張華魁 顧衛(wèi)東 劉海明 張鵬洲 李帥杰

摘 要 灌注樁是指在工程現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基上中形成樁孔，成孔達(dá)到樁底標(biāo)高后，在孔內(nèi)內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土形成的樁，鉆孔灌注樁是按成樁方法分類(lèi)而定義的一種樁型。鑒于對(duì)鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量控制，本文通過(guò)介紹影響灌注樁質(zhì)量因素，給其他工程灌注樁施工提高借鑒。鉆孔灌注樁基礎(chǔ)屬于地下或水下隱蔽工程，施工工序較多，影響其質(zhì)量的因素也多，如不抓住重點(diǎn)進(jìn)行有效防控，就會(huì)影響樁身完整性和承載力，對(duì)工程安全構(gòu)成威脅，對(duì)社會(huì)和施工企業(yè)造成重大影響。

關(guān)鍵詞 鉆孔灌注樁;處理方法;質(zhì)量問(wèn)題;重大影響

前言

鉆孔灌注樁屬于地下或水下隱蔽工程，施工工序多，施工質(zhì)量不宜控制。鉆孔灌注樁質(zhì)量直接影響到上層建筑承載力，影響整個(gè)工程結(jié)構(gòu)安全。因此鉆孔灌注樁質(zhì)量控制尤其重要，本文主要通過(guò)某地下空間綜合利用工程灌注樁施工工序，論述通過(guò)旋挖鉆鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要求。

1工程概況

某交通樞紐地下空間利用工程，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)+承臺(tái)+底板基礎(chǔ)形式，樁基采用旋挖鉆鉆孔灌注樁，設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，樁端持力層為第15層粉質(zhì)黏土層，兼作抗壓樁和抗拔樁。主筋采用HRB400，所有樁身的加強(qiáng)箍筋均采用HRB400;普通箍筋采用HPB300，箍筋采用螺旋式箍筋，樁身主筋的混凝土保護(hù)層厚度為55mm，總計(jì)2231根。現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地標(biāo)高為77.1m，樁基有效樁長(zhǎng)36m，樁基有效樁頂標(biāo)高為67.65。樁基直徑800mm，主筋為30根HRB400-32mm，焊接加強(qiáng)箍筋HRB400-18@2000，螺旋箍筋 ?HPB300-8@100/200。

2鉆孔灌注樁質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

鉆孔灌注樁質(zhì)量主要通過(guò)灌注樁承載力、混凝土強(qiáng)度是否滿(mǎn)足要求進(jìn)行評(píng)定。承載力要求包括灌注樁抗壓、抗拔承載力。

3鉆孔灌注樁施工工序流程圖

4鉆孔灌注樁施工控制要點(diǎn)

影響旋挖鉆鉆孔灌注樁施工因素主要包括：現(xiàn)場(chǎng)人員質(zhì)量意識(shí)和人員技能水平、測(cè)量放線控制、鋼筋籠的制作、成孔質(zhì)量、鋼筋籠焊接及下籠、二次清孔、混凝土澆筑，每一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題都會(huì)嚴(yán)重影響灌注樁的質(zhì)量[1]。

4.1 現(xiàn)場(chǎng)人員質(zhì)量意識(shí)

質(zhì)量意識(shí)是一種心理活動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，是人們對(duì)自我行為的一種評(píng)價(jià)?！皯B(tài)度決定一切，思想決定行動(dòng)”，意識(shí)的高低直接影響到工程施工質(zhì)量，只有意識(shí)高的人員才能做出質(zhì)量?jī)?yōu)的工程，因此現(xiàn)場(chǎng)人員質(zhì)量意識(shí)的高低尤其重要。施工人員進(jìn)場(chǎng)后，首先組織人員進(jìn)行灌注樁質(zhì)量技術(shù)交底，交底要求涉及管理人員及施工作業(yè)班組人員，做到現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員均熟悉灌注樁每道工序施工要點(diǎn)。每周舉行質(zhì)量檢查活動(dòng)和召開(kāi)質(zhì)量例會(huì)，提出質(zhì)量問(wèn)題，落實(shí)整改問(wèn)題。通過(guò)技術(shù)交底和舉行質(zhì)量活動(dòng)不斷提高人員質(zhì)量意識(shí)。

4.2 施工人員技能水平

鋼筋焊接作業(yè)人員進(jìn)行后，首先檢查人員焊工證，對(duì)無(wú)證人員不予錄用。施工過(guò)程中加強(qiáng)過(guò)程管理，定期舉辦鋼筋焊接比武活動(dòng)，通過(guò)活動(dòng)的舉辦，有效形成：“比”、“學(xué)”、“幫”、“趕”、“超”的良好氛圍，不斷提高施工人員技能水平。

4.3 測(cè)量放線控制

旋挖鉆開(kāi)挖前，首先使用全站儀定位灌注樁中心位置，位置確定后埋設(shè)護(hù)筒，將護(hù)筒中心與樁中心重合。使用旋挖鉆機(jī)向下鉆進(jìn)，鉆進(jìn)深度等于護(hù)筒高度時(shí)停止鉆進(jìn)，再用鉆桿垂直將護(hù)筒壓至原地面下。使用全站儀進(jìn)行復(fù)核，樁位允許偏差10cm，樁位無(wú)誤后記錄護(hù)筒頂標(biāo)高，數(shù)值作為后續(xù)成孔檢測(cè)、沉渣厚度檢測(cè)、樁頂標(biāo)高復(fù)核的依據(jù)。

4.4 鋼筋籠制作注意事項(xiàng)

鋼筋籠制作之前，首先根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，計(jì)算出每個(gè)鉆孔灌注樁需制作幾節(jié)鋼筋籠、鋼筋籠長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)是否能夠運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)、是否能夠吊裝等因素。本工程設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)36米，籠頂鋼筋錨入承臺(tái)100mm，工程樁樁頂外漏鋼筋35d（875mm），鋼筋籠采用兩節(jié)鋼筋籠單面搭接焊，搭接長(zhǎng)度10d（250mm），因此加工灌注樁籠長(zhǎng)為36+0.875+0.25=37.125m。為方便施工采用9米長(zhǎng)C25鋼筋，分成兩節(jié)加工，每節(jié)籠長(zhǎng)分別為18m、19.125m，18m=9m+9m，19.125m=9m+9m+1.125m，1.125m=9m/8，接頭采用直螺紋連接。為保證鋼筋籠加工質(zhì)量，要從鋼筋原材控制、主筋間距控制、加強(qiáng)箍質(zhì)量控制、保護(hù)層留設(shè)、焊接質(zhì)量控制、直螺紋連接質(zhì)量等因素提高鋼筋籠質(zhì)量。

（1）鋼筋原材檢測(cè)。鋼筋原材是鋼筋籠合格一個(gè)重要的因素，原材料不合格，何談鋼筋籠成品質(zhì)量，因此材料把控是重中之重。鋼筋原材進(jìn)場(chǎng)前，首先檢查鋼筋出廠質(zhì)量證明書(shū)、鋼筋爐批號(hào)是否和質(zhì)量證明書(shū)一致，檢查無(wú)誤后，檢驗(yàn)合格后通知監(jiān)理對(duì)鋼筋原材外觀進(jìn)行檢測(cè)，使用游標(biāo)卡尺檢查鋼筋直徑是否滿(mǎn)足要求，鋼筋是否生銹等;外觀檢測(cè)合格后，允許卸車(chē)。原材卸車(chē)后，進(jìn)行鋼筋原材取樣，每種規(guī)格、不超過(guò)60T為一組進(jìn)行取樣，取樣完成后送具有檢測(cè)資質(zhì)的第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格后方可使用[2]。

（2）鋼筋籠間距控制。鋼筋籠間距控制包括主筋、加強(qiáng)箍、箍筋間距控制。主筋間距控制：首先計(jì)算兩根主筋的間距，主筋間距=π（加強(qiáng)箍直徑外邊緣+主筋直徑/2）/（主筋個(gè)數(shù)-1），主筋間距=3.14*（640+25/2）/（24-1），主筋間距=89mm。使用C12鋼筋原材加工控制主筋間距小工具（見(jiàn)圖4），加強(qiáng)箍與第一個(gè)主筋焊接固定，然后使用控制主筋間距小工具卡第一根主筋，放置第二根主筋，焊接固定，依次焊接主筋，完成整套鋼筋籠焊接。

加強(qiáng)箍間距控制：加強(qiáng)箍為C20@2000，加強(qiáng)箍上焊接第一根主筋時(shí)應(yīng)將加強(qiáng)箍按照2米的間距均勻分布。

箍筋間距控制：箍筋為Φ8@100/200，加密區(qū)為籠頂下4.5米。為了保證箍筋間距，采用滾焊機(jī)纏繞主筋連接。

（3）加強(qiáng)箍質(zhì)量控制。加強(qiáng)箍?jī)?nèi)圈直徑=鋼筋籠直徑-保護(hù)層寬度*2-主筋直徑*2-加強(qiáng)箍直徑*2;加強(qiáng)箍外圈直徑=800-55*2-25*2=640。

加強(qiáng)箍直徑影響到鋼筋籠成品直徑，為了能夠有效控制加強(qiáng)箍直徑，采用加強(qiáng)箍加工彎曲機(jī)進(jìn)行加工加強(qiáng)箍。定期檢查加強(qiáng)箍加工彎曲機(jī)直徑是否發(fā)生變化，如發(fā)現(xiàn)變化立即調(diào)整。

加強(qiáng)箍采用單面焊搭接，搭接長(zhǎng)度10d（20cm）。加強(qiáng)箍與主筋連接時(shí)，要保證加強(qiáng)箍與主筋的垂直度，不得出現(xiàn)加強(qiáng)箍彎曲，傾斜等現(xiàn)場(chǎng)[3]。

（4）保護(hù)層留設(shè)。鋼筋籠主筋混凝土保護(hù)層允許偏差為±20mm，鋼筋籠上設(shè)置保護(hù)層，每節(jié)鋼筋籠不應(yīng)小于2組，每組不應(yīng)小于3個(gè)保護(hù)層，且均勻分布于同一截面上。

（5）焊接質(zhì)量保證。影響鋼筋籠焊接質(zhì)量的因素主要包括兩點(diǎn)：①焊接使用材料是否滿(mǎn)足要求，②焊工質(zhì)量意識(shí)。鋼筋籠加工前，對(duì)主材和焊條進(jìn)行驗(yàn)收，材料符合要求后方可使用。然后做焊件工藝試驗(yàn)，每個(gè)鋼廠、每焊工、每種類(lèi)鋼筋均需要做工藝試驗(yàn)，工藝試驗(yàn)合格后方可施工。電流過(guò)大燒傷主筋，電流過(guò)小焊接不牢固通過(guò)工藝試驗(yàn)確定本項(xiàng)目主筋焊接電流為190A。

（6）直螺紋連接質(zhì)量控制。本工程鋼筋籠長(zhǎng)37.125，分兩節(jié)加工，每節(jié)籠長(zhǎng)分別為18m、19.125m。主筋采用9米長(zhǎng)C25鋼筋，搭接形式為直螺紋連接。直螺紋加工前需將主筋端頭切割，保證端頭為平面。直螺紋接頭錯(cuò)開(kāi)且錯(cuò)開(kāi)長(zhǎng)度不小于35d（875mm），有效絲長(zhǎng)為30mm，安裝時(shí)最小扭矩值為260N·m。安裝后外漏絲不得大于2絲。

4.5 成孔質(zhì)量控制

旋挖鉆灌注樁成孔質(zhì)量包括成孔直徑控制、成孔深度控制、化學(xué)泥漿質(zhì)量，灌注樁開(kāi)鉆前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求灌注樁直徑選擇相應(yīng)的鉆頭，鉆頭直徑不得小于灌注樁直徑，確保成孔直徑不小于設(shè)計(jì)要求，在鉆進(jìn)過(guò)程中，及時(shí)使用泥漿三件套檢測(cè)泥漿質(zhì)量，泥漿質(zhì)量不符合要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整泥漿稠度，待泥漿符合規(guī)范要求方可繼續(xù)鉆機(jī)。同時(shí)應(yīng)及時(shí)關(guān)注鉆機(jī)儀表盤(pán)鉆孔深度數(shù)值，終孔深度必須達(dá)到設(shè)計(jì)深度，且成孔深度不得超過(guò)設(shè)計(jì)深度30cm，滿(mǎn)足規(guī)范要求。成孔后，使用測(cè)繩及時(shí)檢測(cè)成孔深度，采用自制測(cè)孔器進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)目的為成孔垂直度是否滿(mǎn)足要求和終孔是否塌孔現(xiàn)象。檢測(cè)時(shí)，將測(cè)孔器吊起，孔的中心與起吊鋼絲繩保持一致，慢慢放入孔內(nèi)，上下通暢無(wú)阻，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，方可進(jìn)行下道工序施工[4]。

測(cè)孔器形式如下：

注意事項(xiàng)：

（1）銜接好各工序之間的施工順序，盡可能縮短成孔時(shí)間，防止因長(zhǎng)時(shí)間未放置鋼筋籠和澆筑混凝土導(dǎo)致塌孔;

（2）鉆進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行泥漿三性檢測(cè)，控制泥漿質(zhì)量，防止塌孔和縮頸;

4.6 鋼筋籠焊接及下籠

鋼筋籠采用上下兩節(jié)進(jìn)行吊裝、焊接，焊接保證搭接長(zhǎng)度10d（25cm），保證飽滿(mǎn)度和寬度。焊接完成后將鋼筋籠下放，由于本項(xiàng)目原地面下10左右為孔樁段，因此鋼筋籠下放時(shí)應(yīng)設(shè)置吊筋，吊筋應(yīng)焊接在鋼筋籠樁頂標(biāo)高主筋處，長(zhǎng)度根據(jù)原地面標(biāo)高確定。吊筋長(zhǎng)度=原地面標(biāo)高-樁頂標(biāo)高[5]。

4.7 二次清孔

鋼筋籠焊接完成后開(kāi)始下導(dǎo)管，導(dǎo)管經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可投入使用，對(duì)于不合格導(dǎo)管?chē)?yán)禁使用。導(dǎo)管長(zhǎng)度根據(jù)成孔進(jìn)行配備，滿(mǎn)足清孔及水下混凝土澆筑的需要，即清孔時(shí)能下至孔底：水下澆筑時(shí)，導(dǎo)管底端距孔底0.5m左右，混凝土應(yīng)能順利從導(dǎo)管內(nèi)灌至孔底。導(dǎo)管埋設(shè)完成后，使用測(cè)繩再次進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)與成孔數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，兩個(gè)數(shù)據(jù)的差就是沉渣厚度，沉渣厚度嚴(yán)格按照建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008） 規(guī)范進(jìn)行施工，灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度指標(biāo)應(yīng)符合下列規(guī)定：①對(duì)端承型樁，不應(yīng)大于50㎜;②對(duì)摩擦型樁，不應(yīng)大于100㎜; ③對(duì)抗拔、抗水平力樁，不應(yīng)大于200㎜。

對(duì)于沉渣厚度大于規(guī)范要求的灌注樁，采用正循環(huán)利用泥漿泵和導(dǎo)管向孔內(nèi)壓入相對(duì)密度1.15左右的泥漿，把孔底在下鋼筋籠和導(dǎo)管的過(guò)程中再次沉淀的鉆渣置換出來(lái)。從二次清孔停止至混凝土開(kāi)始澆灌，應(yīng)控制在1.5～3h，一般不得超過(guò)4h，否則應(yīng)重新清孔。

4.8 混凝土澆筑

混凝土質(zhì)量直接影響到灌注樁質(zhì)量，混凝土使用前，首先對(duì)灌注樁使用混凝土標(biāo)號(hào)進(jìn)行配合比驗(yàn)證，驗(yàn)證合格后方可使用?；炷凉捃?chē)到現(xiàn)場(chǎng)后，首先檢查砼票上混凝土標(biāo)號(hào)與設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)是否一致，混凝土澆筑采用導(dǎo)管法連續(xù)澆筑，導(dǎo)管壁厚不宜小于3mm，直徑為300mm;直徑制作偏差不應(yīng)超過(guò)2mm，導(dǎo)管的分節(jié)長(zhǎng)度可視工藝要求確定，底管長(zhǎng)度不宜小于4m，接頭宜采用雙螺紋方扣快速接頭，用于灌注混凝土的導(dǎo)管的底部距孔底300-500mm?；炷灵_(kāi)始澆筑第一斗應(yīng)有足夠的混凝土儲(chǔ)備量，導(dǎo)管一次埋入混凝土灌注面以下不應(yīng)少于1.0m，導(dǎo)管埋入混凝土的深度宜2～6米，混凝土灌注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，對(duì)灌注過(guò)程中的故障應(yīng)記錄備案，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土灌注面，并應(yīng)控制拔管速度。樁身混凝土灌注標(biāo)高應(yīng)高于設(shè)計(jì)的樁頂標(biāo)高，須控制每根樁最后一次灌注量，超灌高度宜為0.8～1.0m。

首灌混凝土所需數(shù)量可按下式計(jì)算：

V≧h1πd?/4+πD?（H1+H2）/4

式中V---首灌混凝土所需數(shù)量（m?）;

D--樁孔直徑（m）;

H1---樁孔底至導(dǎo)管低端間距，一般為0.4m;

H2---導(dǎo)管初次埋入混凝土的深度，不小于1.0m;

d---導(dǎo)管內(nèi)徑（m）

h1---樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋設(shè)深度H2時(shí)，導(dǎo)

管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外（或泥漿）壓力所需的高度（m）：h1=Hw*γw*γc

Hw---樁孔內(nèi)水或泥漿的深度（m）;

γw---樁孔內(nèi)水或泥漿的重度（kN/m?）;

γc---混凝土板和物的重度（kN/m?）。

h1=45*1.05/25

h1=1.89

V≧1.89*3.14*0.3?/4+3.14*0.8?*（0.4+1.0）/4

V≧0.84m?

綜上所述：首灌混凝土所需方量應(yīng)大于等于0.84m?，施工現(xiàn)場(chǎng)要求首灌使用不小于1m?大料斗進(jìn)行澆筑[6]。

混凝土澆筑過(guò)程中，應(yīng)做坍落度試驗(yàn)和試塊留置，坍落度滿(mǎn)足180mm～220mm，對(duì)于不滿(mǎn)足要求混凝土禁止使用;每澆筑一根樁留置一組抗壓試塊，同一承臺(tái)、同一工作日連續(xù)澆筑不超過(guò)500m?留置一組抗?jié)B試塊?；炷翝仓瓿珊?，及時(shí)使用測(cè)量檢測(cè)樁頂標(biāo)高是否滿(mǎn)足要求，澆筑樁頂標(biāo)高≧設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高+超灌高度。

5經(jīng)濟(jì)效益

本項(xiàng)目灌注樁籠長(zhǎng)為37.125米，分為兩節(jié)制作，兩節(jié)長(zhǎng)度分別為18米、19.125米。主筋采用9米長(zhǎng)C25鋼筋，第一節(jié)18米長(zhǎng)鋼筋籠用2根9米長(zhǎng)鋼筋制作，第二節(jié)19.125米長(zhǎng)鋼筋籠用2根9米加一根1.125米長(zhǎng)鋼筋制作，9米鋼筋平均分成8段，每段1.125米。節(jié)約材料，減少鋼筋浪費(fèi)[7]。

鋼筋籠如采用一節(jié)制作，則需采用履帶吊進(jìn)行吊裝。鋼筋籠采用兩節(jié)鋼筋籠制作，可以分別采用自卸吊進(jìn)行吊裝，減少機(jī)械投入費(fèi)用。

6結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)場(chǎng)人員質(zhì)量意識(shí)、鋼筋籠的制作、成孔質(zhì)量、二次清孔、混凝土澆筑每一道環(huán)節(jié)都是控制灌注樁質(zhì)量的重中之重。把握這幾道環(huán)節(jié)的控制，灌注樁質(zhì)量才能有更好地提升，灌注樁承載力才能滿(mǎn)足要求，上層結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全才能得到保證。

參考文獻(xiàn)

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