李 礴
(甘肅省交通工程建設監理公司,甘肅 蘭州 730000)
基礎作為隱蔽工程往往因管理等方面的原因被很多施工單位所忽視,常常出現很多客觀或者主觀的質量缺陷,鉆孔灌注樁是所有樁基礎中施工程序最復雜,最容易出現質量問題的一種,因此,要使鉆孔灌注樁保質保量完成,就必須狠抓每一個環節,從施工準備工作起,就要認真、詳細地對待。鉆孔灌注樁施工工藝要求、成樁方法雖經多年實踐,有了很大的改進和提高,但其通病防治目前仍然是施工單位的關注焦點,根據實際情況,以下的六類常見通病或缺陷最易發生。
在部頒JTJ041-2000施工技術規范中規定,鉆孔灌注樁摩擦樁樁底沉渣允許不大于30cm,支承樁樁底沉渣允許不大于5cm,這是很嚴格的要求,在實際施工中往往超過這個數值,主要原因是受地下水的影響,未將孔底清干,加之施工隊伍技術管理不力,未能嚴格按照施工技術規程操作而造成鉆孔灌注樁樁底有不同程度的沉渣存在。
對于此類通病的防治,主要做到以下幾方面:
1)清孔是鉆孔樁施工的一項非常重要的工作,清孔不徹底,殘留在孔底的沉渣會使樁端與持力層地基之間形成夾層,使灌注樁的沉降量增大,承載力降低,另外,清孔還可以減小孔內泥漿的相對密度,保證混凝土的流動性,便于導管法澆筑混凝土;清孔還能削弱孔壁泥皮,增強樁身摩阻力,因此,必須認真作好清孔工作,減小沉渣帶來的危害。不論采用何種方法清孔,必須要注意清孔時泥漿的比重,保持孔內靜水壓力,供應泥漿(清水)時供漿管不要直接沖刷孔壁,盡量縮短清孔時間,防止塌孔,沉渣粒徑要小于出渣管或泵內通道的直徑,防止出現堵塞現象,樁孔檢驗合格后,應迅速封孔底,灌注樁身混凝土。
2)當樁端處于強-中風化巖層時,由于地下水影響造成樁底土層或巖層浸水軟化或變形膨脹增大,明顯降低單樁承載力,故清干孔底沉渣后,可用膠合性好的優質水泥或高標號水泥迅速封孔底,但孔底水泥厚度不宜超過10cm,并當灌注混凝土時,隨時觀測混凝土頂面上升高度,掌握導管埋入深度,避免導管埋入過深,或導管脫離混凝土面。
在施工中,造成塌孔的原因很多,主要因為局部地段有厚度大的流塑狀淤泥或流沙層,或軟硬夾層時,由于泥漿護壁處理過程中操作不當產生塌孔,造成縮頸夾泥或混凝土膠結松散現象。針對此類通病,可根據以下措施防治和處理:
1)要根據土層的不同,配置不同比重的泥漿,如遇流沙、松散土層應適當加大泥漿比重。
2)維持泥漿循環的平衡,及時補給新鮮、泥漿,防治泥漿面下降,保證液面高于孔內水位。
3)在反循環回轉鉆進中,要調整好泵量,減少抽汲,并防止供給泥漿速度過快,沖刷孔壁力過大,影響孔壁穩定。
4)遇流沙、軟淤泥和松散土層鉆進時,應控制進尺,不要進尺過快或在某一處空轉時間過長,必要時回填攙片石的粘土,反復沖擊增強護筒后再鉆進。
在富水地區進行鉆孔灌注樁施工時,由于地下水有一定的水壓力,當鉆穿滲透力強的含水砂層時,往往因護壁塌孔造成樁底進水進砂現象。
針對此類通病,在松散砂層或流沙中鉆進時應控制進尺,進度,選用較大比重,粘度,膠體率好的優質泥漿,并投入片石擠入孔壁,以防塌孔時將孔側沙土沉入樁底。
造成這種情況的原因,主要有以下原因;鉆孔內遇到了探頭石、漂石等;軟硬地層交界處,基巖面非水平,或在粒徑大小懸殊的卵石層中鉆進,鉆頭所受的阻力不勻,樁架不穩,鉆機架不垂直及鉆桿彎曲、接頭不正,等均是導致樁孔偏斜的直接原因。
針對以上原因,應從以下預防措施入手:
1)如遇探頭石、漂石,宜用鉆機鉆透,如用沖擊鉆時,可將鉆塔稍移向探頭石一側,或回填碎石,或用高沖程沖碎石塊后鉆進。
2)遇軟硬地層交界處,應控制進尺,低速鉆進,盡量減少鉆桿晃動,以免擴大孔徑,如遇基巖層傾斜,可回填片石、卵石,用錘密打,使表面沖平后再鉆進。
3)安裝鉆機時要使轉盤、底座水平、起重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和護筒中心三者應在同一軸線上,并經常檢查糾正。
4)鉆孔偏移的治理方法:輕度偏移時在偏斜處吊住鉆頭,上下往復掃孔,使孔校直,偏斜過大時,應回填石子黏土,待沉積密實后重新鉆進,宜先低速往復掃孔糾正。
如孔內遇有較大的孤石或探頭石,未能及時發現造成卡鉆,或下鉆太猛使鉆頭傾斜卡在孔壁上時均會造成此類缺陷,預防此類問題首先要正確選用鉆機型號,經常檢查轉向裝置是否靈活,其次,就是在鉆進過程中不能過猛過快,最好是高低沖程交替鉆進,待穩定后再勻速進尺。
在鉆孔樁施工中,由于操作失誤,設備不良及地質水文條件等因素的影響,容易出現斷樁,造成重大工程事故。造成斷樁的原因很多:樁施工中,首批混凝土澆灌不成功;混凝土的和易性不好,混凝土拌和料塌落度過小導致流動性差而使導管堵塞造成斷樁;灌注未能連續進行,間隔時間太長造成斷樁;拔管速度太快,導致導管脫離混凝土面時,都會導致斷樁,斷樁不能參加質量評定,只能以廢樁處理,后果相當嚴重,所以在灌注過程中應做出準確判斷,嚴格遵守技術操作規程,切實預防斷樁的發生。
斷樁的防治可從以下預防措施來控制:
1)開導管后首批混凝土的灌注量必須保證導管下端出口處埋入混凝土內至少0.8m以上,計算時要準確,還應注意到基巖中的孔徑擴展情況,避免首次灌注量不足。規范要求控制,灌注混凝土前應檢查電源(為避免停電影響,應準備發電機)和混凝土攪拌機,保證混凝土攪拌機能正常運轉,灌注時,要邊灌邊拔管,作到連續作業,隨時檢測混凝土頂面上升高度,掌握導管埋入深度。
2)混凝土的配合比設計除滿足設計強度要求外,還應滿足導管法澆灌水下混凝土的施工特點,要求其和易性好,流動性大且緩凝。初凝時間應滿足灌注工作時間的需求,若灌注量大,可在首批混凝土中加入塑化劑或緩凝劑。鋼筋籠主筋接頭要焊平,鋼筋籠位置定位后要固定,切忌前后左右擺動。
3)灌注過程中,要隨時用探錘測量混凝土面實際標高,計算混凝土面上升高度、導管下口與混凝土面相對高差,正確指揮導管的提升與拆除,保持導管的合理埋深。注意觀察管內混凝土上下降和孔口返漿情況,正確分析和判定孔內情況,并作好紀錄。
4)根據不同土質選用護壁泥漿,保持孔壁的穩定。在砂土層中應選用較大重度和粘度、膠體率好的泥漿,必要時在鉆孔時投入摻有片石或卵石的黏土塊,用低錘密擊或讓其在鉆頭轉動中擠入孔壁,起到固壁作用,澆灌過程中,還要注意孔口返漿情況,若孔口冒出細密的水泡,孔內水位突然下降,就意味著可能出現了塌方,此時要及時拔除導管,避免埋管拔不上來。
綜上所述,鉆孔樁施工質量缺陷及通病防治是一個艱巨而復雜的過程,但通病也并非不治之癥,通過我們不斷地探索和改進,在實踐中積累施工經驗,事前認真判定,周密的施工方案和防治措施,嚴格遵循有關的規程操作,發現問題及時處理,以經驗為基礎,以科學數據為依據,精心施工,精心管理,事后總結和改進,積累數據和經驗,在工作中堅持以質量為本,預防為主的方針,一定能在很大程度上減少或防止質量通病的發生。
[1]JTJ 041-2000公路橋涵施工技術規范[S].
[2]JTG D63-2007公路橋涵地基與基礎設計規范[S].
[3]JTG E30-2005公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程[S].