黃順利
摘要:鉆孔灌注樁作為橋梁基礎(chǔ)承力普遍采用的一種形式,因其工程的隱蔽性,影響其施工質(zhì)量的不可見因素眾多,給質(zhì)量控制帶來一定難度。本文根據(jù)多年的現(xiàn)場施工經(jīng)驗,總結(jié)出鉆孔灌注樁施工中質(zhì)量控制的一些要點。
關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁;質(zhì)量控制要點
隨著國家基本建設(shè)投入的增大以及交通事業(yè)的發(fā)展,大跨度、大載重量的橋梁將會大量涌現(xiàn),作為基礎(chǔ)承力普遍采用的一種形式,鉆孔灌注樁將會被廣泛應用。筆者根據(jù)多年的現(xiàn)場施工經(jīng)驗,總結(jié)出鉆孔灌注樁施工中質(zhì)量控制的一些要點,供大家參考。
由于樁基工程屬隱蔽性工程,不可見因素眾多,這給質(zhì)量控制帶來一定的困難,因此對樁基工程的控制已成為橋梁工程質(zhì)量控制的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。鉆孔灌注樁的施工主要分為以下幾個階段:施工前準備階段→成孔階段→鋼筋籠制安階段→砼灌注階段,下面就施工中較容易出現(xiàn)的問題進行探討。
1 施工前準備階段的質(zhì)量控制
測量工作在整個工程的設(shè)計及施工中占有重要地位。樁位放樣前,應仔細檢查儀器是否在有效期內(nèi),否則應送交有相關(guān)資質(zhì)的單位進行校核。對于大、特大橋,必須布設(shè)專用的施工控制網(wǎng)(含平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)),控制網(wǎng)應每年復測一次,以確保施工安全和質(zhì)量。樁位放樣前應認真核對樁位坐標,并做好測量記錄。鉆機鉆進過程中,測量人員亦應定時對樁位進行復測,如發(fā)現(xiàn)樁位偏位超出設(shè)計和規(guī)范要求,應幾時糾正。
2 成孔階段的質(zhì)量控制
本階段為整個樁基施工過程的重要一環(huán),影響樁基質(zhì)量的諸多因素也較容易在本階段出現(xiàn),在施工中應加強控制,保證樁基施工質(zhì)量
2.1 開鉆前的檢查及鉆孔過程記錄
鉆機開鉆前應根據(jù)測量放樣的樁位進行調(diào)平定位,否則樁孔將可能出現(xiàn)偏位或斜孔。鉆機安裝前要仔細檢查鉆頭,為保證成孔直徑不小于設(shè)計值,考慮到鉆頭鉆孔時具有一定的擴孔系數(shù),鉆頭的直徑與樁基的設(shè)計直徑之差不應超過5cm。在鉆機鉆進過程中,應密切注意巖層的變化,取好樣做好記錄,并將各巖層的實際位置與設(shè)計地質(zhì)柱狀圖資料相比較,如發(fā)現(xiàn)兩者有較大出入時應通知設(shè)計單位。
2.2 泥漿的質(zhì)量控制
泥漿一般采用水、粘土(或膨潤土)和添加劑按適當比例配置而成。泥漿的比重和粘度是反映其質(zhì)量的最重要的指標。現(xiàn)場實踐證明,泥漿質(zhì)量的好壞將直接影響成孔的質(zhì)量和進度。泥漿比重小、粘度低,施工中形成不了泥皮或者形成的泥皮太薄,起不到護壁的作用,從而容易造成坍孔、埋鉆等現(xiàn)象,并且鉆進過程中亦不能及時的清理鉆渣而影響施工進度。泥漿比重太大、粘度太高將使形成的泥皮過厚,從而影響樁基的側(cè)摩阻力。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗,對于粘土層,泥漿比重控制在1.2左右,對于砂性土地層,泥漿比重控制在1.3~1.4之間,按此要求調(diào)制好泥漿比重及粘度用于施工,能有效提高成孔質(zhì)量及進度。
2.3 孔深及孔徑的確認及傾斜度控制
樁基施工質(zhì)量控制時,首先要確保樁基地基承載力符合設(shè)計要求,否則將使樁失效。而地基承載力取決于巖層的構(gòu)造情況、樁嵌入巖石的深度、巖石單軸飽和抗壓強度。因此,在樁孔鉆進過程中應注意巖層的變化。終孔前還應做好以下幾方面的工作:孔深的測量。由于施工中常用的測繩一經(jīng)水泡就會出現(xiàn)收縮和易斷現(xiàn)象,導致測繩的讀數(shù)無法直接反映孔深。當采用細鋼絲測繩測量孔深時,要當心數(shù)標松動錯位。為避免孔深測量錯誤,最直接的方法是用校核過的長鋼尺直接測量測繩即得實際孔深;孔的垂直度控制。鉆孔灌注樁的垂直度是保證樁基承載能力的重要環(huán)節(jié)。由于孔斜糾正起來費時費力,且修孔常使樁的充盈系數(shù)增大,因此,在鉆機鉆進過程中要隨時校核鉆桿的垂直度,發(fā)現(xiàn)傾斜及時糾正;孔徑的測量。對于一般的巖層,樁基的成孔直徑比較容易控制,但對于新近沉積的粘性土和粉土層,由于容易出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象,孔徑的控制相對較難。當出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象時,應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,適當加大鉆頭直徑,在鉆進或起鉆的過程中進行掃孔處理。此外縮短施工時間和加快施工進度也是非常重要和有效的措施。
2.4 清孔及沉渣厚度控制
終孔后應及時進行清孔,保證樁底干凈。除采取改善泥漿性能,延長清孔時間等等措施外,實踐證明,反循環(huán)清孔工藝的運用,能夠更有效地地提高成孔效率、成樁質(zhì)量和綜合經(jīng)濟效益。泵吸反循環(huán)是通過砂石泵的抽吸作用,在鉆桿內(nèi)腔形成負壓,在孔內(nèi)液柱和大氣壓的作用下,孔壁與環(huán)狀空間的泥漿流向孔底,將鉆頭切削下來的鉆渣帶進鉆桿內(nèi)腔,再經(jīng)過砂石泵排至地面沉淀池內(nèi);沉淀鉆渣后,泥漿重新流向孔內(nèi),形成反循環(huán)。反循環(huán)與正循環(huán)的本質(zhì)區(qū)別在于沉渣的沖洗、上返流速存在巨大差異,反循環(huán)泥漿攜帶鉆渣后迅速進入過水斷面較小的鉆桿內(nèi)腔,可以獲得比正循環(huán)高出數(shù)十倍的上返速度。采用反循環(huán)清孔工藝進行清孔,關(guān)鍵是控制好孔內(nèi)泥漿面的落降,落降快、落差大則易塌孔,因此補漿要跟上,而且抽渣時間要短。為保證樁基質(zhì)量,灌注砼前應加強對孔底沉渣厚度的控制。對摩擦樁,由于其受力機理是通過樁表面和周圍土壤之間的摩擦力或依附力,逐漸把荷載從樁頂傳遞到周圍的土體中,如果在設(shè)計中端部反力不大,端部的沉渣量對樁承載力亦影響不大;而對于鉆孔端承樁,如果沉渣量過大,勢必造成受荷時發(fā)生大量沉降,同樣使樁的承載力失效。因此,在控制樁底沉渣厚度時,應弄清樁基受力機理,并按設(shè)計及規(guī)范要求的允許沉渣厚度進行控制。
3鋼筋籠制安階段的質(zhì)量控制
鋼筋籠制作完成后,應嚴格按照設(shè)計及規(guī)范要求進行檢查,合格簽認后方可進行安裝,并根據(jù)測量放樣的樁位進行定位。由于安裝時鋼筋籠會將孔壁的部分泥皮刮落而沉入孔底,因此在鋼筋籠安裝完成后應進行二次清孔,此為本階段質(zhì)量控制的重點。
4砼灌注階段的質(zhì)量控制
砼灌注是最后一道也是最關(guān)鍵的一道工序。施工中要加強管理與控制,保證樁基成樁質(zhì)量。
用導管法灌注水下砼時,其所用的導管在安裝前應進行氣密性試驗,防止斷樁事故的發(fā)生。
嚴格按照設(shè)計配合比進行砼的拌制,從源頭上控制砼的質(zhì)量。
加大首批砼儲備量;拔球時,砼灌注沖力大,沉渣被沖開,樁端與持力層能較好地結(jié)合,確保了端承力的發(fā)揮。
當砼灌注至鋼筋籠底端時,應注意防止鋼筋籠上浮。當砼埋過鋼筋籠底端2-3m時,應及時將導管提至鋼筋籠底端以上;如發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮,應立即停止?jié)沧?,并準確計算導管埋深和已澆砼標高,提升導管后再進行澆注。
砼灌注過程中應準確計算導管埋深和已澆砼標高,并做好灌注記錄。導管埋深太下容易提漏,埋深太大則在導管提起時因底部砼接近初凝而不能及時填充,使泥漿容易進入造成斷樁。
盡量縮短砼灌注時間,加快砼灌注速度。 灌注時間短,樁身段骨料分布均勻,樁身段強度能得到保證。 灌注時間過長,上部砼已接近初凝,形成硬殼,而且隨時間增長,砼表面的沉淀物加厚,砼頂升力減小,砼灌注極為困難,容易造成堵管與導管拔不上來,引發(fā)斷樁事故。
在砼灌注行將結(jié)束時應適當加大導管的埋置深度并及時上拔導管,使后期灌注的砼所受的壓力增大,可以提高樁頭部分砼的密實度。
綜上所述,鉆孔灌注樁的質(zhì)量受諸多因素的影響,施工中稍有不慎,將會造成嚴重的質(zhì)量事故,只有牢牢把握住施工的各個環(huán)節(jié),明確質(zhì)量控制要點,嚴格按照設(shè)計及規(guī)范要求進行操作,加強管理,才能保證樁基施工質(zhì)量。