橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制技術(shù)探討

黃明明

(華邦建投集團股份有限公司,甘肅 蘭州730030)

1 鉆孔灌注樁質(zhì)量控制關(guān)鍵點

（1）樁坐標及樁體垂直度的控制；（2）護筒埋置深度；（3）泥漿的含砂率、泥漿比重、粘度率等指標的控制；（4）孔內(nèi)水頭高度的控制；（5）孔的直徑控制；（6）樁底和樁頂標高的控制；（7）清孔質(zhì)量控制，端承樁和摩擦樁分別按不同指標控制；（8）鋼筋籠及其接頭的質(zhì)量控制；（9）鋼導管連接、檢查及水下混凝土灌注質(zhì)量控制。

2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點

2.1 泥漿制備。泥漿主要由水、黏土或膨潤土以及外加劑按一定比例攪拌而成，鉆孔灌注樁施工時，將制備好的泥漿存儲在泥漿池內(nèi)，通過泥漿泵將泥漿注入孔內(nèi)，再從孔口流出至沉淀池，作為一個循環(huán)。泥漿的各項指標應(yīng)根據(jù)成孔方法、地質(zhì)條件等情況加以調(diào)整。在地質(zhì)條件比較復雜，有較厚的覆蓋層時，宜使用PHP泥漿。鉆孔灌注樁泥漿應(yīng)滿足的主要性能指標如表1所示。

表1 泥漿技術(shù)性能指標表——沖擊鉆

2.2 鉆孔。根據(jù)出渣方式的不同，鉆孔灌注樁成孔的主要方法有：螺旋鉆孔、正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔、沖抓鉆孔、沖擊鉆孔、旋挖鉆機鉆孔等。最常用的為沖擊鉆孔，沖擊鉆孔主要技術(shù)要點有：孔位應(yīng)準確，誤差應(yīng)符合設(shè)計及規(guī)范的規(guī)定。剛開始鉆進時，速度不宜過快，以避免護筒底部穿孔。每鉆進1～2m應(yīng)校正鉆孔垂直度[1]。遇到傾斜巖層時，可采取反復回填塊石再沖擊的措施，同時應(yīng)減小沖程，直到巖層被沖擊平整，再繼續(xù)鉆進。遇到溶洞時，可采取回填塊石及黏土的措施，重復幾次，直至溶洞被完全填充，不再漏漿后，再繼續(xù)鉆進。鉆進過程中，應(yīng)定期檢查泥漿的各項性能指標，檢查中心偏位、樁錘直徑偏差等，同時做好鉆渣取樣及記錄工作，以便于鉆進巖層的確認。

2.3 清孔。達到設(shè)計孔底標高并經(jīng)檢查驗收后，應(yīng)立即清孔，避免因清孔滯后，造成鉆渣沉淀，導致難以徹底清孔。清孔方法有很多，有抽漿、換漿、掏渣、砂漿置換鉆渣法等，最徹底的清孔方法為抽漿法。不管采用何種方法，均不得加深孔底來代替清孔，不得采取短時間內(nèi)向孔內(nèi)大量注水的方式清孔。應(yīng)注意清孔的時候孔內(nèi)水頭高度及適宜的泥漿比，否則容易造成塌孔。當泥漿的各項性能指標以及孔底沉渣滿足設(shè)計及規(guī)范要求后，即可停止清孔，進行水下混凝土灌注工作[2]。泥漿性能指標檢測應(yīng)取平均值，分別在孔內(nèi)上、中、下部取樣。灌注水下混凝土前，泥漿的各項性能指標如表2所示。

表2 清孔完成后泥漿應(yīng)滿足的性能指標

2.4 鋼筋籠制作及安裝。（1）鋼筋籠制作。鋼筋籠宜集中在室內(nèi)鋼筋加工場加工及制作。宜推廣滾焊機，以提高鋼筋籠制作質(zhì)量。應(yīng)對鋼筋加工場做統(tǒng)一規(guī)劃，劃分出原材料堆放區(qū)、下料區(qū)、制作區(qū)、待檢區(qū)及成品堆放區(qū)等區(qū)域。主筋端部應(yīng)打磨平整、光滑，無變形。否則應(yīng)使用砂輪鋸打磨平整后再進行車絲處理。箍筋在使用前應(yīng)調(diào)直，下料前應(yīng)保證斷面平整，無撓曲。制作完成的鋼筋籠，應(yīng)在沒有套筒的一側(cè)主筋上安裝保護套，以防因銹蝕或碰撞導致絲頭破壞。按要求分節(jié)并編號，同一樁基的鋼筋籠應(yīng)堆放在一起，嚴禁多層堆放。為防止變形，可每隔適當距離設(shè)置一道三角撐。（2）鋼筋籠運輸及安裝。吊裝鋼筋籠時，吊點應(yīng)設(shè)置在兩端第二道三角撐和主筋的交點處。使用平板運輸車運輸時，應(yīng)加設(shè)墊木防止鋼筋籠在車內(nèi)滾動，平板運輸車的長度應(yīng)大于鋼筋籠分節(jié)長度，防止鋼筋籠一側(cè)懸空而變形。安裝鋼筋籠時，不得觸碰孔壁。鋼筋籠節(jié)段間一般采用套筒連接，每一節(jié)連接時，套筒應(yīng)充分施擰。節(jié)段間的連接處，在下放前應(yīng)按設(shè)計要求間距安裝螺旋筋。不管在何節(jié)段，鋼筋焊接均不得燒傷主筋。鋼筋籠安裝完成后，應(yīng)進行二次清孔，清孔方式與各項指標同第一次清孔。

2.5 水下混凝土澆筑。澆筑水下混凝土前，應(yīng)先對導管做水密承壓試驗，不得做氣壓試驗。混凝土應(yīng)分別在拌合站及灌注現(xiàn)場分別取樣檢測坍落度，以現(xiàn)場檢測為準。混凝土坍落度應(yīng)保持在18～22之間。第一車料必須埋住導管1m以上，灌注過程中應(yīng)保證導管埋深2～6m。應(yīng)設(shè)置專人隨時檢查混凝土上升高度，并以此作為拆除導管節(jié)段的依據(jù)。混凝土應(yīng)連續(xù)灌注，不得中途停頓。發(fā)生導管進水事故，應(yīng)停止灌注，并重新鉆孔及清孔等工序；發(fā)生堵管事故，可敲擊或抖動導管，輔助混凝土下落；發(fā)生鋼筋籠上浮事故，可降低灌注速度，如有必要，可暫停灌注，排除故障后再進行澆筑。

3 質(zhì)量通病及預防

3.1 成樁混凝土。（1）通病現(xiàn)象：局部混凝土松散，粗集料間砂漿少，呈現(xiàn)空隙，有蜂窩狀空洞。原因分析：①配合比不準確，粗細集料稱重不準確；②混凝土拌和不充分，和易性差，混凝土不密實。預防措施：①嚴格按經(jīng)試驗確定的配合比拌制混凝土，采用電子稱重計量；②按規(guī)定的時間拌和，使出料混凝土和易性滿足要求；③灌注水下混凝土時，應(yīng)及時上下抖動導管。（2）通病現(xiàn)象：鋼筋籠露筋。原因分析：①鋼筋籠安裝傾斜；②鉆孔垂直度偏差較大。預防措施：①安裝鋼筋籠時，鋼筋籠應(yīng)懸空固定，確保鋼筋籠安裝垂直度滿足要求；②鉆孔時，應(yīng)經(jīng)常檢查其垂直度。（3）通病現(xiàn)象：混凝土強度上升較慢或者強度偏低。原因分析：①未進行配合比設(shè)計試驗，或配合比不合理；②沒有嚴格按照配合比拌制混凝土；③外加劑的質(zhì)量或摻量不滿足要求；④粗細集料含水率偏差較大，導致配合比改變。預防措施：①應(yīng)及時進行配合比設(shè)計，并經(jīng)批準后才可實施；②加強管理，確保拌合站嚴格按照確定的配合比拌制混凝土；③更換外加劑品牌或調(diào)整摻量，更換或調(diào)整后，應(yīng)經(jīng)驗證后方可用于施工；④應(yīng)隨時檢測砂石等粗細集料的含水率，根據(jù)檢測結(jié)果，再調(diào)整配合比。

3.2 混凝土保護層。通病現(xiàn)象：混凝土保護層厚度過大或過小。原因分析：①混凝土墊塊強度不足，澆筑混凝土前已損壞；②混凝土墊塊數(shù)量不足；③混凝土墊塊安裝位置不準確。預防措施：①墊塊進場后，應(yīng)檢驗其外觀質(zhì)量、尺寸、強度，經(jīng)檢驗合格后方可用于施工；②按設(shè)計及規(guī)范要求的數(shù)量及位置安裝混凝土墊塊，如有必要，可加密。

3.3 鋼筋工程。（1）通病現(xiàn)象：鋼筋機械連接接頭性能不滿足要求。原因分析：①絲頭加工質(zhì)量較差；②套筒質(zhì)量較差；③鋼筋籠節(jié)段間連接時，未充分擰緊。預防措施：①應(yīng)嚴格對絲頭長度、牙口間距、崩邊等進行控制，確保絲頭質(zhì)量；②購買高質(zhì)量的套筒；③鋼筋籠節(jié)段間連接時，應(yīng)充分擰緊。（2）通病現(xiàn)象：加勁箍焊接質(zhì)量較差。原因分析：①焊條質(zhì)量較差；②焊接工人技術(shù)較差；③焊接設(shè)備不滿足要求。預防措施：①更換為高質(zhì)量的焊條；②加強技術(shù)交底或更換焊接工人；③更換為高質(zhì)量的焊接設(shè)備。（3）通病現(xiàn)象：主筋、箍筋間距合格率偏低。原因分析：①工人不熟悉滾焊機；②滾焊機發(fā)生故障。預防措施：①邀請滾焊機生產(chǎn)廠家對工人進行培訓，直至熟悉；②及時與滾焊機生產(chǎn)廠家溝通，及時解決問題。

4 質(zhì)量檢驗

橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)質(zhì)量檢測主要有3種方式，分別為：超聲波法、低應(yīng)變反射波法及鉆孔抽芯法。檢測頻率應(yīng)符合《公路工程基樁檢測技術(shù)規(guī)程》（JTG/T 3512-2020）[3]中的相關(guān)規(guī)定，如表3所示。

表3 樁基檢測頻率表

4.1 低應(yīng)變反射波法檢測。對于采用低應(yīng)變反射波法檢測的樁基，檢測前應(yīng)預先打磨出4個點，直徑約10cm。要求打磨平整、光滑。樁基中心1個點，四周對稱布置3個點。點位距離鋼筋籠主筋間距應(yīng)大于5cm，待檢測樁基樁頭應(yīng)破除，露出密實的混凝土面。檢測示意圖如圖1所示。

圖1 低應(yīng)變反射波法檢測布置示意圖

4.2 超聲波法檢測。樁徑不大于1.8 m的樁基預先按等邊三角形布置3根聲測管，不小于1.8 m的樁基按正方形對稱布置4根聲測管，聲測管應(yīng)固定在鋼筋籠加強筋內(nèi)側(cè)，應(yīng)固定牢固、順直，互相平行，定位準確。一直沿鋼筋籠埋置至樁底，管口搞出樁頂0.5 m以上，管口等高。采用φ6cm套管搭接，并密封接口。底部采用φ74×10Q235鋼板焊接而成，并確保不漏水。聲測管安裝后，管口應(yīng)封閉，防止堵管。聲測管布置如圖2、圖3所示。

圖2 樁徑＜1.8 m時樁基聲測管布置示意圖

圖3 樁徑≥1.8 m時樁基聲測管布置示意圖

4.3 鉆孔抽芯法檢測。單根樁基礎(chǔ)抽芯數(shù)量應(yīng)根據(jù)其直徑確定。樁徑小于1.6 m時，應(yīng)抽取2條芯樣檢測；樁徑不小于1.6 m時，應(yīng)抽取3條芯樣檢測。抽芯位置應(yīng)在距離樁基礎(chǔ)中心0.15 ～0.25 D范圍內(nèi)對稱、均勻布置。對于端承樁，應(yīng)鉆入樁底3D深，且不小于5m；對于摩擦樁，應(yīng)鉆入樁底不小于1m深。鉆孔抽芯布置如圖4、圖5所示。

圖4 樁徑＜1.6 m時鉆孔抽芯布置圖

圖5 樁徑≥1.6 m時鉆孔抽芯布置圖