction,bored pile technology is widely used in all kinds of civil engineering construction.Starting from the construction of bored pile,combining with its own experience,this article briefly describes the common quality problems of bored pile and its construction quality control points.

bored pile; construction; quality control; cause analysis

2014-05-13.

賈冬梅(1984-),助理工程師.E-mail:1106614263@qq.com

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.04.033