關(guān)于橋梁鉆孔灌注樁施工管理與質(zhì)量控制

廖志民

(安溪縣路橋建設(shè)發(fā)展有限公司，福建 泉州 362400)

基于促進(jìn)路網(wǎng)加密背景，各地區(qū)不斷加大公路建設(shè)，帶動(dòng)橋梁工程的增加。橋梁架起的是“生命線”，占據(jù)著重要地位，做好施工質(zhì)量的把控，有著現(xiàn)實(shí)意義。其中鉆孔灌注樁的施工大部分在水下進(jìn)行的，是一項(xiàng)工序環(huán)節(jié)較多，工藝比較復(fù)雜，技術(shù)要求較高，工作量較大，并需在一個(gè)較短時(shí)間內(nèi)快速完成的水下隱蔽工程，成樁后也不能進(jìn)行開挖驗(yàn)收，質(zhì)量檢查比較困難。施工過程控制受人為因素影響較大，稍有疏忽，就難免出現(xiàn)質(zhì)量病害，造成病樁或斷樁等重大質(zhì)量事故，危及樁基工程的質(zhì)量，甚至給投資者造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。為此，必須以系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)，推行全面質(zhì)量管理，明確工序質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，建立嚴(yán)格的施工管理和工序質(zhì)量檢查制度，以工序過程控制，來保證成樁質(zhì)量。

1 案例概述

以安溪縣雙安浦口大橋鉆孔灌注樁工程為例，共有48根樁基，其中樁徑Ф1.2 m的8根，樁徑Ф1.5 m的40根，1#～4#墩摩擦樁樁基樁長(zhǎng)范圍為24～26 m，5#～9#墩摩擦樁樁基樁長(zhǎng)范圍為29～32 m，0#臺(tái)嵌巖樁樁長(zhǎng)25 m，10#臺(tái)嵌巖樁樁長(zhǎng)27 m，地質(zhì)情況為：粉質(zhì)粘土、殘積質(zhì)粘性土、全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖，施工樁基之前，由于地勢(shì)起伏較大，采取挖掘機(jī)挖除一定厚度的路基土層，場(chǎng)地大致平整后，再進(jìn)行樁基施工。

2 橋梁鉆孔灌注樁施工管控的要點(diǎn)

2.1 整體把控要點(diǎn)

從落實(shí)整體、落實(shí)管理工作的角度來說，主要如下：(1)施工放樣。組織測(cè)量人員，開展中心樁位的放樣測(cè)量，交樁給工程現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員，實(shí)施樁位保護(hù)措施。(2)護(hù)筒埋設(shè)。組織技術(shù)員，對(duì)護(hù)筒埋設(shè)位置和偏差進(jìn)行復(fù)核。(3)泥漿制備。組織試驗(yàn)員，圍繞泥漿的質(zhì)量指標(biāo)開展檢測(cè)。(4)樁基開鉆。組織技術(shù)員，對(duì)鉆頭對(duì)中和機(jī)械的穩(wěn)定性進(jìn)行檢查。(5)樁基鉆進(jìn)。每根樁在技術(shù)人員見證下采樣留渣；組織技術(shù)員或者安質(zhì)員指導(dǎo)，利用檢孔器，開展終孔檢查，達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)再向監(jiān)理報(bào)驗(yàn)；對(duì)于使用的鋼筋籠，組織技術(shù)員或者安質(zhì)員，開展出廠檢驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)孔口連接的檢查，達(dá)到合格再向監(jiān)理報(bào)驗(yàn)；組織試驗(yàn)員，開展混凝土性能的檢測(cè)，同時(shí)制作試驗(yàn)件，技術(shù)員要做好整個(gè)施工過程的灌注作業(yè)指導(dǎo)。

2.2 施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

準(zhǔn)備工作如下：(1)放樣。完成“三通一平”、施工設(shè)計(jì)文件審核以及原材料檢測(cè)試驗(yàn)等。使用全站儀或者GPS RTK，開展施工放樣；利用S3級(jí)水準(zhǔn)儀，開展高程測(cè)量作業(yè)，施工放樣后插打護(hù)樁，并且保證護(hù)樁牢固穩(wěn)定做好防護(hù)。依據(jù)樁施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況和施工進(jìn)度等，來選擇鉆孔設(shè)備。(2)鉆孔平臺(tái)。以現(xiàn)有的路基作為樁基施工平臺(tái)。(3)埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒采用6 mm厚鋼板制作，其內(nèi)徑比鉆孔樁大30 cm，高度1.5 m～2.0 m。埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，護(hù)筒頂部高出地面0.3 m，并且護(hù)筒周圍非粘土挖除，夯填粘性土至護(hù)筒底0.5 m以下。(4)泥漿制備。鉆孔灌注樁施工使用的泥漿，主要材料為水、黏土與添加劑。對(duì)于黏性土地層，將泥漿比重控制為1.05～1.20；將黏度控制為16～22 s。對(duì)于砂性土地層將泥漿比重控制為1.20～1.45；將黏度控制為19～28 s。落實(shí)施工安全管理和質(zhì)控措施，要注重現(xiàn)場(chǎng)的安全防護(hù)，對(duì)泥漿池周圍利用防護(hù)欄桿做好防護(hù)，并且設(shè)置警示燈。該橋樁基泥漿制備時(shí)，選用水化快、造漿強(qiáng)、粘性強(qiáng)的土質(zhì)。泥漿性能指標(biāo)見表1。

表1 泥漿性能

2.3 鉆孔

安排8臺(tái)鉆機(jī)施工，根據(jù)本地段地質(zhì)資料，擬采用沖擊鉆成孔。

開孔前，將鉆機(jī)調(diào)平并對(duì)準(zhǔn)鉆孔，檢查各種機(jī)具設(shè)備、泥漿制備、水電管路等。沖擊鉆在砂夾土或含少量卵石時(shí)開孔時(shí)，直接向孔內(nèi)投入塊石與粘土1∶1的混合物，以鉆頭沖擊造漿，開孔時(shí)，采用2 m以下的小沖程。鉆進(jìn)過程中，在通過砂、砂礫或砂量較大的卵石層時(shí)，采用1～2 m的中小沖程，并加大泥漿稠度，反復(fù)沖擊使孔壁堅(jiān)實(shí)，防止坍孔。在通過含砂低液限粘土等粘質(zhì)土層時(shí)，降低輸入泥漿稠度并采用1～1.5 m小沖程，防止卡鉆，埋鉆，在通過堅(jiān)硬密實(shí)的巖層或卵石層時(shí)，采用4～5 m的大沖程，使巖石擊破，鉆孔作業(yè)連續(xù)進(jìn)刃不得中斷。在鉆進(jìn)過程中，撈取渣樣，注意地質(zhì)層變化，判別土層并和孔位地質(zhì)柱狀況圖進(jìn)行對(duì)照，并隨時(shí)檢測(cè)泥漿，保證不同土層的泥漿性能指標(biāo)。當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)孔深時(shí)，對(duì)孔深、孔徑和孔形檢查確認(rèn)，符合設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行清孔起鉆。

鉆孔過程中先做好預(yù)防工作，遇到鉆孔事故，及時(shí)處理。

清孔分二次進(jìn)行，當(dāng)孔深達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，經(jīng)監(jiān)理檢查合格后，立即清孔，清孔時(shí)采用適宜的方法，例如高壓沖洗法等，去除存在的附著物和沉淀物，達(dá)到清孔要求后，組織鋼筋籠吊裝作業(yè)，固定好鋼筋籠，進(jìn)行二次清孔，直至泥漿的含砂率降到2%，泥漿比重值1.03～1.10，沉渣厚度不大于50 mm。

2.4 鋼筋籠安裝

(1)鋼筋籠在鋼筋加工棚內(nèi)集中制作，鋼筋籠每隔1～2 m設(shè)置十字加勁撐，以防鋼筋骨架在運(yùn)輸和就位時(shí)變形；加勁筋設(shè)在主筋的內(nèi)側(cè)，環(huán)形筋設(shè)在主筋的外側(cè)，并同主筋進(jìn)行點(diǎn)焊。

(2)鋼筋骨架事先安設(shè)控制鋼筋骨架與孔壁凈距的混凝土圓餅墊塊，墊塊可靠地等距離點(diǎn)焊在鋼筋骨架上，其沿樁長(zhǎng)的間距不超過2 m，橫向圓周不少于4處。

(3)鋼筋籠采用汽車吊下放，第一節(jié)鋼筋籠放入孔內(nèi)，在護(hù)筒頂用槽鋼穿過加勁箍下掛住鋼筋籠，并保持槽鋼水平和鋼筋籠垂直；吊放第二節(jié)鋼筋籠與第一節(jié)對(duì)準(zhǔn)后進(jìn)行主筋單面搭接焊，在同一截面內(nèi)，鋼筋接頭數(shù)量不得超過鋼筋總數(shù)1/2，接頭相互間距須大于100 cm，確保鋼筋焊接質(zhì)量，焊接完成后進(jìn)行循環(huán)下放；下放鋼筋籠時(shí)要緩慢均勻，根據(jù)下籠深度，隨時(shí)調(diào)整鋼筋籠入孔的垂直度，盡量避免其傾斜及擺動(dòng)；鋼筋籠下放完畢用短鋼筋將槽鋼和頂?shù)跞赣谧o(hù)筒上，防止鋼筋籠下落和上浮。

(4)設(shè)置超聲波檢測(cè)所用Φ50 mm預(yù)埋鋼管，鋼管按等邊三角形布設(shè)，預(yù)埋時(shí)綁在鋼筋籠內(nèi)側(cè)，樁基素混凝土段范圍內(nèi)每隔1 m設(shè)置一道加強(qiáng)筋，鋼管底密封，管頂加蓋防雜物落入，和鋼筋籠一起入孔。

2.5 混凝土灌注

鉆孔灌注樁施工進(jìn)入到灌注環(huán)節(jié)，事前進(jìn)行孔檢查和檢測(cè)，保證孔深和孔徑等指標(biāo)達(dá)標(biāo)。其中如樁徑Ф1.2 m樁基：a、導(dǎo)管采用內(nèi)徑300 mm的快速卡口導(dǎo)管，單節(jié)長(zhǎng)2～4 m。導(dǎo)管在使用前組裝編號(hào)，并進(jìn)行水密、承壓、接頭抗拉試驗(yàn)。導(dǎo)管下放過程中保持位置居中，軸線順直，徐徐下放，防止卡掛鋼筋籠或碰撞孔壁。并在施工中做好導(dǎo)管安裝的長(zhǎng)度復(fù)核和檢驗(yàn)記錄，以確保混凝土灌注順利進(jìn)行。

(1)導(dǎo)管頂部?jī)?chǔ)料斗容量計(jì)算：3.14×0.82×1.6=3.22 m3。

(2)h1=HwYw/Yc=(18-1.0-0.4)m×11 KN/m3÷24 KN/m3=7.61 m

式中：h1-孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H2時(shí)導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外(或泥漿)壓力所需的高度(m)；Hw-井孔內(nèi)水或泥漿的深度；Yw-井孔內(nèi)水或泥漿的重度(11 KN/m3)；Yc-混凝土拌合物的重度(24 KN/m3)。

(3)V=πD2/4(H1+H2)+πd2/4×h1

=2.39

式中：V-灌注首批混凝土所需數(shù)量(m3)；D-樁孔直徑(m)；H1-樁孔底至導(dǎo)管底端間距，一般為0.4 m；H2-導(dǎo)管初次埋置深度(m)；d-導(dǎo)管內(nèi)徑(m)。

(4)混凝土原材料，混凝土配合比由試驗(yàn)確定，混凝土中摻入礦物摻合料，并與適當(dāng)?shù)耐饧觿┫嘟Y(jié)合，提高混凝土的耐久性。

①水泥：采用質(zhì)量穩(wěn)定、活性較高的P.O42.5R普通硅酸鹽水泥。

②粗骨料：選用質(zhì)地堅(jiān)硬、致密、強(qiáng)度高、級(jí)配良好的碎石，碎石規(guī)格5～31.5 mm，粗骨料的技術(shù)要求及有害物質(zhì)含量符合規(guī)范要求。

③細(xì)骨料：采用潔凈、堅(jiān)硬、耐久、級(jí)配良好的中粗砂，細(xì)度模數(shù)在2.6～3.2，含泥量≤2%。

④外加劑：為了推遲混凝土的初凝時(shí)間，以利于混凝土的灌注，在混凝土的攪拌過程中，摻入適量的緩凝高效減水劑。

(5)混凝土拌和、運(yùn)輸：由中創(chuàng)混凝土公司集中拌制，混凝土運(yùn)輸采用9 m3混凝土輸送車運(yùn)輸并直接輸送到儲(chǔ)料斗。

(6)混凝土灌注：混凝土灌注前，根據(jù)需要確定是否進(jìn)行二次清孔，使孔底沉渣厚度符合規(guī)定。灌注時(shí)，導(dǎo)管底部距孔底250～400 mm，先計(jì)算好封底混凝土的數(shù)量，以確保導(dǎo)管埋入深度不小于1 m，首批混凝土灌入孔底后，立即探測(cè)孔內(nèi)混凝土面高度，如符合要求，即可正常灌注。為防止鋼筋骨架上浮，當(dāng)灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部1 m左右時(shí)，降低混凝土的灌注速度，當(dāng)混凝土拌合物上升到骨架底口4 m以上時(shí)，提升導(dǎo)管，使其底口高于骨架底部2 m以上即可恢復(fù)正常灌注速度。

水下混凝土灌注連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，并加強(qiáng)灌注過程中混凝土面高度和混凝土灌注量的測(cè)量和記錄工作。灌注將近結(jié)束時(shí)，由于導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱高度減小，壓力降低，而導(dǎo)管外的泥漿所含渣土稠度增加，相對(duì)密度增大，會(huì)出現(xiàn)混凝土頂升困難，可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土，使灌注工作順利進(jìn)行。

為確保樁頂混凝土質(zhì)量，樁混凝土灌注要比設(shè)計(jì)高0.5～1 m，多余部分在接樁前鑿除。灌注時(shí)，每根樁至少做二組抗壓試件。

(7)鉆孔樁成樁后，達(dá)到強(qiáng)度，逐樁采用超聲波或其它方法檢測(cè)樁的質(zhì)量。

3 橋梁鉆孔灌注樁施工管控的策略

3.1 明確標(biāo)準(zhǔn)化要求

把施工標(biāo)準(zhǔn)化落實(shí)在分項(xiàng)工程，分項(xiàng)工程按“五項(xiàng)”標(biāo)準(zhǔn)化控制執(zhí)行，如圖1所示。灌注樁一般規(guī)定：

圖1 施工標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)成圖

(1)灌注樁施工要組織專業(yè)隊(duì)伍負(fù)責(zé)，施工前測(cè)量放樣應(yīng)已完成，并經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格；(2)做好技術(shù)準(zhǔn)備，按照設(shè)計(jì)資料提供的地質(zhì)剖面圖，選用適當(dāng)?shù)某煽追绞揭约般@機(jī)和鉆頭；(3)對(duì)于溶洞地區(qū)，應(yīng)詳細(xì)調(diào)查掌握溶洞位置與范圍的大小，根據(jù)每個(gè)樁位地質(zhì)資料，結(jié)合設(shè)計(jì)提出施工方案。(4)配備處理施工故障的備用機(jī)具設(shè)備并根據(jù)溶洞發(fā)育情況，備足袋裝粘土、片石、袋裝水泥等應(yīng)急材料，在合適位置設(shè)置大泥漿池備足泥漿和泥漿泵，確保溶洞鉆穿時(shí)迅速補(bǔ)漿，防止塌孔；(5)泥漿制備材料(如膨潤(rùn)土等)已進(jìn)場(chǎng)，鉆孔前應(yīng)完成泥漿循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)置，拌制的泥漿應(yīng)經(jīng)檢驗(yàn)且符合規(guī)范的要求；(6)對(duì)主要機(jī)具的安裝、配套設(shè)置的就位等各項(xiàng)準(zhǔn)備工作進(jìn)行檢查；(7)熟悉和分析施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、水文相關(guān)資料、施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、排查施工區(qū)域內(nèi)的地下管線、地下構(gòu)筑物、危險(xiǎn)建筑等的分布情況；(8)淺水區(qū)域的灌注樁在征得河道、水務(wù)等部門的同意后，可采用筑島法施工，較深水域的灌注樁施工應(yīng)搭設(shè)操作平臺(tái)，平臺(tái)宜采用鋼管樁搭設(shè)，橫梁可采用型鋼或桁架等。

3.2 做好施工安全管理

橋梁施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境較為復(fù)雜，極易引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)，影響生產(chǎn)的安全。落實(shí)施工管理措施，要遵循鉆孔灌注樁安全施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，圍繞作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全防護(hù)和安全施工等，落實(shí)安全監(jiān)督檢查，排查潛在的安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)，把關(guān)鉆孔灌注樁施工的安全。管理人員要做好施工現(xiàn)場(chǎng)的安全巡視檢查和監(jiān)督，嚴(yán)格保障生產(chǎn)的安全。

3.3 做好施工質(zhì)量監(jiān)督

橋梁工程實(shí)行首件工程認(rèn)可制。根據(jù)鉆孔灌注樁施工質(zhì)量管理的目標(biāo)和任務(wù)，細(xì)化落實(shí)到質(zhì)檢工程師和技術(shù)員等頭上，分解質(zhì)量管控任務(wù)，把關(guān)工程施工的質(zhì)量和效益。積極推廣應(yīng)用現(xiàn)代化管理手段，比如智慧工地系統(tǒng)等，搭建鉆孔灌注樁施工管理信息化平臺(tái)，做好各個(gè)部門和人員之間的有效溝通，著力解決施工質(zhì)量管控問題，保障鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量和效益，推動(dòng)橋梁建設(shè)高質(zhì)量落實(shí)，打造高品質(zhì)橋梁。做好施工質(zhì)量管理的考核，發(fā)現(xiàn)鉆孔灌注樁施工問題后，提出解決和優(yōu)化的策略，把關(guān)鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，橋梁鉆孔灌注樁施工作業(yè)的管理和質(zhì)量把控，要貫徹全過程管控理念，落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)化要求，做好嚴(yán)格的控制。文中結(jié)合實(shí)例，分析了鉆孔灌注樁施工管控的要點(diǎn)，圍繞安全和質(zhì)量管理，提出了具體的策略。通過全面落實(shí)安全文明施工管理和質(zhì)量控制措施，有利于強(qiáng)化施工效益的管控，保障橋梁建設(shè)的質(zhì)量。