摘 要:本文著重介紹了鉆孔灌注樁在各類土木工程中廣泛應(yīng)用,具有抗震性好、承載力大、施工噪音小、可以解決特殊地基沉載力等諸多優(yōu)點。目前在國內(nèi)地基基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中鉆孔灌注樁基礎(chǔ)已占據(jù)了重要地位,但灌注樁地下施工不可預(yù)計因素多,施工工藝比較繁瑣,工程質(zhì)量較難控制;樁基施工既有機械操作,又有鋼筋加工、混凝土拌制和灌注等多種工作,工序種類繁多,影響因素多,水下混凝土施工要求嚴(yán)格,稍有不慎,就可能出現(xiàn)孔底沉泥、縮頸、夾渣、斷樁等質(zhì)量事故,因此,施工中從測量放樣開始,每道工序、每個環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格監(jiān)管。  
要確保鉆孔灌注樁施工質(zhì)量,首先要有一套完善的施工技術(shù)和措施來保證,編制詳細(xì)且符合施工現(xiàn)場實際,具有針對性的施工組織設(shè)計;其次是有一支豐富經(jīng)驗和過硬技術(shù)的施工管理團隊,加強過程質(zhì)量驗收和控制,采取有效措施,嚴(yán)把施工質(zhì)量。
由于鉆孔灌注樁施工的隱蔽性和不可預(yù)見性,施工工藝復(fù)雜,質(zhì)量較難控制,文章以中國杭州人壽大廈樁基工程為實例,結(jié)合鉆孔灌注樁采用的正、反循環(huán)施工工藝和技術(shù)措施特點,詳細(xì)分析和論述了施工工藝技術(shù)及質(zhì)量控制要點。

關(guān)鍵詞: 鉆孔灌注樁  施工工藝  技術(shù)措施  質(zhì)量控制

一、前 言

現(xiàn)在鉆孔灌注樁在工程被普便使用,特別是在高層建筑的基礎(chǔ)施工中,因其在同等地質(zhì)條件下,可通過加大樁端的接觸面,大幅提高樁的承載力,相應(yīng)地可大幅減少工作量,降低工程成本而被逐步推廣應(yīng)用。而在施工過程中要確保鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量,首先要有一套完善的施工技術(shù)和措施,本文就結(jié)合中國杭州人壽大廈樁基工程為實例,采用鉆孔灌注樁施工中的有關(guān)實際應(yīng)用進行詳細(xì)分析和論述。

二、正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進施工工藝

(一)正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進施工工藝技術(shù)措施
GPS-10型鉆機施工主要采用“自打自灌”的方式進行,即由該設(shè)備完成從成孔、清孔、下鋼筋籠、下導(dǎo)管、灌注成樁和設(shè)備移位等全面工作。
1、設(shè)備參數(shù)
(1) GPS-10型正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機
1)底座通孔直徑1米
2)鉆孔深度(米):100
3)鉆盤最大扭矩(千牛.米):8
4)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分):正反44、77、139
5)主卷揚機單繩提升能力(千牛):30
6) 副卷揚機單繩提升能力(千牛):20
7)鉆塔額定負(fù)荷(千牛):180
8)鉆塔高度(米):9
9)鉆機功率(千瓦):37
10)主機外形(工作狀態(tài))(米):5*2.93*10.3
11)主機重量(噸):6.47
12)行走方式:走管式
(2) 施工工藝流程

圖1 正循環(huán)鉆孔灌注樁施工流程圖
測量定位:測量定位選用高精度的全站儀和鋼卷尺,工程測量基準(zhǔn)點用混凝土澆筑固定,并安裝防護標(biāo)志,防止重車輾壓和重物碰撞而產(chǎn)生的移位,基準(zhǔn)方位安設(shè)在視線范圍內(nèi)的不產(chǎn)生變形物上,或設(shè)點加以混凝土保護。
在測定樁位前,先復(fù)校建筑物基點,閉合測量。搞清基點與紅線關(guān)系,符合誤差允許要求后,再測定樁位。
測定樁位分三次,第一次測量主要根據(jù)鉆孔樁的特點放出基準(zhǔn)樁位軸線和樁孔位置;第二次在埋放護筒時測量一次,確保護筒中心與樁位偏差不大于50mm,并做好樁位標(biāo)志,然后用水準(zhǔn)儀測量護筒標(biāo)高,做好測量記錄;第三次測量,在鉆機就位前進行,并檢查鉆機是否對準(zhǔn)樁心標(biāo)記。
埋設(shè)護筒:護筒作用為保護孔口,隔離上部雜填松散物,是防止孔口塌陷的必要措施,也是控制定位,標(biāo)高控制的基準(zhǔn)點。因此,每根樁施工前必須埋設(shè)護筒。護筒選用大于樁徑10cm的鋼制護筒,埋入深度以滿足隔離雜填土,防止孔口塌陷為準(zhǔn),護筒外周間隙用粘土回填并搗實,以確保護筒穩(wěn)定牢靠。
鉆機就位:鉆機就位時,轉(zhuǎn)盤中心對準(zhǔn)樁位中心標(biāo)志,偏差應(yīng)小于10mm,用水平尺檢查轉(zhuǎn)盤水平度,并做到天車中心、轉(zhuǎn)盤中心與樁位中心(三心)成一垂線。
成孔:本工程成孔采用正循環(huán)鉆進施工工藝,鉆頭均選用三翼條形刮刀鉆頭(工程樁施工采用“超前式”筒式鉆頭),機上鉆桿安裝導(dǎo)向鋼絲繩,減輕機上鉆桿在回轉(zhuǎn)時的幌動,并在鉆頭上部約1.5米處設(shè)扶正器,以增加鉆頭在孔底回轉(zhuǎn)時穩(wěn)定性,使鉆進平穩(wěn),孔壁完整,鉆孔垂直。
正循環(huán)鉆進參數(shù)控制范圍如下:鉆壓6-15kN,轉(zhuǎn)速47-108r/min,泵量75m3/h。
施工中應(yīng)根據(jù)地層情況,合理選擇鉆進參數(shù),一般開孔宜輕壓慢轉(zhuǎn),正常鉆進時鉆進速度控制在6m/h以內(nèi),臨近終孔前放慢鉆進速度以便及時排出鉆屑,減少孔內(nèi)沉渣。
護壁:鉆孔形成時,由于受地層覆蓋土壓力的作用,使自由面產(chǎn)生變形,泥漿使用得當(dāng)可以抑制變形的產(chǎn)生。根據(jù)本工程地質(zhì)巖土物理性能,選用原地層自然造漿,局部加膨脹土調(diào)漿施工,以改善泥漿物理性能,確保護壁質(zhì)量。
泥漿:根據(jù)本工程的地質(zhì)情況,泥漿使用的基本原則為孔內(nèi)自造漿加人造泥漿施工,選用不同的泥漿性能參數(shù),來平衡地層的側(cè)壓力,以抑制孔壁的縮頸、坍塌。
泥漿性能參數(shù)指標(biāo)控制范圍如下:漏斗粘度:18~20s、泥漿比重:1.15~1.30、含砂率: 4~8%。
持力層的確定:施工時應(yīng)結(jié)合設(shè)計孔深要求對照工程地質(zhì)報告和上返巖樣及進尺速度等確定入持力層的深度,并按設(shè)計要求確定終孔深度(抗拔樁以樁長控制,抗壓樁進行(14)2≥7米)。
清孔:是鉆孔灌注樁施工重要的一道工序,清孔質(zhì)量的好壞直接影響水下砼灌注施工、樁身質(zhì)量與承載力的大小。在鉆進將至終孔深度時,減緩鉆進速度,使土層顆粒充分水化分散,為清孔的順利進行,作好必要的前期準(zhǔn)備。第一次清孔利用成孔結(jié)束時不提鉆慢轉(zhuǎn)清孔,調(diào)制性能好的泥漿替換孔內(nèi)稠泥漿與鉆屑,時間一般控制在30分鐘左右。第二次清孔是在下好鋼筋籠和導(dǎo)管后進行,利用導(dǎo)管內(nèi)通孔輸送大泵量泥漿清孔,清孔時,經(jīng)常上下竄動導(dǎo)管,以便能將孔底周圍虛土清除干凈。每次清孔后沉渣均達到設(shè)計要求,并在第二次清孔后立即灌入第一斗混凝土。

(二)反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進施工工藝
本工程承壓樁擬采用反循環(huán)施工工藝,施工設(shè)備采用GPS-20型鉆機,采用大泵量泵吸反循環(huán)鉆進,鉆機施工主要采用“自打自灌”的方式進行,即由該設(shè)備完成從成孔、清孔、下鋼筋籠、下導(dǎo)管、灌注成樁和設(shè)備移位等全面工作。其施工工藝過程基本和正循環(huán)成孔工藝相同。
1、設(shè)備參數(shù)
(1)GPS-20型工程鉆機
1)鉆孔直徑 (mm):2000
2)鉆進深度 (m):80
3)轉(zhuǎn)盤扭矩 (kn.m):30
4)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速(正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)) (r/min): 8.14.18.26.32.56
5)功率 (kw):30
6)砂石泵配套及功率 (kw):8BS砂石泵(55)
7)鉆塔有效高度(m):8.5-10.5
8)鉆機功率 (kw):37
9)主機外形尺寸(長×寬×高):工作狀態(tài)(mm) 5670×2400×9350 運輸狀態(tài) (mm) 9800×2400×2520
10)主機重量(噸):13
11)行走方式:軌道式
2、 施工工藝流程
(1)測量定位
同正循環(huán)施工。
(2)埋挖護筒
采用泵吸反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進施工方法,對孔口保護及護筒的埋設(shè)要求較高,一般要求埋設(shè)深度為2米,護筒必須有足夠的強度和剛度,保證施工中不會發(fā)生變形。
(3)鉆機就位
基本同上控制措施;GPS-20型采用軌道上行走或者采用吊車直接就位,鉆頭采用三翼刮刀鉆頭。
(4)反循環(huán)泥漿池布置
反循環(huán)施工時,其泥漿循環(huán)系統(tǒng)與正循環(huán)施工工藝不同,泥漿必須在施工現(xiàn)場形成自然回流,不足部分才采用泥漿泵孔口補充;具體如圖2所示。


圖2 反循環(huán)泥漿系統(tǒng)圖
(5)反循環(huán)施工
GPS-20型鉆機反循環(huán)參數(shù)控制:扭矩30 KN·m,轉(zhuǎn)速 32-56 r/min,砂石泵排量360m3/h。
GPS-20型鉆機采取反循環(huán)鉆機施工工藝,在0~4m段應(yīng)采用正循環(huán)鉆進倒方式,然后再轉(zhuǎn)入反循環(huán)的施工。
開鉆時,為防止堵塞鉆頭的吸渣口,將鉆頭提高距孔底約20~30cm, 將真空泵加足清水(為便于真空啟動,不得用臟水),關(guān)緊出水控制閥和沉淀室放水閥使管路封閉, 打開真空管路閥門使氣水暢通,然后啟動真空泵,抽出管路內(nèi)的氣體,產(chǎn)生負(fù)壓,把水引至泥石泵, 通過沉淀室的觀察窗,看到充滿水時關(guān)閉真空泵,立即啟動泥石泵。當(dāng)泥石泵出口真空壓力達到0.2Pa時,打開出水控制閥,把管路中的泥水混合物排到沉淀地,形成正循環(huán)后,啟動鉆機慢速開始鉆進。在護筒內(nèi)鉆進時,GPS-20型鉆機應(yīng)維持在低轉(zhuǎn)速8~14轉(zhuǎn)以下鉆進,使進尺速率保持在0.8~1.2m/h之間,特別是在開孔鉆進時控制在0.8m/h以下;在鉆頭出護筒至地層鉆進時,在保證懸吊鉆進的前提下保證孔底有最大的鉆壓;反循環(huán)施工鉆進時,一定要防止鉆具產(chǎn)生較大的晃動,以免擴孔或者孔壁坍塌,同時根據(jù)孔內(nèi)泥漿性能的變化不斷進行補漿調(diào)整。
當(dāng)一節(jié)鉆桿鉆完時,先停止轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動,并使反循環(huán)系統(tǒng)持續(xù)工作至孔底沉渣基本排凈(約需1~3 分鐘),然后關(guān)閉泥石泵,接長鉆桿;在接頭法蘭盤之間墊3~5mm厚的橡皮圈,并擰緊螺栓,以防漏 氣、漏水;然后繼續(xù)鉆進。
(6)反循環(huán)施工泥漿參數(shù)調(diào)整
在反循環(huán)鉆進過程中,泥漿比重控制在1.10-1.25,使泥漿具有一定的液柱壓力,以達到平衡孔壁外圍地層壓力,穩(wěn)定孔壁,滿足反循環(huán)施工工藝的要求,粘度控制在20~25秒,以滿足鉆進護壁和二次清孔的 要求;PH值維持在8~9左右,使泥漿處于堿性狀態(tài),提高粘土的分散度。泥漿性能指標(biāo)選擇,如表1所示。

泥漿使用的基本原則為孔內(nèi)自造漿和結(jié)合人工造漿施工,同時針對反循環(huán)鉆機施工和復(fù)雜地層的施工,采用膨脹土造漿配以化學(xué)漿液調(diào)節(jié)性能,具體實施如下:
1)泥漿配方
①水。
②膨潤土粉或粘土:水重量的7%。
③純堿:膨潤土粉或粘土重量的5%。
④Na-CMC:泥漿重量的0.1-0.2%。
2)配制泥漿
①將CMC配成濃度為2~3%的Na-CMC水溶液備用。
②攪拌筒內(nèi)先加規(guī)定數(shù)量的1/2的水,開動攪拌機再繼續(xù)加水至規(guī)定數(shù)量的同時,加入純堿和膨潤土粉,再攪拌數(shù)分鐘,然后加入Na-CMC溶液,繼續(xù)攪拌數(shù)分鐘,過篩倒入泥漿池中。
③配制的泥漿靜置24小時后才能使用。
3)泥漿性能
比重1.05~1.10%,粘度18~20s,含砂量≤4%,膠體率大于95%。
4)泥漿性能調(diào)整
①開孔,比重1.2~1.3,粘度20~25s,含砂量小于5%,膠體率大于95%。
②砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土,比重1.10~1.15,粘度20~22s,含砂量小于5%。
(7)采用反循環(huán)應(yīng)注意的幾個問題
1)采用GPS-20型反循環(huán)施工,應(yīng)密切注意孔口護筒的埋深和孔口泥漿液面的變化,如不能及時補充孔口泥漿,易造成孔口液面下降至護筒以下,造成對孔壁的沖刷,引起鉆孔坍塌,造成埋鉆或者充盈系數(shù)偏大等質(zhì)量事故.
2)采用反循環(huán)施工,在啟動反循環(huán)工藝前,應(yīng)采用正循環(huán)施工方法先補漿,然后啟動反循環(huán)泵,以防不能實現(xiàn)真空抽吸,從而影響正常施工。
3)應(yīng)密切注意反循環(huán)泥漿管、鉆桿和反循環(huán)的密封情況,及時更換易損壞的止水片、水泵葉片等機械配件,確保正常有效施工。
4)應(yīng)注意泥漿的補充和配比,及時補漿,以防泥漿過厚,影響泵吸反循環(huán)的功效。
5)應(yīng)對施工鉆桿、鉆頭經(jīng)常性檢查,以防鉆具脫落掉在孔內(nèi)不能施工而造成廢樁的出現(xiàn)。
(8)清孔
清孔分二次進行,一般采用反循環(huán)成孔施工的鉆孔樁孔底沉渣較小,一般情況下免去第一次清孔;二次清孔在下完鋼筋籠和混凝土灌注導(dǎo)管后進行,利用導(dǎo)管通孔進行清孔。第二次清孔將采用泵吸反循環(huán)清孔工藝,清孔時,經(jīng)常上下竄動導(dǎo)管,以便能將孔底周圍虛土清除干凈。在清孔后沉渣均達到50mm之內(nèi),并在第二次清孔后立即灌入第一斗混凝土。

三、水下砼灌注施工工藝措施

本工程鉆孔灌注樁灌注水下混凝土主要采用“自打自灌”方法進行施工,即利用鉆機自身下鋼筋籠、下導(dǎo)管和灌注水下砼。

(一)鋼筋籠制作
1、鋼筋選用具有質(zhì)量保證書、并通過抽樣復(fù)檢合格的鋼筋
鋼筋籠由專職鋼筋工和持證電焊工上崗制作,并對鋼筋搭焊質(zhì)量抽樣送檢,抽樣數(shù)量為每300個焊接接頭做一組試驗。鋼筋籠在預(yù)制模中點焊成型,做到成型主筋直、誤差小、箍筋圓、直觀效果好。鋼筋籠的制作偏差范圍如表2:

2、鋼筋籠保護措施
為了保證鋼筋籠主筋不產(chǎn)生露筋現(xiàn)象,工程采用4Φ100×50砼塊在鋼筋籠上設(shè)置,每3米一組,對稱設(shè)置,詳見圖3鋼筋籠保護措施圖。
3、水下砼灌注
1)澆注前準(zhǔn)備工作
①根據(jù)設(shè)計砼強度要求供應(yīng)商做好砼級配測試報告。
②滿足砼級配要求原料:水泥、砂、石子,嚴(yán)格按級配要求和規(guī)范要求進行驗收,一定要復(fù)檢合格方可使用。各種材料按級配配料,要求砼攪拌工嚴(yán)格控制好攪拌時間及坍落度,并制作試塊進行28天后測試。

圖3 鋼筋籠保護措施圖

③清孔開始之前準(zhǔn)備好澆注工作的一切準(zhǔn)備工作(灌漿料斗、用水、用電及相應(yīng)人員到場等)。
④清孔結(jié)束卸去清孔器具、裝好灌漿料斗,同時由攪拌車傾倒進料。
2)導(dǎo)管
導(dǎo)管采用Φ219mm(或Φ250)×3.5mm×2.5m油輪式鋼管。該導(dǎo)管密封性好、剛性強,不易變形。使用前必須檢查管內(nèi)是否有殘物;使用后將導(dǎo)管清洗干凈,在指定位置排放整齊。
3)水下砼灌注
根據(jù)孔深的不同配置導(dǎo)管長度,導(dǎo)管口下入距孔底0.3~0.5米處。當(dāng)二次清孔結(jié)束后,立即灌入足夠的初灌量,滿足導(dǎo)管埋入深度超過2m。砼灌注工作一般不超過4小時,中間停待不超過30分鐘,同時勤測砼面灌注高度、勤拔導(dǎo)管,確保砼施工連續(xù)進行,不漏拔、不空拔。
4)樁頂標(biāo)高控制
為確保鉆孔樁樁頂部分質(zhì)量,一方面清孔時盡量降低泥漿比重,另一方面經(jīng)常檢測混凝土灌注的上升速度,準(zhǔn)確地掌握上升數(shù)據(jù)并及時拔管,同時須保證導(dǎo)管有2m以上的埋深之外,應(yīng)合理地控制混凝土最后一次的灌入量。由于本工程鉆孔樁具有上部空孔段長度達到20m左右,樁頂超灌長度工程樁不少于2.0m,一般現(xiàn)場采用測錘、撈斗嚴(yán)密把關(guān)。
5)制作和養(yǎng)護
現(xiàn)場取樣,采用100×100×100標(biāo)準(zhǔn)試模,每樁制作一組試塊,隔日拆模后現(xiàn)場水中養(yǎng)護,定期送試驗室做抗壓強度試驗,并做好試驗報告的及時收集與統(tǒng)計評定工作。
6)空孔回填
①樁頂空孔部分及時采用沙土或者道渣回填,以保證場地平整、密實,確保施工設(shè)備的正常行走。詳見圖4《空孔回填示意圖》。

圖4 空孔回填示意圖
②工程空孔段長度達到20m左右,特別是主樓區(qū)域布樁較密,稍有不慎容易引起上部穿孔、坍孔等現(xiàn)象。如出現(xiàn)類似情況,應(yīng)予以重視并采取相應(yīng)措施,一般用粘土回填原孔位,再在孔周布3~4個注漿孔進行注漿加固,以確保施工安全和成孔的順利進行,進而保證施工質(zhì)量與進度。

四、鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制措施

樁基工程是一項隱蔽性極強、專業(yè)技術(shù)性極高的地下工程,應(yīng)在施工前制定切實可行、針對性強的預(yù)防措施,施工過程中要加強施工質(zhì)量的自控及利用有效的檢驗手段,找原因及時解決,以確保樁基工程質(zhì)量。

(一)樁位定位
1、根據(jù)業(yè)主提供的測量基準(zhǔn)點和基線,會同有關(guān)單位復(fù)核認(rèn)定后,方可作為測量基點使用,并經(jīng)常復(fù)核。
2、樁位采用三次校正復(fù)核措施,即第一次放樣定出樁位中心,并用十字交叉法確定護筒坑的挖掘位置;第二次測量校正護筒位置,打入定位鋼筋,并提請復(fù)核;第三次鉆孔定位時,使用鉛錘校正,使轉(zhuǎn)盤中心與樁位中心重合。

(二)成孔
1、鉆孔灌注樁施工鉆機定位必須水平、穩(wěn)固。天車、轉(zhuǎn)盤、樁位心成一鉛垂線。
2、合理設(shè)計鉆頭,鉆頭上部加設(shè)護正圈,使鉆頭回轉(zhuǎn)平穩(wěn),主動鉆桿上設(shè)導(dǎo)正裝置,以防主動鉆桿晃動過大。
3、經(jīng)常檢查鉆桿,發(fā)現(xiàn)彎曲立即更換。
4、根據(jù)不同地層的可鉆性選擇合理的鉆進技術(shù)參數(shù)和相應(yīng)的操作技術(shù)。如:開孔和換層時,采取輕壓慢轉(zhuǎn),小泵量鉆進;發(fā)現(xiàn)有地下障礙物,立即采取措施處理,不能盲目強行鉆進。
5、發(fā)現(xiàn)鉆孔傾斜時,應(yīng)采取糾斜措施,或用粘土回填后重新成孔。
6、合理調(diào)配泥漿性能,防止縮徑和坍孔,減小泥皮厚度,提高樁身側(cè)摩阻力。當(dāng)原土造漿達不到要求時,酌情使用化學(xué)處理劑,改善泥漿性能。
7、經(jīng)常檢查鉆頭直徑,發(fā)現(xiàn)磨損及時修復(fù),以防止因鉆頭磨損影響鉆孔的正常直徑。
8、清孔質(zhì)量保證措施:第一次清孔由鉆具在原位慢速回轉(zhuǎn),大泵量沖孔,換漿排渣為第二次清孔創(chuàng)造條件。第二次清孔,以導(dǎo)管為排渣管使用空氣壓縮機進行氣舉反循環(huán)清孔,確保沉渣滿足設(shè)計與施工規(guī)范要求,嚴(yán)格控制在規(guī)范和設(shè)計要求以內(nèi),并且盡可能把沉渣控制在最小限度,以提高單樁承載力。

(三)鋼筋籠
1、鋼筋進場應(yīng)驗收,要有質(zhì)保單,并作力學(xué)試驗和焊接試驗,合格后方可啟用。
2、焊條要有質(zhì)保單,其牌號要與鋼筋性能相適應(yīng)。
3、鋼筋籠主筋分布與加強筋連接在專用制模上點焊成形,以使主筋分布均勻、平直,確保其成形質(zhì)量,再按設(shè)計間距,纏繞螺旋箍筋,并點焊與主筋固定,點焊時要合理選用電焊電流,以免燒傷鋼筋。
4、對現(xiàn)場制作好的鋼筋籠每節(jié)均需進行檢查。檢查鋼筋籠長度、直徑和主筋間距、箍筋間距,同時還要檢查其外觀情況是否符合規(guī)范要求,不合格者勒令整頓。鋼筋接頭采用單面焊,焊接長度不小于10d,按規(guī)定對焊接接頭抽樣檢查,檢查其焊接質(zhì)量。
5、經(jīng)驗收合格的每節(jié)鋼筋籠使用前平放在平整的場地上。考慮到鋼筋籠直徑較大,為防止平放自重變形,采用十字鋼筋撐將加強箍筋撐好。
6、鋼筋籠入孔前要調(diào)直,孔口焊接時,上、下鋼籠要保持同心。鋼籠定位要準(zhǔn)確,為確保其定位的準(zhǔn)確性,必須用水準(zhǔn)儀測量樁位地面標(biāo)高并核實計算無誤的吊筋長度,用足夠強度的桿件固定在機臺上。

(四)混凝土灌注
1、嚴(yán)格檢查混凝土的攪拌質(zhì)量和時間,確;炷辆哂休^好的和易性、流動性、粘聚性。坍落度符合設(shè)計要求。確保砼沒有離析現(xiàn)象,否則,嚴(yán)禁灌入孔中。
2、導(dǎo)管必須密封不漏水,導(dǎo)管離孔底距離控制在0.3~0.5m之間。
3、混凝土初灌量應(yīng)保證導(dǎo)管底部一次性埋入砼內(nèi)2.00m以上。
4、灌砼應(yīng)緊湊、連續(xù)不斷地進行,及時測量孔內(nèi)砼面高度,以指導(dǎo)導(dǎo)管的提升和拆除,提動導(dǎo)管時,應(yīng)使導(dǎo)管保持在樁孔中心,以防掛碰鋼筋籠。
5、樁頂標(biāo)高控制:采用吊籃取樣,確保超灌高度滿足設(shè)計要求,保證樁頭質(zhì)量。
6、每樁至少做一組砼試塊,以檢查混凝土的抗壓強度。

五、鉆孔灌注樁質(zhì)量通病、主要原因分析和預(yù)防及處理辦法

(一) 樁基偏位
1、主要原因分析
①場地松軟,造成鉆機底盤平整度差或基底不實,樁機傾斜。
②場地設(shè)備多,車輛來回碾壓,造成樁護筒、樁點移位。
③控制樁未按要求設(shè)置或未進行有效保護,造成測量數(shù)據(jù)有誤。
2)預(yù)防措施及處理辦法
①施工前對場地進行平整壓實,回填土應(yīng)夯打密實。施工中經(jīng)常檢查鉆桿垂直度。
②合理安排施工場地,避免車輛碾壓已放樁位旁地面,如有移位應(yīng)重新施放、復(fù)核。
③基準(zhǔn)點應(yīng)設(shè)置在施工無影響處,并嚴(yán)格保護,避免撞擊、毀壞,施工中定期復(fù)核基準(zhǔn)點。

(二) 縮徑
1、主要原因分析
成孔時因應(yīng)力釋放導(dǎo)致孔徑變小,一般發(fā)生在粘性土層。
2、預(yù)防措施及處理辦法
在條件允許情況下,加快成孔速度,形成護壁泥皮,確保成孔質(zhì)量;成孔后應(yīng)檢測孔徑;盡快灌注混凝土,以混凝土側(cè)壓力抵消釋放的應(yīng)力。

(三)坍孔
1、主要原因分析
①護筒埋設(shè)深度不夠,引起護筒下部數(shù)米范圍內(nèi)坍塌、護筒下沉嚴(yán)重,無法繼續(xù)成孔。
②上部雜填土土質(zhì)松散,容易造成坍孔。
③鉆孔中砂層、礫石層較厚,泥漿壓力不足,造成孔壁不穩(wěn)而坍孔。
④泥漿性能不佳,護壁效果差。
⑤操作不當(dāng),破壞孔壁。
⑥下籠過程中刮擦孔壁,造成孔壁坍塌。
⑦成孔到灌注的時間過長,孔壁失穩(wěn)坍塌。
2、預(yù)防措施及處理辦法
①適當(dāng)加深護筒埋設(shè)深度。
②雜填土較薄時,可直接挖除,采用優(yōu)質(zhì)土回填壓實;較厚時,可通過加大泥漿比重、采用優(yōu)質(zhì)泥漿鉆進。
③采用優(yōu)質(zhì)泥漿鉆進,提高水頭壓力,保持泥漿面高于地下水位2米以上。
④配制優(yōu)質(zhì)泥漿,合理控制上下鉆速度;輕微坍孔可加泥漿大比重繼續(xù)鉆進,坍孔嚴(yán)重時需原孔回填靜置至少7天后施工。
⑤施工前加強交底工作,加強對機臺的管理,規(guī)范操作流程;施工中加強檢查力度與頻度,并對成孔質(zhì)量采用井徑儀檢查。
⑥鋼筋籠入孔前要順直,連接時上下鋼籠要保持同心,輕吊慢放,避免刮破孔壁;如有坍孔應(yīng)提籠掃孔。
⑦保持前后工序連貫,成孔到灌注時間不超過4小時;如有坍孔應(yīng)提籠掃孔。

(四)鋼筋籠上浮
1、主要原因分析
①孔底沉渣厚,鋼筋籠無法到位。
②導(dǎo)管提升時掛籠而將鋼筋籠上拔。
2、預(yù)防措施及處理辦法
①清孔應(yīng)逐級換漿,降低泥漿稠度,清除孔底沉渣。
②提動導(dǎo)管時,應(yīng)使導(dǎo)管保持在樁孔中心,并緩慢上拔,以防掛碰鋼筋籠造成浮籠。

(五)孔斜
1、主要原因分析
①地層地質(zhì)不均勻、橫向地層軟硬不均,鉆頭偏向一邊。
②孔內(nèi)有砼塊、探頭石、孤石等障礙物。
③鉆機傾斜、鉆桿不垂直。
2、預(yù)防措施及處理辦法
①應(yīng)輕壓慢鉆,經(jīng)常檢查主鉆桿垂直度。
②可以使用爆破的方法清除,也可采用沖擊的方法擊碎或擠至孔側(cè),保證順利鉆進。
③機上鉆桿安裝導(dǎo)向鋼絲繩,減輕鉆桿幌動,不定期用水平尺檢測鉆機是否水平,確保鉆孔垂直度;經(jīng)常檢查鉆桿垂直度,不垂直的鉆桿及時調(diào)換。

(六)斷樁
1、主要原因分析
①混凝土供應(yīng)不連續(xù),孔內(nèi)混凝土已初凝,導(dǎo)致后續(xù)混凝土無法下灌,從而形成斷樁。
②混凝土質(zhì)量不符合要求,造成卡管現(xiàn)象,引起混凝土灌注中斷而斷樁。
③灌注過程中由于孔壁坍塌或泥漿比重、含砂量過高,混凝土上返困難,造成灌注中斷或有砂土裹入樁身中,形成斷樁。
④混凝土灌注過程中,不慎將導(dǎo)管拔出混凝土面或埋管太深而堵管。
⑤導(dǎo)管不密封,灌注混凝土?xí)r漏漿或連接不好導(dǎo)致灌注混凝土?xí)r導(dǎo)管斷裂掉入孔中,造成斷樁。
1、預(yù)防措施及處理辦法
①混凝土供應(yīng)、澆筑的連續(xù)性,每車混凝土?xí)r間間隔不得超過0.5h,等混凝土期間應(yīng)下活動導(dǎo)管。
②嚴(yán)格按要求配制混凝土,不允許有超徑的集料和異物混入混凝土中,在澆筑中也要不斷進行檢查。發(fā)生離析和坍落度不符合要求的混凝土要予以退貨。
③鉆孔中使用的泥漿應(yīng)經(jīng)過試驗確定,不能使用含砂量過高的泥漿;在灌注混凝土?xí)r,要認(rèn)真組織,確保連續(xù)、快速。
④在灌注混凝土的施工中,應(yīng)嚴(yán)格做好灌注記錄,做到勤測勤拔,保證導(dǎo)管始終埋入混凝土內(nèi)3~6米。
⑤灌注混凝土前應(yīng)檢查導(dǎo)管密封性,連接處加密封圈,絲扣不好的導(dǎo)管要清理出工地現(xiàn)場。

(七) 孔底沉渣過厚
1、主要原因分析
①泥漿比重不合理或性能不佳,泥漿護壁性能差,引起局部塌孔或泥漿中較大土粒下沉。
②第一次清孔不到位,致使二次清孔困難;清孔不認(rèn)真,清孔不達標(biāo)或未二次清孔。
③鋼筋籠吊放過程中,碰撞孔壁引起孔壁坍塌。
④清孔后,待灌時間過長,致使泥漿沉積。
2、預(yù)防措施及處理辦法
①可采用人工配制優(yōu)質(zhì)泥漿,合理使用泥漿,要經(jīng)常測試泥漿各項指標(biāo),及時清理回漿池中的渣土和處理報廢泥漿。
②成孔后,鉆頭提高孔底10-20cm,保持慢速空轉(zhuǎn),維持循環(huán)清孔時間不少于30分鐘,使孔深能測量到位。二次清孔一般采用正循環(huán)清孔,如采用正循環(huán)清孔有困難時,立即采用以導(dǎo)管為排渣管使用空氣壓縮機進行氣舉反循環(huán)清孔。
③鋼筋籠吊放時,務(wù)使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致,緩慢下吊孔中,避免碰撞孔壁。
④每次清孔后沉渣均達到50mm之內(nèi),并在第二次清孔后30分鐘內(nèi)灌入第一斗混凝土。否則應(yīng)重新測定沉渣,如達不到要求須重新清孔。

(八)樁身混凝土離析
1、主要原因分析
①導(dǎo)管底口離孔底距離過大,第一斗料對孔底沖擊力過小,無法迅速排除孔底泥漿和部分沉渣。
②導(dǎo)管漏水。
③混凝土質(zhì)量問題。
1、預(yù)防措施及處理辦法
①初灌時認(rèn)真核查導(dǎo)管長度,導(dǎo)管離孔底距離保持30~50㎝。
②要仔細(xì)檢查導(dǎo)管的密封圈,清除導(dǎo)管接口上的雜物,絲口連接可靠、拆裝方便。
③在混凝土灌注過程中,要仔細(xì)檢查混凝土的質(zhì)量,不合格的混凝土決不能用于工程中。

(九) 堵管、埋管
1、主要原因分析
①流沙層下滑,抱緊導(dǎo)管,使導(dǎo)管無法起拔。
②砼質(zhì)量不均勻,流動性差,導(dǎo)管內(nèi)的混凝土無法下行。
③操作不當(dāng),沒有及時起管,造成埋管過深。
1、預(yù)防措施及處理辦法
①詳細(xì)了解地層資料,采取針對性措施,保證地層的穩(wěn)定。
②保證混凝土的質(zhì)量,對其質(zhì)量進行檢測,不合格的堅決不用。
③保證成孔質(zhì)量,嚴(yán)格按照規(guī)范操作,正確及時監(jiān)測并控制導(dǎo)管埋入深度。
④發(fā)生堵管應(yīng)停止灌注,上下提動、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管,促使混凝土下行或拔起導(dǎo)管,重新灌注。

六、結(jié)論

鉆孔灌注樁的整個施工過程屬隱蔽工程項目,質(zhì)量檢查比較困難,整體質(zhì)量的好壞往往不能及時發(fā)現(xiàn),只有事后通過樁的各種動測方法測定和檢驗才能確定,并要依靠專業(yè)人員的經(jīng)驗來分析和判讀實測結(jié)果,同一個樁基工程,各檢測單位用同一種方法進行檢測,由于技術(shù)人員的實踐經(jīng)驗的差異,其結(jié)論偏差很大的情況也時有發(fā)生,且一旦出現(xiàn)質(zhì)量事故,將造成較大的經(jīng)濟損失,甚至還會影響整個結(jié)構(gòu)安全。因此,加強事前、事中和事后的全過程質(zhì)量控制尤其重要,只有采取先進的管理理念和切實可行的技術(shù)措施,才能生產(chǎn)出質(zhì)量過硬的產(chǎn)品。通過鉆孔灌注樁工程的施工實踐,得出這樣一個結(jié)論,即樁基工程檢測是一個手段,要保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量,其關(guān)鍵還在于人。強調(diào)現(xiàn)場管理人員要具有高度責(zé)任心,掌握先進的施工技術(shù),以防為主,對樁基各個施工環(huán)節(jié)要充分重視并精心施工,只有這樣樁基的質(zhì)量控制才能得到保證。

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