佟愛玲 卜 素
(1.江西建設職業技術學院,江西南昌 330200; 2.江西直方數控動力有限公司,江西南昌 330200)
房屋建筑鉆孔灌注樁基礎施工要點分析
佟愛玲1卜 素2
(1.江西建設職業技術學院,江西南昌 330200; 2.江西直方數控動力有限公司,江西南昌 330200)
介紹了房屋建筑鉆孔灌注樁施工技術要點,針對鉆孔灌注樁鋼筋籠上浮、斷樁及成孔質量差等質量通病的產生原因,提出了施工質量的補救方法,旨在保障鉆孔灌注樁的施工質量和效率,提高房屋建筑結構的基礎承載性能。
房屋建筑,樁基礎,鉆孔灌注樁,成樁質量
基礎是房屋建筑結構的關鍵工程,承擔其運營期間的各種不利荷載作用,同時保障上部結構安全及正常使用。房屋建筑的基礎類型眾多,包括擴大基礎、地下連續墻、沉井基礎和樁基礎等,其中樁基礎通過設置承臺和樁基連接的方法承擔房屋建筑上部結構荷載,不僅具有較高的承載性能及較低的沉降變形性,同時能夠節約施工周期,解決特殊地基土的承載力問題,近些年被廣泛應用于房屋建筑的基礎工程中。
鉆孔灌注樁是樁基礎主要施工型式,通過機械鉆孔的方法在地基土中形成樁孔,并鋪設鋼筋籠、灌注混凝土而形成樁基結構,為了配合鉆孔過程往往采用泥漿護壁或者套管護壁方式,采用泥漿護壁的方法居多,因此鉆孔灌注樁的典型施工過程是[1,2]:機械就位→鉆孔機安裝及定位→埋設護筒→泥漿制備→鉆孔→清孔→吊放鋼筋籠→灌注水下混凝土,依次循環直到滿足要求。然后,鉆孔灌注樁施工過程中仍然會存在各種質量問題,例如鋼筋籠上浮、塌孔、斷樁、樁身傾斜等,這些質量問題一方面影響施工過程下一步中的鉆孔質量,另一方面也影響鉆孔灌注樁的后期承載性能[3,4],因此需要在施工中快速解決,保障鉆進質量和成孔質量。
本文首先總結鉆孔灌注樁施工的幾個關鍵步驟和施工技術要點,并分析在鉆孔灌注樁施工中存在的主要質量問題,分析質量病害的產生原因以及補救方式,為房屋建筑的鉆孔灌注樁基礎施工提供參考。
從鉆孔灌注樁的典型施工流程來看,影響成樁質量和施工效率的主要步驟是護筒埋設、泥漿制備、鉆孔清孔、混凝土灌注等四個主要工序。
1)護筒埋設。護筒的精準埋設定位,是保證樁基礎施工質量和精度的關鍵。在進行護筒埋設過程中,需要配合使用全站儀進行精準定位和放樣,護筒需要確保比樁徑稍大些,以方便鉆進;護筒應該時刻保持高出地面0.3 m左右。由于護筒的放樣精度直接影響成樁質量,因此需要選用材料強度高的鋼材作為護筒材料,并使鉆進中護筒垂直、不變形。
2)泥漿制備。鉆孔灌注樁施工中,泥漿起到護臂和懸浮泥渣的關鍵作用。因此泥漿質量需要滿足要求,其稠度需要根據底層變化進行機動改變,防止太稠或者太稀,達到灌注強度的目的。
3)鉆孔和清孔。鉆孔和清孔是出現質量問題的關鍵步驟,如鉆頭斷裂、塌孔、鉆進傾斜、雜質等。主要的施工要點是:保持鉆孔連續進行,避免中途停止,勻速鉆進,即便是遇到巖石也需要維持鉆進功率在一定水平,保證鉆孔的質量連續性。清孔需要及時將孔內雜質清除,如不及時很容易引起塌孔現象,清孔后需要保證孔內的泥沙和沉淀滿足要求。
4)混凝土灌注。鉆孔灌注樁的混凝土澆筑一般屬于水下混凝土施工,灌注前需要確保鋼筋籠安裝就位,避免灌注中上浮問題;灌注前需要檢查混凝土的拌合均勻性及坍落度,避免不滿足質量要求的混凝土進行灌注,否則將使得混凝土澆筑質量過差。灌注應該嚴格保持連續,避免不連續造成的斷樁現象。
房屋建筑的鉆孔灌注樁施工,其主要質量問題是鋼筋籠上浮、斷樁及成孔質量差等,以下將詳細分析這三類典型病害的特征及發生原因。
2.1 鋼筋籠上浮
鋼筋籠上浮是指灌注混凝土過程中鋼筋籠會出現往上浮的現象。鋼筋籠上浮的原因是多方面的,一方面,混凝土灌注速度的間歇時間控制不當會引起上浮,其他因素如孔底沉淀層厚度過大、鉆孔傾斜、導管埋深過大、混凝土質量不合格等。鋼筋籠上浮主要在混凝土灌注初期比較明顯,因此需要在這個階段密切關注鋼筋籠的上浮問題,鋼筋籠的上浮直接影響設計承載力,嚴重情況下需要返工。
2.2 斷樁
混凝土的灌注質量主要出現在首節位置,需要關注樁頂部位的灌注質量,是否出現疏松、夾泥甚至斷樁的問題,其中斷樁是主要病害。
斷樁的主要型式如圖1所示,斷樁將導致樁基不能發揮承載效果,需要進行加固或者重新施工,因此需要引起特別關注。斷樁的產生原因也是多方面的:混凝土坍落度不滿足要求,坍落度偏大會使混凝土離析導致導管阻塞混凝土灌注不均勻,坍落度偏小則混凝土下落阻力加大導管阻塞可能,最終導致卡管引發斷樁;灌注混凝土直接從孔口倒入;清孔過程中對孔內泥漿含沙量控制不嚴格導致沉渣過厚。

圖1 鉆孔灌注樁斷樁主要型式
2.3 成孔質量差
鉆孔灌注完成后會因為各種施工原因導致成孔質量并不能滿足要求,主要表現在樁徑縮短、塌孔、樁孔偏斜等現象。輕微的成孔質量差對樁基承載力影響較小,但是成孔質量很差時,如果不進行加固處理將不能滿足樁基承載要求。
1)樁徑縮短。施工中如果實際的樁徑小于設計樁徑尺寸達到2 cm以上均認為是樁徑縮短。縮頸的產生原因往往是灌注混凝土過程中造成孔壁坍塌或者脫落等原因,另外導漿管的上拔過程中速度太快或者太高也會導致樁徑縮小。縮徑的直接后果是鋼筋的保護層厚度不足甚至露筋,導致鋼筋銹蝕影響承載性。
2)塌孔。塌孔是成孔中最容易發生的質量隱患,塌孔不僅導致樁基夾泥也會導致孔徑質量不滿足要求。塌孔產生的原因一方面是泥漿護壁質量,泥漿指標不滿足要求時容易導致護壁效果不好引發塌孔;另一方面是鉆進速度控制不佳,特別是在特殊土段,回填土、松軟土層及流砂層鉆進中需要嚴格控制速度避免塌孔。
3)樁孔偏斜。樁孔偏斜是成孔的垂直度及線形不滿足設計,存在垂直偏離的情況。鉆孔偏斜的直接原因包括采用彎曲鉆具或者破損鉆具、鉆孔機械定位不準確、施工放樣本身存在偏差、鉆進中碰到巖石或者類似障礙物、鉆架未進行調平或場地本身不平整、成孔方法不佳等原因。樁孔傾斜不大對承載力影響較小,超過設計誤差范圍,需要進行矯正或者重新施工。
對于鉆孔灌注樁施工過程出現的質量病害,大部分是可以通過有效手段進行補救的,而如果不能進行補救,只能重新進行施工。
1)斷樁接樁法。針對于淺層斷樁問題,可以將斷樁處的混凝土和雜質進行徹底清除,然后重新布設灌注樁模板并綁扎鋼筋,進行重新灌注,延長樁長。本方法需要注意后灌注的混凝土標號等級要大于已成型的灌注樁,并對缺陷補長處進行養護處理。
2)增大截面法。針對于灌注樁縮徑以及軸線偏離等質量缺陷,可以采用增大截面的方法,鑿除缺陷處混凝土,根據需要增加的截面配置鋼筋,并在缺陷處采用沖擊鉆鉆孔,清理后進行植筋,將新增加的混凝土截面與原有截面整體連接在一起。
3)沉渣高壓注漿法。對于鉆孔灌注樁樁長過短或者底部沉渣較多的情形,或者混凝土澆筑質量不高,出現離析現象等,可以采用高壓注漿方法,將配置好的水泥漿密封質量缺陷部位。
4)鑿除法。對于病害非常嚴重且不能通過簡單補救措施保證質量時,可以鑿除原有的灌注樁,并在原有位置重新灌注。該方法效率低,而且不能保障新施工的樁基同樣保證質量,主要應用在公路工程中,建筑工程應用較少。
5)補樁法。對于原有灌注樁施工質量問題非常嚴重,無法進行補救或者補救需要較高代價時,則必須廢除原有樁體并在原址附近補加新樁,新樁與原有樁體形成二樁結構。補樁施工需要注意新增加的樁體不對周圍樁結構的施工造成不利影響。
鉆孔灌注樁是房屋建筑的重要基礎結構型式,具有承載力高、變形小、施工效率高等突出優勢。文章總結了房屋建筑的鉆孔灌注樁施工主要過程及其關鍵技術,并分析了施工中存在的主要質量問題及成因,最后提出施工質量的補救措施,用于保障樁基結構的施工質量和效率。
[1]李 佳,黃德鴿,唐文生.鉆孔灌注樁施工常見質量問題分析及防治措施[J].工業建筑,2012(S1):721-724.
[2]王 健.鉆孔灌注樁施工技術在房屋建筑工程中的應用[J].中華建設,2012(9):320-321.
[3]趙志遠.鉆孔灌注樁的施工質量問題及措施[J].山西建筑,2009,35(21):212-213.
[4]楊 麗.鉆孔灌注樁施工技術與質量控制方法[J].山西建筑,2013,39(29):54-55.
Analysis on building bored pile foundation construction points
Tong Ailing1Bu Su2
(1.Jiangxi Vocational College of Construction,Nanchang 330200,China; 2.Jiangxi Zhifang Data Control Dynamic Power Co.,Ltd,Nanchang 330200,China)
The paper introduces building bored pile construction technology points.In light of bored pile steel cage floating,pile broken and poor hole-forming and other quality diseases,it puts forward construction quality rescuing methods,with a view to guarantee bored pile construction quality and efficiency and to improve building structure foundation bearing performance.
building,pile foundation,bored pile,pile-forming quality
TU473.14
:A
1009-6825(2016)36-0080-02
2016-10-15
佟愛玲(1982-),女,工程師,講師; 卜 素(1977-),男,工程師