◎李乾
在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的過程中,交通建設(shè)發(fā)揮著重要作用。橋梁工程作為交通工程的重點(diǎn)內(nèi)容,其施工質(zhì)量和安全更是社會(huì)各界所關(guān)注的熱點(diǎn)話題。從工程管理現(xiàn)狀來看,其中仍然存在不少樁基施工質(zhì)量、安全控制方面的一些問題?;诖?,本文就鉆孔灌注樁施工質(zhì)量、安全管理要點(diǎn)進(jìn)行研究,以期提高橋梁鉆孔灌注樁的工程質(zhì)量與安全管理水平,在實(shí)際施工過程中起到一定的參考和指導(dǎo)作用。
公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)是指采取機(jī)械鉆孔或鋼管擠土等方式在建筑地基土層挖掘出灌樁孔,并在樁孔內(nèi)放置由鋼筋籠或灌注混凝土做成的樁,公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)主要有:
1.公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)與沉入樁中的傳統(tǒng)錘擊法相比,不僅施工過程中產(chǎn)生噪聲和震動(dòng)要小很多,而且還能建造比預(yù)制樁的直徑大很多的樁,在不同土體或巖體的地基上都可以使用。
2.公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)的缺點(diǎn)。公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)水平的高低對(duì)樁的承載力影響非常大。由于混凝土是在泥水中灌注的,因此混凝土質(zhì)量不易控制。此外,公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)成孔速度慢,不僅要花費(fèi)大量的施工時(shí)間,而且在施工過程中還會(huì)產(chǎn)生泥渣污染施工現(xiàn)場(chǎng)以及周邊環(huán)境。
1.斷樁。
斷樁的原因:現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員因?qū)Ч軘?shù)量未統(tǒng)計(jì)正確;測(cè)繩尺度未觀測(cè)準(zhǔn)確;導(dǎo)管埋深計(jì)算出錯(cuò)致使導(dǎo)管提出混凝土面等。
2.鉆進(jìn)過程中塌孔。
塌孔的原因主要有:地質(zhì)情況差;未選擇合適的鉆機(jī);護(hù)筒埋深過小,鉆進(jìn)速度過快;未控制好泥漿性能(如泥漿比重、黏度、含砂率等);護(hù)筒直徑過??;鋼筋籠固定扁擔(dān)梁或料斗導(dǎo)管架擱置在護(hù)筒上,導(dǎo)致護(hù)筒受壓而發(fā)生沉降或塌孔等。
3.樁底沉渣厚度過厚。
沉渣過厚的原因主要有:一清未將沉渣清干凈,未按要求控制含砂率導(dǎo)致增加二清的難度;泥漿池和沉淀池尺寸和深度過小影響泥漿性能,尤其是砂性地質(zhì)情況難以保證泥漿性能;第二次清孔時(shí)泥漿泵功率過小或立于泥漿池進(jìn)口處,致使沉渣無法徹底抽出或泥漿含砂率過大導(dǎo)致沉渣厚度過大;二清至澆筑水下混凝土間隔時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)增加樁底沉渣厚度等。
1.清孔樁的清理和施工準(zhǔn)備工作。
底部泥漿樁的清孔一般可以分為一次底部流動(dòng)沖擊清孔與二次底部流動(dòng)沖擊清孔,其中沖孔的清理主要是通過底部沉積樁的泥漿粒和樁底部的泥漿流動(dòng)沖擊來清除大量沉積在底部的泥漿粒和樁孔底部上的沉積砂礫、巖渣等,由于底部沉積樁的泥漿粒和樁底部泥漿沉積往往具有較強(qiáng)的黏性,在樁的沉積泥漿流動(dòng)波及沖擊的過程中可以同時(shí)釋放出其大量攜帶的懸浮泥漿粒及沉渣,這樣就及時(shí)有效地清理了底部沉積樁泥漿孔。在施工準(zhǔn)備工作中,必須要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)和材料方面的控制,要求工作人員要對(duì)工程圖紙進(jìn)行詳細(xì)的理解和掌握,對(duì)工程中出現(xiàn)的某些問題及時(shí)的進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)商和解決,依照相關(guān)規(guī)范將圖紙中的紕漏進(jìn)行實(shí)際施工中的確認(rèn)和修改。
2.樁基的處理。
就現(xiàn)階段的樁基工程來說,其在應(yīng)用過程中主要是包含三個(gè)方面。首先是其在設(shè)計(jì)承載力方面需要使用到質(zhì)量上乘的材料,并且通過加強(qiáng)截面尺寸或者是加強(qiáng)對(duì)樁身混凝土的強(qiáng)度,通過新型的施工工藝來應(yīng)用效能更好的樁基。其次就是要保證樁基的機(jī)械強(qiáng)度,在樁基的施工中需要針對(duì)于具體的工程地質(zhì)條件來進(jìn)行分析,針對(duì)于具體的環(huán)境情況來使用相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備。當(dāng)然,這就要對(duì)機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量提出更多的要求,對(duì)施工技術(shù)要求也更高。最后則是在公路橋梁工程的建設(shè)過程中,由于大多數(shù)工程都受到具體環(huán)境的限制,想要更好的減少這些環(huán)境因素帶來的影響,還需要施工團(tuán)隊(duì)能夠予以重視。
3.施工隊(duì)伍組織架構(gòu)。
在公路橋梁工程中需要設(shè)立多個(gè)崗位來共同完成鉆孔灌注樁的施工工作。就目前來看,在鉆孔灌注樁施工中需要包含施工負(fù)責(zé)人、安全員、質(zhì)量技術(shù)員、技術(shù)員(測(cè)工)、鋼筋(模板)工、機(jī)械操作工、灌注樁工人、電工,其中對(duì)于鋼筋模板工人、機(jī)械操作工、灌注樁施工人員的配備最好在兩名以上。其中,施工負(fù)責(zé)人主要負(fù)責(zé)灌注樁基礎(chǔ)施工的組織、協(xié)調(diào)、現(xiàn)場(chǎng)指揮等工作;安全員負(fù)責(zé)灌注樁基礎(chǔ)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)護(hù)和檢查指導(dǎo)工作;質(zhì)量技術(shù)員負(fù)責(zé)灌注樁基礎(chǔ)施工全過程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的控制、執(zhí)行、監(jiān)督和檢查,同時(shí)還需要負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場(chǎng)全過程的技術(shù)管理工作,協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人工作;技術(shù)員(測(cè)工)負(fù)責(zé)灌注樁基礎(chǔ)施工的技術(shù)數(shù)據(jù)及測(cè)量工作;鋼筋(模板)工負(fù)責(zé)灌注樁基礎(chǔ)鋼筋加工,鋼筋籠的制作、安裝工作,基礎(chǔ)模板的組裝、拆卸等工作;機(jī)械操作工負(fù)責(zé)灌注樁施工機(jī)械的操作和維護(hù);灌注樁工人負(fù)責(zé)灌注樁基礎(chǔ)混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)等工作;電工負(fù)責(zé)施工電源設(shè)備的安裝、操作、檢查和維護(hù)。企業(yè)需要根據(jù)上述崗位的具體需求來選擇合適的人員,并且加強(qiáng)對(duì)人員的薪資管理、激勵(lì)、績(jī)效考核等制度,堅(jiān)持帶證上崗的要求,確保施工組織的有效管理和控制。
1.嚴(yán)格控制樁孔偏斜情況。
施工人員必須注意保持鉆孔垂直度,在開始施工之前需要仔細(xì)檢測(cè)公路橋梁樁孔是否存在偏斜現(xiàn)象,如檢驗(yàn)結(jié)果表明公路橋梁樁孔已經(jīng)存在偏斜情況,施工人員需要馬上采取間斷沖擊的方法及時(shí)校正偏斜的樁孔,如果校正效果不夠明顯,設(shè)備操作人員應(yīng)立即進(jìn)行返工再重新鉆孔。除此之外,施工人員在開始鉆孔前,應(yīng)對(duì)鉆具進(jìn)行全方位的詳細(xì)檢驗(yàn),如發(fā)現(xiàn)鉆具出現(xiàn)彎曲或磨損的情況,則不可再繼續(xù)使用,同時(shí)提前做好鉆孔周圍雜物的清潔工作,以免影響鉆孔的質(zhì)量。施工人員還應(yīng)注意控制鉆孔的孔距,確保鉆具底座和轉(zhuǎn)盤水平,將鉆具的基座安裝在較為平穩(wěn)的位置,在換層界面進(jìn)行鉆孔時(shí),應(yīng)采用輕壓低速的方式鉆孔,避免樁孔偏斜情況的發(fā)生。
2.嚴(yán)格控制鋼筋籠制作工藝。
鋼筋籠具有一定的抗拉作用,能夠?qū)渡砘炷疗鸬搅己玫募s束作用。因此,在施工過程中,施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制鋼筋制作工藝。首先嚴(yán)格控制鋼筋產(chǎn)品質(zhì)量,嚴(yán)禁為了減少公路橋梁工程項(xiàng)目施工成本支出而使用質(zhì)量不合格的鋼筋產(chǎn)品。其次,在開始施工前,施工人員需要做好鋼筋籠制作圖紙復(fù)核工作。在實(shí)施焊接處理過程中,需根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要,對(duì)鋼筋進(jìn)行相應(yīng)的擠壓處理,主筋位置用鋼筋定位支架控制等分距離。此外,在制作鋼筋籠之前,施工人員需保障封底的容積,確保能夠順利灌注混凝土,并嚴(yán)格控制混凝土的質(zhì)量和埋置導(dǎo)管的深度,盡可能地延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間。在鋼筋籠的制作過程中,施工人員要在鋼筋籠附近設(shè)置混凝土墊塊,保證鋼筋籠四周的混凝土墊塊為圓形且對(duì)稱。
3.塌孔的預(yù)防措施。
根據(jù)不同的地質(zhì)情況選擇合適的鉆機(jī)(正循環(huán)鉆機(jī)優(yōu)點(diǎn)是有利于防止塌孔,安全性高;缺點(diǎn)是鉆進(jìn)速度較慢,適用于地質(zhì)情況較差的地區(qū)。反循環(huán)鉆機(jī)優(yōu)點(diǎn)是鉆進(jìn)速度快;缺點(diǎn)是塌孔風(fēng)險(xiǎn)比正循環(huán)大,安全性較低,適用于地質(zhì)情況較好的地區(qū));對(duì)于砂性地質(zhì)及河道附近的鉆孔灌注樁,護(hù)筒必須埋入原狀土(或河床)以下2~4m,若發(fā)現(xiàn)河道附件樁孔渣樣為回填類,應(yīng)立即停止鉆進(jìn),采取加深護(hù)筒等措施后方可繼續(xù)鉆進(jìn);控制鉆機(jī)鉆進(jìn)速度,防止因鉆進(jìn)過快導(dǎo)致塌孔;嚴(yán)格控制泥漿性能,防止泥漿比重低、含砂率大導(dǎo)致孔壁失穩(wěn);護(hù)筒直徑應(yīng)控制在比樁徑大20~40cm,護(hù)筒過小容易沉陷,護(hù)筒過大不便于安設(shè)吊筋扁擔(dān)梁和導(dǎo)管架;檢查鋼筋籠固定扁擔(dān)梁和料斗導(dǎo)管架是否擱置在護(hù)筒上,防止護(hù)筒受壓而發(fā)生沉降或塌孔。
4.嚴(yán)格控制鋼護(hù)筒連接質(zhì)量。
在埋設(shè)鋼護(hù)筒過程中,鋼護(hù)筒需要連接的節(jié)點(diǎn)很多,所以大多數(shù)情況下焊接是最常見的。焊接質(zhì)量直接影響著埋設(shè)鋼護(hù)筒的穩(wěn)定性和安全性,因此控制鋼護(hù)筒連接質(zhì)量是鉆孔灌注樁施工過程中的重要環(huán)節(jié)。在開始焊接之前,施工人員需先確認(rèn)焊接縫的長(zhǎng)度是否滿足開孔深度要求,并且要仔細(xì)檢查連接板是否具有出廠質(zhì)量合格證書。其次,施工人員需注意統(tǒng)計(jì)連接板的重量,將統(tǒng)計(jì)后的數(shù)據(jù)與連接板質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比,如檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量不過關(guān)的連接板要及時(shí)退回。另外,對(duì)連接件焊接位置的檢驗(yàn)也尤為重要,在連接板焊接完成后,施工人員需及時(shí)清除焊渣,確保連接板焊接位置檢驗(yàn)合格后,并及時(shí)在連接件焊接位置涂抹防腐漆,確保鋼護(hù)筒連接處的耐壓性,從而延長(zhǎng)鋼護(hù)筒的使用壽命。
1.平面位置:在護(hù)筒埋設(shè)、鉆機(jī)對(duì)中過程中必須采用全站儀對(duì)樁基中心進(jìn)行校核,鋼筋籠安放后需對(duì)鋼筋籠中心復(fù)核,確保鋼筋籠中心與樁基中心在允許偏差范圍內(nèi)。
2.做好鉆機(jī)底排水措施,地基不得被浸泡,并采用鋪墊鋼板+枕木的措施,確保鉆機(jī)平穩(wěn)。
3.鉆孔:加強(qiáng)孔深(不含錐形長(zhǎng)度)控制,不得通過加深鉆孔深度代替清孔。適當(dāng)加大泥漿比重和黏度,控制鉆孔速度,防止孔壁坍塌。
4. 鋼筋籠標(biāo)高:采取焊接3~4 根豎向鋼筋控制鋼筋籠標(biāo)高,防止下沉與上浮。
5.沉渣厚度:不得超過設(shè)計(jì)要求,在“一清、二清(砼灌注前)”均應(yīng)檢測(cè),在“二清”合格后及時(shí)灌注混凝土,防止間隔時(shí)間過久沉渣厚度超標(biāo)及影響砼灌注。
6.導(dǎo)管:嚴(yán)格控制導(dǎo)管距孔底高度,不得小于20cm,每灌注一車混凝土后及時(shí)測(cè)量導(dǎo)管埋置深度,不得超過6m,否則,影響混凝土灌注。超過6m 時(shí)及時(shí)拆除導(dǎo)管,拆除時(shí)保證導(dǎo)管埋深不小于2m,防止導(dǎo)管拔離混凝土頂面。
7.鋼筋籠加工與安裝:杜絕“咬邊、夾渣及焊縫不飽滿”缺陷;套筒連接時(shí)確保鋼筋對(duì)接緊密,節(jié)段間必須試拼并做好記號(hào),防止現(xiàn)場(chǎng)連接時(shí)節(jié)段間連接不到位;在制作、吊裝及安裝過程中采取適當(dāng)措施(十字或三角支撐)防止變形;堆放場(chǎng)地不得積水并采取覆蓋措施。
8.重點(diǎn)檢查聲測(cè)管接頭部位是否連接牢固、封閉密實(shí),鋼筋籠安放完成后在聲測(cè)管內(nèi)注水,防止混凝土澆筑過程中聲測(cè)管漏漿堵管影響后期的超聲波檢測(cè)。
9.嚴(yán)格控制混凝土澆筑高度,確保樁頂標(biāo)高高出設(shè)計(jì)標(biāo)高不低于設(shè)計(jì)要求(一般高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高不少于1m)。
10.樁頭處理不得對(duì)樁基造成破損,截樁前采用環(huán)切法(但是不得損傷鋼筋),嚴(yán)禁直接機(jī)械破除樁頭,截樁后清除樁頂松散的混凝土??刂茦俄敇?biāo)高,一般樁基伸入承臺(tái)(或系梁)不少于10cm。
1.灌注混凝土質(zhì)量控制。
鉆孔灌注樁施工中一旦出現(xiàn)在質(zhì)量上的問題就會(huì)嚴(yán)重影響到工程的成本支出,引發(fā)損失。而就目前在工程施工過程中,施工人員需要著重于對(duì)樁的質(zhì)量進(jìn)行保證,這主要分為以下五個(gè)部分。第一點(diǎn)是對(duì)材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。實(shí)際上材料的檢查工作是需要企業(yè)專門派遣技術(shù)團(tuán)隊(duì)來進(jìn)行的,其中還需要伴隨監(jiān)理人員、管理人員、采購(gòu)人員以及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的協(xié)同工作。對(duì)于不合格的材料要禁止用在混凝土中,要確?;炷恋牧鲃?dòng)性,避免因?yàn)槎氯膯栴}而引發(fā)危險(xiǎn)。同時(shí)也需要保證混凝土在使用之后的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。第二點(diǎn)是要對(duì)混凝土導(dǎo)管進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試,特別是密封性測(cè)試和防水測(cè)試,要在多次檢查和復(fù)檢工作后才能夠投入使用,嚴(yán)格避免在澆筑混凝土的過程中導(dǎo)管口處混凝土遇水離析,產(chǎn)生泥漿等,否則會(huì)導(dǎo)致斷樁的問題。第三點(diǎn)是要加強(qiáng)對(duì)防水開關(guān)的使用,這一點(diǎn)在工程上也十分重要,因?yàn)榉浪_關(guān)可以有效的減少灌注樁受到侵害。制作防水開關(guān)的過程是管的直徑和充氣橡膠球在導(dǎo)管項(xiàng)目中使用相同直徑,這就可以在首批混凝土的壓力作用下形成一定的排水栓,這樣就能夠達(dá)到防水開關(guān)的作用。需要注意的是,這樣形成的防水開關(guān)主要是對(duì)直徑小于1m 的樁使用。第四點(diǎn)是要為了能夠防止破損的混凝土柱和泥混入混凝土并填充的問題,施工單位需要加強(qiáng)對(duì)混凝土坍落度和攪拌時(shí)間的控制,同時(shí)還需要加強(qiáng)對(duì)輸液流程和操作方法的控制,確保其表面強(qiáng)度。第五點(diǎn)是指要保證樁混凝土的質(zhì)量,要確保管拉的時(shí)機(jī),并且要確保現(xiàn)場(chǎng)管理人員能夠認(rèn)真負(fù)責(zé),對(duì)樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制。
2.成孔階段的質(zhì)量控制。
成孔階段中,施工團(tuán)隊(duì)需要加強(qiáng)對(duì)六個(gè)方面的質(zhì)量控制措施,也就是針對(duì)于施工設(shè)備、樁身成孔垂直度、樁位和鉆孔深度、泥漿質(zhì)量、鉆進(jìn)進(jìn)度六個(gè)方面進(jìn)行控制,加強(qiáng)對(duì)孔的清理工作。因?yàn)槭┕ぴO(shè)備和相應(yīng)器具是鉆孔灌注樁工藝的主要組成部分,所以對(duì)其的管理和維護(hù)十分重要,施工團(tuán)隊(duì)也需要根據(jù)不同的環(huán)境、樁徑等來選擇合適的孔成型機(jī)、鉆頭、鉆桿以及相應(yīng)的輔助器具。同時(shí),施工單位需要加強(qiáng)對(duì)孔的直徑精度的控制,定位好測(cè)定時(shí)間,并形成嚴(yán)格的控制框架,確保地上的孔洞能夠保持施工精度。當(dāng)然,施工單位還需要著重加強(qiáng)鉆井深度、樁架等的質(zhì)量控制,對(duì)孔隙形成的過程中進(jìn)行質(zhì)量控制。當(dāng)然,在成孔階段,施工單位需要確保施工時(shí)間和質(zhì)量樁形成的時(shí)間盡量短,在保證精度的條件下,施工時(shí)間越少代表著鉆井工作質(zhì)量越高。
3.樁的檢測(cè)工作。
在對(duì)樁的檢測(cè)工作中,需要針對(duì)縮徑、離析、接樁、夾層和斷樁、沉渣五個(gè)方面來開展檢測(cè)工作。而就目前來看,在工程中最常用到的檢測(cè)方法有三種。第一種取樣檢測(cè),這種檢測(cè)方法適用范圍較廣,也是在工程中最常見的辦法,其主要內(nèi)容就是在澆筑每根灌注樁試驗(yàn)檢測(cè)的過程中留取兩組以上的試樣,并對(duì)其進(jìn)行混凝土強(qiáng)度的檢測(cè),進(jìn)而達(dá)到對(duì)樁強(qiáng)度的檢測(cè)。其次就是低應(yīng)變動(dòng)力法檢測(cè),其專門針對(duì)于在灌注樁達(dá)到養(yǎng)護(hù)過程時(shí)進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)內(nèi)容在于對(duì)樁頂、樁體、浮漿、開鑿處密實(shí)的樁頭等。最后則是預(yù)埋管超聲波檢測(cè)方法,其主要就是通過對(duì)每個(gè)樁內(nèi)設(shè)一定的PVC 管,通過相應(yīng)的接頭來進(jìn)行連接,而管部的底端則是用PVC 螺紋堵塞封閉。這些預(yù)埋管之間閉合成三角形,并與鋼筋籠相捆綁,完成這些設(shè)置后使用超聲波方法來進(jìn)行檢測(cè),可以達(dá)到對(duì)樁的百分百檢測(cè)效果。
4.其他。
(1)夜間照明和臨時(shí)用電:施工現(xiàn)場(chǎng)的夜間照明必須滿足施工要求;做好臨時(shí)用電工作,專業(yè)電工須全程值班。(2)場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸:保持便道通暢,確?;炷吝\(yùn)輸車輛在雨天和夜間能安全順暢地進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)。(3)起重吊裝:檢查起重吊裝司機(jī)是否有證;起重吊裝作業(yè)時(shí)須設(shè)置牽引繩,必須有專人指揮并設(shè)置警戒區(qū);定期檢查汽車吊隨車使用的鋼絲繩是否磨損嚴(yán)重,吊鉤是否有保險(xiǎn)裝置、是否存在變形等異常情況;鋼筋籠吊裝禁止采用單點(diǎn)起吊。(4)基坑圍護(hù)和孔口覆蓋:泥漿池四周必須按要求設(shè)置護(hù)欄及警示牌,及時(shí)對(duì)孔口進(jìn)行覆蓋,防止作業(yè)人員墜落孔內(nèi)。(5)環(huán)境保護(hù):施工現(xiàn)場(chǎng)的泥漿和廢渣應(yīng)及時(shí)運(yùn)出場(chǎng)外;施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)安排人員定期清掃和灑水,并對(duì)裸土進(jìn)行覆蓋,防止揚(yáng)塵。
總的來說,做好鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量和安全工作,不僅有利于促進(jìn)施工進(jìn)度、提高工程質(zhì)量以及降低施工成本,還能有效地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、提升社會(huì)效益。因此,作為橋梁工程技術(shù)管理人員,應(yīng)清楚地掌握鉆孔灌注樁施工中的質(zhì)量、安全控制要點(diǎn),并嚴(yán)格落實(shí)。