摘要:本文從施工及監(jiān)理的角度,較為詳盡的闡述了鉆孔灌注樁的施工技術(shù)及質(zhì)量監(jiān)理的要求,并對現(xiàn)階段設(shè)計中存在的問題提出了個人意見。

  關(guān)鍵詞:樁基礎(chǔ)現(xiàn)場施工 施工管理 

  一.引言

  近幾年,隨著大批高層建筑及高等級公路的建設(shè),作為基礎(chǔ)承力普遍采用的一種形式——鉆孔灌注樁,在現(xiàn)階段的施工中得到了廣泛應(yīng)用。但在施工過程中因工藝落后、地下施工,情況不明確等原因仍存在較多問題,本文著重從工程實踐及監(jiān)理的角度,對鉆孔灌注樁的主要問題進行探討。

  二.施工監(jiān)理與工程管理

  按照國家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范施工并不存在什么困難,然而施工質(zhì)量卻常常達不到要求,如施工單位在施工中能對最薄弱的環(huán)節(jié)予以關(guān)注,予以加強,就能收到事半功倍的效果。下面對鉆孔灌注樁施工中影響承載力及的施工監(jiān)理的要點作一剖析。

  (一)施工監(jiān)理要點

  1.孔的垂直度

  鉆孔灌注樁的垂直度是保證承載能力的重要一環(huán),目前絕大多數(shù)的施工現(xiàn)場不檢查垂直度,有的單位沒有檢查設(shè)備或根本不知道如何檢測,有的單位則因測孔斜費時費力不愿多此一舉。斜率超標,樁的受力狀態(tài)被改變,樁頭偏位,影響上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量,嚴重影響鋼筋籠的安置;在砂土類地層中孔壁極易塌孔,沉渣不宜清除。

  為避免鉆孔傾斜,在鉆機就位和鉆孔過程中,要隨時注意校核鉆桿的垂直度,發(fā)現(xiàn)傾斜及時糾正。

  2.孔深

  在惡性工程事故的樁基工程中,孔深不到位的例子很多,對于孔深的量測應(yīng)是監(jiān)理工作的重點,實際操作中應(yīng)注意的問題有:

 。╨)測量有誤達不到設(shè)計深度。一般施工隊常用的測繩一經(jīng)水泡就會出現(xiàn)收縮現(xiàn)象,有的收縮量可達 lcm/lm左右,測50m的孔就會產(chǎn)生0.5m左右的誤差。

  (2)鉆孔入巖深度達不到設(shè)計要求,更多的是由于地層分布不均勻,如巖層分布成傾斜狀或起伏變化劇烈導致判斷失誤。因此入巖深度的控制應(yīng)引起設(shè)計、施工和質(zhì)檢部門的共同重視。

  3.孔徑

  在湖、塘、溝、谷與河漫灘地段新近沉積的粘性土和粉士中鉆孔容易出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象。尤其要重視液性指數(shù) IL>0.75呈軟塑狀態(tài)和流塑狀態(tài)的粘性土而在 IL>1.0 呈流塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)軟土層成孔縮孔現(xiàn)象更不可避免。與孔徑有關(guān)的質(zhì)量問題有:

  (l)由于孔徑小于規(guī)范要求,樁的截面縮小,承載能力降低,實際上降低了樁的安全系數(shù)。

  (2)軟弱土層一般都在地層上部,縮頸現(xiàn)象也發(fā)生在此段,而樁的內(nèi)力也是上段大,容易造成樁身抗壓強度不夠而破壞。

  (3)由于孔徑達不到要求,導致鋼筋籠無保護層,樁的抗壓彎能力削弱或喪失。防治的主要措施是加強對孔徑的檢測與控制,提高泥漿質(zhì)量,增大泥漿比重和粘性及稠度。

  4. 泥漿

  在鉆孔灌注樁的施工中,無論對于成孔質(zhì)量還是最終對樁的承載能力的發(fā)揮,泥漿質(zhì)量都是相當重要的因素。目前樁基施工隊伍絕大多數(shù)缺乏對泥漿質(zhì)量和泥漿管理的重視,泥漿質(zhì)量差,其后果是:

  (1)形成不了護壁泥膜或形成的泥皮粘附力差,易于脫落,導致孔壁穩(wěn)定性差,在砂性土地層易于塌壁,在流塑狀粘土層則易于縮孔。

  (2)泥漿稠度大、比重大,含砂率高,形成的泥皮質(zhì)量差、厚度大,大大降低樁的側(cè)摩阻力。

  5.沉渣與沉淤

  一般把沉渣與沉淤混為一談,凡是孔底的沉積物統(tǒng)稱沉渣,實際上是有區(qū)別的。沉渣是鉆孔過程中鉆機切削和孔壁塌落的巖士,主要是砂、礫石和碎巖硝等,而沉淤則是比重大、稠度大的劣質(zhì)泥漿由于空孔時間過長沉淀而成的流塑狀混合物,沉淤的厚度往往大于沉渣,沉渣與沉淤均在樁底形成軟弱隔層,能導致端承力喪失殆盡。沉淤的控制主要是提高泥漿質(zhì)量和減少空孔時間。沉渣的清除采用反循環(huán)成孔工藝能達到較好的效果速度能達到2~3m/s.是正循環(huán)的40倍以上,故攜渣能力強。

  6.砼灌注

  砼灌注是最后一道也是最關(guān)鍵的一道工序。首先必須嚴格按設(shè)計強度配制砼。許多施工單位都是現(xiàn)場攪拌砼,其常見問題是:1)砂石的含泥量偏大;2)配料的計量不準確;3)水泥保管不善受潮。

  水下砼灌注由于阻力大不易流暢灌入,于是施工單位常隨意加大水灰比,增大塌落度便于砼灌注,結(jié)果砼的強度等級嚴重降低。質(zhì)檢和設(shè)計人員應(yīng)加強現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)理,決不能輕易相信試塊的試驗結(jié)果。

  在保證砼質(zhì)量合格的前提下,導管法水下灌注砼質(zhì)量難以控制的主要原因是:1)不能象上部結(jié)構(gòu)施工那樣逐層振搗;2)由于導管埋在泥漿和砼中,砼的灌入阻力是相當大的, 灌入阻力可按下式估算:

  R=π(D2—d2)(l1rw+l2rh)/4 (l)式中, D為樁直徑;d為導管直徑; rww為泥漿重度;rh為砼重度;

  目前最常見的水下砼灌注法的缺點是:

  (l) 在向大斗投料過程中,砼的絕大多數(shù)勢能在撞擊大斗壁的碰撞中損耗掉,砼料落人導管中不連續(xù),形不成較大的沖擊能量,使砼沒有足夠的力量向四周擠壓、擴散,樁的摩阻力嚴重降低。此外,還容易使樁身不均勻。

  (2) 砼料絕大多數(shù)要經(jīng)過反彈再落入導管,容易造成砼離析和堵管。

  (3) 吊臂上下移動速度慢,產(chǎn)生不了大的加速度,因此砼料的下落沒有足夠的超壓,造成砼料在導管附近堆積成鐘形斷面。 由于不能將隔漿層水平頂升,在鐘形斷面塌落時容易裹入泥漿,造成夾泥芯。

  (4) 由于導管上下移動次數(shù)過于頻繁,使得泥漿不斷沿導管壁滲入砼中,影響樁身砼質(zhì)量。

  鑒于以上缺點,監(jiān)理應(yīng)倡導施工單位使用大體積砼沖擊灌注法,如樁的初斗砼灌注一樣,每一斗灌注都是將2至3方砼在大斗中積蓄夠量,出料口直接插入導管,然后打開活門一次連續(xù)沖擊下去,其優(yōu)點是:

  (l) 功能大,沖擊力強。物體的沖擊能量與質(zhì)量和速度有關(guān),在速度相同的情況下就取決于質(zhì)量。

  (2) 首斗砼灌注沖力大,沉渣、沉淤被濺開,樁端與持力層能較好地結(jié)合,確保了端承力的發(fā)揮。

  (3) 灌注時間短,樁身段骨料分布均勻,樁身段強度能得到保證。但用大體積砼沖擊灌入法應(yīng)注意以下幾個問題:

  (l) 必須注意排氣技術(shù),防止形成氣堵,使砼料灌不下去。大斗出料口與導管不可用螺扣聯(lián)接成一體,會形成氣堵。應(yīng)改為插入式聯(lián)接方式,大斗出料口外徑比導管內(nèi)徑小2至3cm。另外,還要在出料管活門的下方焊上比導管外徑大2~3cm的法蘭盤。

  (2) 砼料最好通過網(wǎng)篩(網(wǎng)眼8~10cm左右)進入料斗,防止夾雜大直徑塊石、水泥塊等造成卡管。

  (3) 砼和易性要好,如砼離析,則容易在料斗下部和出料口處形成堆積,導致出料困難,同時也容易堵塞導管.

  (4) 砼灌注時,吊車司機的配合也至關(guān)重要。當打開活門砼料下落時,必須隨砼料的下落不斷向上提動導管,提動量要小,注意掌握時機。實踐證明,有經(jīng)驗的吊車司機對縮短砼的灌注時間,防止卡管、堵管事故,起相當大的作用。

  (5) 當砼灌注到樁頂部位時,為了保持足夠的沖力,必須注意導管要留有一定的長度,一般為10m左右,灌注時及時上撥,保證高度產(chǎn)生沖力,使樁頭部分的砼質(zhì)量不至降低。此外,不可忽視大斗和導管的保養(yǎng),內(nèi)壁光滑可大大減小摩擦阻力,同時也減少堵管的發(fā)生率。

  當施工單位機械化程度低時,現(xiàn)場攪拌砼可采用臥式大斗,在地面裝滿料,再用吊車吊起與導管連接進行灌注。在保證上述砼材料質(zhì)量合格的前提下,如每一斗砼灌注下去孔口返漿激如泉涌,則灌注質(zhì)量一定好,如孔口返漿弱如滲流,甚至反復升降導管不見泥漿返流,則灌注質(zhì)量必定欠佳。

  (二)工程管理

  鉆孔灌注樁質(zhì)量控制按地面作業(yè)和隱蔽作業(yè)兩部分劃分。 隱蔽作業(yè)的質(zhì)量控制關(guān)鍵是檢測的準確性和檢測與施工作業(yè)配合的適時性。可編制由成樁過程的不同時段表示的動態(tài)控制表,無論對進度還是質(zhì)量的動態(tài)控制都十分有效。

  必須指出的是:在市場經(jīng)濟的沖擊下,施工中各種弄虛作假、偷工減料現(xiàn)象造成工程隱患時有發(fā)生,這應(yīng)引起監(jiān)理的高度重視。