郭林山

在基礎(chǔ)工程施工中,混凝土鉆孔灌注樁施工是常用的施工方法。其施工內(nèi)容主要包括:施工準(zhǔn)備工作、鉆孔、清孔、成孔檢驗(yàn)、鋼筋籠制安、澆筑混凝土、截樁頭及清除混凝土、質(zhì)量檢驗(yàn)、鉆取芯樣、工程試樁及與樁基有關(guān)的其他作業(yè)。本文主要探討混凝土鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制及檢測(cè)試驗(yàn)。混凝土鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制主要包括:原材料質(zhì)量,鉆孔前的準(zhǔn)備工作,原材料質(zhì)量控制,成孔檢查及清孔,澆筑水下混凝土,截樁頭及清除混凝土,鉆孔灌注樁的檢測(cè)試驗(yàn)以及鉆取芯樣、工程試樁及與樁基有關(guān)的其他作業(yè)等。

1 混凝土鉆孔灌注樁施工前準(zhǔn)備工作

混凝土鉆孔灌注樁施工前的準(zhǔn)備工作包括原材料的質(zhì)量控制和施工方案的確定、施工現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備工作。

原材料主要有水泥、骨料、水、摻加劑以及鋼筋等的質(zhì)量控制。配制水下混凝土所用原材料必須符合有關(guān)混凝土技術(shù)規(guī)范規(guī)定,同時(shí)還應(yīng)滿足以下要求:1)粗骨料宜優(yōu)先選用卵石。如采用碎石,含砂率應(yīng)增加約3%,并具有良好的級(jí)配;2)細(xì)骨料宜采用級(jí)配良好的中砂;3)骨料最大粒徑為40 cm,并應(yīng)不超過導(dǎo)管直徑的1/8和鋼筋間距的1/4;4)緩凝外加劑只有經(jīng)過試驗(yàn)才能使用;5)坍落度不得小于16 cm,且不大于20 cm;6)水灰比不得超過0.6,鋼筋應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求及鋼筋施工技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。

施工方案應(yīng)包括以下資料:1)施工平面布置圖;2)施工程序、施工工藝和對(duì)影響樁基工程質(zhì)量通病采取的切實(shí)可行的技術(shù)措施文件;3)承擔(dān)樁基工程施工的管理人員、技術(shù)人員名單,施工機(jī)械設(shè)備清單及技術(shù)性能資料;4)施工進(jìn)度計(jì)劃;5)保證工程質(zhì)量、安全生產(chǎn)和季節(jié)性施工的技術(shù)措施。

2 鉆孔前必須安排有施工經(jīng)驗(yàn)的人員現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)操作,并給予書面要求

書面要求包括鉆孔方法、應(yīng)達(dá)到的鉆孔深度、檢驗(yàn)方法、混凝土配合比等,以及完成一個(gè)樁和進(jìn)行下一個(gè)樁之間的最短時(shí)間和施工進(jìn)度安排等。同時(shí)應(yīng)做好以下工作:1)鉆孔必須由有經(jīng)驗(yàn)的施工人員主持,鉆孔前施工人員對(duì)所在地區(qū)的地質(zhì)和水文等情況必須有一個(gè)全面的了解,鉆孔設(shè)備應(yīng)完好,鉆孔必須有記錄;2)鉆孔過程中,若發(fā)現(xiàn)鉆孔位置所處的地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)圖紙上描述的情況有顯著差別時(shí),應(yīng)書面報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)管理人員,及時(shí)處理存在的問題;3)護(hù)筒應(yīng)堅(jiān)實(shí)、不漏水。護(hù)筒入土較深時(shí),宜以壓重、振動(dòng)、錘擊或輔以筒內(nèi)除土等方法沉入。護(hù)筒接頭處要求內(nèi)部無凸出物,耐拉、耐壓。灌注樁施工完成后,鋼護(hù)筒和鋼筋護(hù)筒除設(shè)計(jì)有規(guī)定外,一般應(yīng)拆除,如實(shí)際情況不能拆除的護(hù)筒,應(yīng)不影響下一步工程施工和樁基的力學(xué)性能。護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比樁徑稍大,護(hù)筒頂高度應(yīng)高出施工水位或地下水位1.5 m～2.0 m,并須采用穩(wěn)定護(hù)筒內(nèi)水頭的措施,應(yīng)設(shè)置合適長(zhǎng)度和強(qiáng)度的護(hù)筒保證不坍孔,并隔離地面水和保持孔內(nèi)泥漿水位以維護(hù)孔壁及時(shí)對(duì)鉆孔起導(dǎo)向作用,一般要求護(hù)筒埋設(shè)深度不小于2 m,護(hù)筒平面位置偏差不得大于5 cm,護(hù)筒傾斜度的偏差不得大于1%,水中沉入護(hù)筒時(shí),應(yīng)采用導(dǎo)向設(shè)備定位,并保證護(hù)筒豎直。

鉆孔泥漿在施工中起著重要的作用,因此對(duì)鉆孔泥漿要求:1)除地層本身為黏性土外,其余地層在開始鉆孔前必須備有足夠數(shù)量的優(yōu)質(zhì)或膨脹土以供調(diào)制泥漿;2)筒內(nèi)的泥漿頂面,應(yīng)始終高出筒外水位或地下水位至少1.0 m;3)黏土制作泥漿時(shí),其塑性指數(shù)不應(yīng)小于15;4)泥漿應(yīng)常試驗(yàn),對(duì)不符合規(guī)定的,必須及時(shí)調(diào)整,以保證工程施工質(zhì)量。

鉆孔開鉆前應(yīng)對(duì)鉆機(jī)的動(dòng)力設(shè)備,主要部件和電器線路等進(jìn)行仔細(xì)檢查,并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn),鉆孔應(yīng)放置平穩(wěn)、墊實(shí),并用線錘和水平尺檢查導(dǎo)桿是否垂直,以保證鉆頭沿垂直方向鉆進(jìn),鉆桿對(duì)準(zhǔn)樁位后,先使鉆桿向下運(yùn)動(dòng),待鉆頭觸到地面時(shí),立即使鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng),以防止鉆孔偏斜。在鉆進(jìn)過程中,一般不得中途停止,如遇到堅(jiān)硬物或發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃、移動(dòng)和機(jī)架偏斜等異常情況時(shí),應(yīng)立即停鉆,查明情況并提出處理措施,妥善處理后再繼續(xù)開鉆。樁的鉆孔和挖掘,只有在距灌注樁的中心距離5 m以內(nèi)的其他樁的混凝土現(xiàn)澆完畢24 h后,才能開始施工,以避免擾動(dòng)正在凝固的鄰樁混凝土。

3 成孔檢查及清孔

1)鉆孔完成后,必須用儀器及相關(guān)設(shè)備,對(duì)孔深、孔徑、孔位、孔型和斜度進(jìn)行檢查,未經(jīng)檢查的鉆孔不得安裝鋼筋籠和灌注混凝土;2)孔徑及孔深必須符合圖紙要求;3)樁孔允許偏差一般不得超過表1規(guī)定;4)當(dāng)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)有缺陷,必須及時(shí)提出補(bǔ)救措施,并按照補(bǔ)救措施進(jìn)行補(bǔ)救;5)成孔檢查完成后,應(yīng)立即進(jìn)行清孔,清孔方法根據(jù)設(shè)計(jì)要求、鉆孔方法、機(jī)具設(shè)備、土層等條件而定。清孔時(shí),孔內(nèi)水位應(yīng)保持在地下水位或河流水位以上1.5 m～2.0 m,清孔后的沉渣厚度嚴(yán)禁大于5 cm;6)當(dāng)經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)樁孔滿足圖紙的要求后,應(yīng)立即填寫終孔檢查單,經(jīng)檢查合格后,方可進(jìn)行水下混凝土澆筑。

表1 樁孔允許偏差規(guī)定

4 澆筑水下混凝土前應(yīng)做好的工作

1)鋼筋籠的制作應(yīng)符合圖紙要求,籠體經(jīng)檢查合格;2)鋼筋籠應(yīng)牢固,使其不因搬運(yùn)而損壞,應(yīng)定位準(zhǔn)確、固定牢固,防止移位脫落,并應(yīng)使用墊塊或其他措施,以保證鋼筋籠有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)層;3)當(dāng)提升導(dǎo)管時(shí)必須采取措施,以觀察和測(cè)量鋼筋籠可能產(chǎn)生的移動(dòng)并及時(shí)加以處理;4)鋼筋制作應(yīng)符合相關(guān)允許偏差的規(guī)定;5)鋼筋籠吊裝完畢,應(yīng)進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收,合格后立即澆筑水下混凝土。

混凝土拌合物運(yùn)至澆筑地點(diǎn)時(shí),應(yīng)檢查其均勻性和坍落度,如不符合要求應(yīng)進(jìn)行第二次拌和,二次拌和仍達(dá)不到要求時(shí)不得使用;當(dāng)樁孔經(jīng)驗(yàn)收合格并放入鋼筋籠骨架后,應(yīng)盡快不間斷地連續(xù)澆筑混凝土,如清孔后4 h尚未開始澆筑混凝土,則孔底必須重新清理。同時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1)水下混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,嚴(yán)禁中斷,最后一次灌注量應(yīng)使樁頂在鑿除泛漿高度后必須保證樁頂混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)高程和設(shè)計(jì)強(qiáng)度;2)導(dǎo)管應(yīng)裝卸方便,連接牢固,并帶有密封圈,保證不漏水,不透水。導(dǎo)管的支撐應(yīng)保證在需要減慢或停止混凝土流動(dòng)時(shí)使導(dǎo)管能夠繼續(xù)升降;3)導(dǎo)管在任何時(shí)候必須保證無氣泡的情況下充滿混凝土直到漏斗底部,出料口必須埋在已澆筑的混凝土中2 m以上,并應(yīng)不大于6 m;4)澆筑混凝土的數(shù)量應(yīng)做好記錄,隨時(shí)測(cè)量并記錄導(dǎo)管埋置深度和混凝土表面高度;5)澆筑過程中,應(yīng)將孔內(nèi)溢出的泥漿引流至適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)處理,防止污染河流及周圍的環(huán)境;6)如果導(dǎo)管中的混凝土混入空氣和水,必須立即采取補(bǔ)救措施;7)填報(bào)水下混凝土灌注記錄表時(shí),應(yīng)同時(shí)繪制混凝土或樁柱狀圖以便了解樁的縮孔,擴(kuò)孔位置及大小。

5 截樁頭及清除混凝土

混凝土澆筑完畢后,樁頂混凝土的質(zhì)量不良部分必須截掉或清除。其截掉的高度不少于50 cm,為此水下混凝土的灌注必須在其頂面超過圖紙規(guī)定的截面高度至少50 cm時(shí)才能停止,以保證截面高度以下的混凝土具有良好的質(zhì)量,樁頂混凝土的預(yù)加高度可在基坑開挖后鑿除,鑿除時(shí)須防止損毀樁身。鉆孔樁施工完畢,必須填寫樁質(zhì)量報(bào)告。對(duì)每根樁必須有完整的施工記錄,以備檢查使用。

6 鉆孔樁的檢驗(yàn)

單樁承載力及樁身質(zhì)量檢測(cè)數(shù)量應(yīng)符合下列規(guī)定,應(yīng)采用靜載實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)其單樁承載力,同時(shí)采用小應(yīng)變檢驗(yàn)其樁身質(zhì)量。試樁數(shù)量:靜載試驗(yàn)不少于總樁數(shù)的1%,且不少于3根,動(dòng)載試驗(yàn)不少于總樁數(shù)的15%,且不少于15根。對(duì)需要取芯檢驗(yàn)的樁,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)備有鉆取整個(gè)樁全長(zhǎng)直徑70 mm～110 mm芯樣的設(shè)備及熟練的操作人員。全長(zhǎng)取芯檢驗(yàn)時(shí),最少應(yīng)超過樁底50 cm,取芯檢驗(yàn)完畢,取芯孔必須用高壓注純水泥漿填實(shí)。如果不符合規(guī)范要求或在施工過程中發(fā)生不正常情況,認(rèn)為樁質(zhì)量不良時(shí)則應(yīng)報(bào)廢,報(bào)廢的樁應(yīng)通過增加1根或2根樁來代替,加樁的數(shù)量、尺寸、位置、深度和由于加樁而增加的承臺(tái)尺寸等應(yīng)重新設(shè)計(jì)后進(jìn)行施工。

[1] 葉 翔.淺談鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制[J].山西建筑,2008,34(30):235-236.