張文書，張 成，王一鳴，葛運(yùn)廣，吳文帥

(1.江蘇高智項目管理有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000；2.揚(yáng)州大學(xué) 建筑科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127)

0 前 言

對于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁[1-2]的施工過程，首先埋設(shè)鋼板護(hù)筒防止孔壁上部泥土因施工荷載頻繁施加導(dǎo)致坍塌；泥漿護(hù)壁條件下精準(zhǔn)控制鉆機(jī)鉆進(jìn)速度且保持孔內(nèi)泥漿液面高度；當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計深度后，利用泥漿對孔底進(jìn)行清空且沉渣厚度必須符合規(guī)范要求，然后將鋼筋籠吊放到鉆孔內(nèi)就位并進(jìn)行臨時固定，鋼筋籠內(nèi)輕放入導(dǎo)管然后進(jìn)行二次清孔，最后，采用水下澆筑混凝土方法擠出泥漿而成的樁。

雖然泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工嚴(yán)格按照施工方案和規(guī)范要求進(jìn)行施工，但其涉及很多施工步驟且地下施工，導(dǎo)致容易遇到各種情況出現(xiàn)質(zhì)量通病，比如護(hù)筒冒水、鉆孔不垂直、孔壁泥土塌陷和孔內(nèi)局部縮小等。本文首先闡述泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁的各個施工工藝流程，然后對其施工過程及施工重點進(jìn)行詳細(xì)分析，接著分析質(zhì)量通病的產(chǎn)生原因[3]并提出具體處理對策，最后結(jié)合杭州市工程實例，探討泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量精細(xì)化管理對整個工程質(zhì)量的影響。

1 泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工

鉆孔灌注樁分為干作業(yè)鉆孔灌注樁與泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁兩種樁型。第一種適用于地下水以上多種土質(zhì)的樁基，第二種適用于地下水以下多種土質(zhì)的樁基，如填土、砂土、碎石土、黏性土、粉土及風(fēng)化巖層等，具有振動小、擠土效應(yīng)小、噪音小等特點[4]，因此，該類樁型對現(xiàn)場周邊現(xiàn)有建筑物及道路的影響很小。

目前建筑市場上鉆機(jī)主要有回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)、沖抓鉆機(jī)、潛水鉆機(jī)及旋挖鉆機(jī)等，目前我國工地使用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)較多。泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工中，選取合適的成孔設(shè)備至關(guān)重要，一定要根據(jù)設(shè)計資料、地質(zhì)勘探資料、過往施工經(jīng)驗及當(dāng)?shù)亟ㄖ袌龉?yīng)情況等進(jìn)行選擇。

1.1 施工工藝流程

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁的主要施工過程[5]如圖1所示。

圖1 泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工工藝流程

1.2 施工工藝流程解釋及施工重點

鉆孔前，應(yīng)做好技術(shù)、安全與現(xiàn)場生產(chǎn)等施工準(zhǔn)備工作，如檢查鉆機(jī)運(yùn)行情況、技術(shù)安全交底、人員崗位安排、現(xiàn)場施工情況、挖設(shè)泥漿池及排水溝，試樁成孔，泥漿制備等。

1.2.1 樁位放樣

成立以測量工程師為首的3人測量小組，根據(jù)提供的基準(zhǔn)點和基準(zhǔn)線，在施工現(xiàn)場設(shè)定臨時基準(zhǔn)點和基準(zhǔn)線，測量出每一個樁的位置，并要求醒目標(biāo)定，組織相關(guān)人員進(jìn)行二次復(fù)核，邀請監(jiān)理工程師對測量工作進(jìn)行檢查與驗收，及時填寫并簽署相關(guān)文件。

1.2.2 埋設(shè)護(hù)筒

根據(jù)工程特點、地質(zhì)勘探資料及以往施工經(jīng)驗，首先判斷現(xiàn)場地表土層的工程屬性，如果地表土層工程屬性較好，不容易發(fā)生坍塌情況，如試樁鉆孔時不發(fā)生地面坍塌，可不埋護(hù)筒，否則正式施工時應(yīng)埋設(shè)護(hù)筒；如果地表土屬于填土或松軟土，必須設(shè)4～8 mm厚鋼板護(hù)筒，上部應(yīng)留有缺口可溢漿。護(hù)筒埋設(shè)以樁位為中心，護(hù)筒與孔壁之間縫隙可用黏土填充密實，護(hù)筒在砂土中的埋入深度應(yīng)超過1.5 mm,黏性土的深度應(yīng)超過1 m。

1.2.3 鉆機(jī)定位

首先應(yīng)檢查鉆機(jī)、主要工具和配套設(shè)備運(yùn)行情況并視情況進(jìn)行維護(hù)，然后將其移動到樁位處，以枕木作為支座，將鉆機(jī)底座固定牢固，確保施工過程中不發(fā)生移動或沉降等情況。為了保證鉆孔的定位和垂直度，鉆機(jī)就位后鉆頭和鉆桿中心應(yīng)在同一垂直線上。

1.2.4 泥漿護(hù)壁鉆孔

鉆孔過程時，孔內(nèi)泥漿液面比地下水高出1 m，如高度不夠應(yīng)立即補(bǔ)充泥漿，這是因為鉆孔內(nèi)泥漿濃度大于水，液面高的泥漿在孔內(nèi)對孔壁形成一定數(shù)量的側(cè)壓力，泥漿中黏性顆粒在這種側(cè)壓力作用下可慢慢在孔壁泥土形成一層泥皮，有效預(yù)防塌孔的發(fā)生，有效地保護(hù)孔壁的完整?？變?nèi)泥漿除了護(hù)壁作用以外，還可以起到攜渣出孔達(dá)到清孔效果、潤滑鉆頭起到減少鉆孔深入阻力效果、降低鉆頭溫度保護(hù)鉆頭等作用。

通常在泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工中，孔內(nèi)泥漿的含砂率需要重點關(guān)注，泥漿中的砂會增加鉆頭的摩擦導(dǎo)致異常升溫影響鉆機(jī)運(yùn)行，也會影響泥漿的稠度和黏度導(dǎo)致孔底沉淀物快速增加，達(dá)不到應(yīng)有的施工效果。根據(jù)以往施工經(jīng)驗可知，泥漿含砂率宜≤6%。當(dāng)然，孔內(nèi)注入泥漿和排出泥漿的相對密度要根據(jù)地質(zhì)勘探資料和設(shè)計要求進(jìn)行計算，在施工過程中可做微調(diào)。

另外，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場土層工程類別、鉆孔大小、深度及供水量來確定鉆機(jī)鉆孔速度。根據(jù)施工經(jīng)驗，不同土層應(yīng)采用不同鉆速。

1.2.5 鉆孔泥漿清孔

鉆孔過程中，應(yīng)隨時測量鉆孔深度，當(dāng)鉆孔深度達(dá)到要求后，應(yīng)組織相關(guān)人員復(fù)核，復(fù)核合格后鉆機(jī)不得繼續(xù)深入。開始進(jìn)入下一道清孔工序。利用原土制造泥漿，鉆機(jī)開始空轉(zhuǎn)而不再深入并向孔內(nèi)注入清水稀釋孔內(nèi)泥漿的黏度和稠度。根據(jù)規(guī)范要求，清孔過程中應(yīng)實時測量排出泥漿的相對密度，當(dāng)該值降到1.1以下，且孔底部沉渣厚度滿足要求時，可認(rèn)為清孔合格，可以進(jìn)入下一道施工工序。

1.2.6 混凝土澆筑

1)吊放鋼筋籠。當(dāng)鋼筋籠整體長度超過12 m時，需分段制作與吊裝，分段鋼筋之間連接方式應(yīng)采用焊接，鋼筋接頭要求同混凝土施工規(guī)范要求。鋼筋籠制作應(yīng)按圖紙要求施工，吊放鋼筋籠前，質(zhì)檢員與專業(yè)監(jiān)理工程師對鋼筋籠進(jìn)行檢查，驗收鋼筋的規(guī)格、綁扎質(zhì)量；驗收合格后利用起重機(jī)吊起鋼筋籠，由兩個工人協(xié)助調(diào)整位置慢慢放入鉆孔內(nèi)，禁止用力下插鋼筋籠和觸碰孔壁，吊放完成后應(yīng)立即進(jìn)行質(zhì)量驗收，檢查鋼筋在鉆孔內(nèi)平面位置及豎向標(biāo)高，驗收合格后將鋼筋籠臨時固定，防止其移位和標(biāo)高變化。

2)下導(dǎo)管。導(dǎo)管使用前應(yīng)仔細(xì)檢查，如有裂縫或連接不嚴(yán)或?qū)Ч茏冃螒?yīng)不得使用并及時更換。導(dǎo)管應(yīng)輕輕地放入鋼筋籠內(nèi)，不接觸鋼筋籠以防鋼筋籠移位，其長度按實際長度進(jìn)行連接導(dǎo)管，進(jìn)孔前應(yīng)嚴(yán)格檢查導(dǎo)管沒有彎曲或滲漏，插入導(dǎo)管應(yīng)輕放。導(dǎo)管下口距孔底的距離宜為300～500 mm。

3)水下澆筑混凝土。①導(dǎo)管進(jìn)入鉆孔前應(yīng)通過相關(guān)試驗檢查其水密和承壓性能(閉水和接頭抗拉試驗)，試驗數(shù)據(jù)復(fù)核要求后方可在現(xiàn)場使用，否則應(yīng)及時更換成符合規(guī)定的導(dǎo)管；②導(dǎo)管應(yīng)放入鋼筋籠內(nèi)且不要觸碰鋼筋籠，沉放宜緩慢進(jìn)行，導(dǎo)管進(jìn)入深度應(yīng)嚴(yán)格控制；③導(dǎo)管內(nèi)混凝土的灌注量應(yīng)符合初灌要求，水下澆筑混凝土?xí)r，隨澆筑混凝土隨拔高導(dǎo)管，施工過程中應(yīng)及時監(jiān)測混凝土面高度和埋管深度，當(dāng)混凝土面超過設(shè)計標(biāo)高800～1 000 mm時，可提拔拆除導(dǎo)管，這樣才能確保鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，尤其是樁頂?shù)馁|(zhì)量；④應(yīng)編制水下混凝土澆筑專項施工方案，在澆筑鉆孔灌注樁混凝土?xí)r應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行該施工方案。

1.3 泥漿護(hù)壁鉆孔樁質(zhì)量通病對策措施

由上述泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁的施工工藝可知，施工過程中控制點比較多，容易產(chǎn)生質(zhì)量通病，主要有四種，對其產(chǎn)生原因及對策的分析如下。

1)護(hù)筒冒水。其主要原因是鉆頭或鉆桿施工過程中觸碰到護(hù)筒導(dǎo)致護(hù)筒移位或松動，或護(hù)筒四周填土不實使得護(hù)筒傾斜。采取的對策措施為前一種情況可以采用黏土填實護(hù)筒四周，并進(jìn)行適當(dāng)加固避免護(hù)筒繼續(xù)冒水；如果護(hù)筒位移或下沉嚴(yán)重，應(yīng)拔除護(hù)筒，填埋孔洞重新埋設(shè)護(hù)筒。

2)孔壁縮頸。其主要原因有孔內(nèi)泥漿相對密度不滿足要求；樁與樁之間的距離太?。幌噜彉锻瓿傻臅r間太短；泥漿含砂率太大導(dǎo)致鉆頭磨損過大所致等。對應(yīng)四種情況的對策措施依次為：①控制好孔內(nèi)泥漿相對密度；②應(yīng)隔樁施工；③要求成樁間隔時間要超過72 h；④要在控制孔內(nèi)含砂率的同時定時更換鉆頭。

3)孔壁塌陷。其主要原因是：①鉆孔過程中孔內(nèi)泥漿相對密度變化較大，泥漿無法起到護(hù)壁作用；②孔內(nèi)泥漿水位偏低；③施工過程中鉆桿或鋼筋籠碰撞孔壁等。針對以上三種情況采用對應(yīng)的對策措施依次為：①應(yīng)加大孔內(nèi)泥漿相對密度；②及時向孔內(nèi)注入泥漿確?？變?nèi)泥漿高度；③應(yīng)對現(xiàn)場操作人員進(jìn)行操作指導(dǎo)，要求做到輕拿輕放，有效預(yù)防碰撞現(xiàn)象發(fā)生。如鉆孔內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重塌孔或泥漿高度突然下降，應(yīng)停鉆查明原因，回填重新鉆孔。

4)鉆孔傾斜。其主要原因是：①鉆機(jī)鉆速不均勻?qū)е裸@桿彎曲；②局部土質(zhì)或松或硬，或者施工中遇上障礙物。采用對策措施是第一種情況可更換鉆桿，重新掃孔糾正；第二種情況應(yīng)及時清除地下障礙物。

由此可見，泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁的質(zhì)量通病也是由施工過程控制不嚴(yán)或遭遇突發(fā)情況造成的，針對過程控制不嚴(yán)的情況，現(xiàn)場人員應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案和施工規(guī)范進(jìn)行施工；而當(dāng)遭遇突發(fā)情況時，施工方案中應(yīng)增加應(yīng)急措施。

2 應(yīng)用案例

2.1 工程概況

某水務(wù)總部大樓項目10.5萬m2，其中地上建筑(16F主樓，6F裙樓)面積6.2萬m2，主體結(jié)構(gòu)形式為框-剪結(jié)構(gòu)+鋼結(jié)構(gòu)；地下建筑(3F地下室)面積4.3萬m2，結(jié)構(gòu)形式為筏板+多樁承臺基礎(chǔ)，開挖深度16.40 m，基礎(chǔ)?？拐鹪O(shè)防烈度為8度，圖2為項目效果圖，表1為本工程圍護(hù)樁設(shè)計要求。樁基采用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁。

圖2 項目效果圖

表1 圍護(hù)樁設(shè)計要求

2.2 質(zhì)量控制體系建立

2.2.1 施工組織架構(gòu)

現(xiàn)場由項目經(jīng)理負(fù)責(zé)、生產(chǎn)副經(jīng)理負(fù)責(zé)生產(chǎn)、技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)現(xiàn)場技術(shù)變更及技術(shù)安全交底；安全員、施工員、質(zhì)檢員、材料員、試驗員、測量員、資料員等管理人員各負(fù)其責(zé)。制定相關(guān)制度確定各崗位人員的職責(zé)與義務(wù)，并建立嚴(yán)格的獎懲制度，以激勵現(xiàn)場規(guī)范化。

2.2.2 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備決定整個工程的施工順利程度，甚至影響工程的質(zhì)量與安全。項目部從技術(shù)和現(xiàn)場兩個方面做施工準(zhǔn)備，首先，在技術(shù)方面，根據(jù)該工程特點、文件資料、現(xiàn)場施工條件及周邊地區(qū)類似樁基施工經(jīng)驗，由技術(shù)負(fù)責(zé)人牽頭，項目經(jīng)理與生產(chǎn)副經(jīng)理協(xié)助，精干的管理人員和施工經(jīng)驗豐富的操作人員組成專項方案編制小組，經(jīng)多方調(diào)研和論證編制出切實可行的泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁專項施工方案，編制完成后交給公司技術(shù)部進(jìn)行審核修改，修改后的專項方案報給監(jiān)理部，由專業(yè)監(jiān)理工程師審批。并組織專家評審會，針對評審意見進(jìn)行修改，確保該專項施工方案的科學(xué)性與可行性。項目部應(yīng)提前制定完善的管理與獎懲制度，明確每個現(xiàn)場人員的權(quán)利與義務(wù)，確保施工方案得到百分之百的執(zhí)行，定期或不定期召開培訓(xùn)與技術(shù)交底會議，及時檢查施工操作人員對每一項的操作的理解程度，每一個施工人員都要熟悉操作流程及應(yīng)急措施的啟動；成立專業(yè)的測量小組，確?，F(xiàn)場測量的準(zhǔn)確性；成立以質(zhì)檢員為首的檢查小組，進(jìn)一步確保工程無差錯；建立以技術(shù)負(fù)責(zé)人為首的技術(shù)小組，為現(xiàn)場施工提供技術(shù)支撐。其次，在現(xiàn)場方面，合理規(guī)劃現(xiàn)場施工布置圖，方便現(xiàn)場施工。

2.2.3 施工管理

要求管理人員深入施工第一線，及時了解現(xiàn)場施工進(jìn)度及質(zhì)量動態(tài)發(fā)展情況，指導(dǎo)現(xiàn)場施工預(yù)防質(zhì)量或安全事故的發(fā)生，真正做到事前與事中控制。每周定期或不定期召開現(xiàn)場專題會議，討論現(xiàn)場施工的質(zhì)量、進(jìn)度、安全等問題，及時提出并解決現(xiàn)場出現(xiàn)問題的方案。

2.2.4 智慧工地平臺

引入智慧工地平臺，通過平臺可以對現(xiàn)場人員進(jìn)行管理、全方位實時監(jiān)管現(xiàn)場施工過程，及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量與安全隱患、對物資供應(yīng)情況了如指掌，全方面確保施工進(jìn)度與質(zhì)量。

3 結(jié) 論

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁涉及的施工環(huán)節(jié)較多，且每個施工環(huán)節(jié)對最后灌注樁的質(zhì)量都有影響，真正做到從組織架構(gòu)上明確每個人的崗位與職責(zé)，從制度上有效地控制好每一個施工環(huán)節(jié)，確保施工質(zhì)量，防患于未然，從而確保工程質(zhì)量和施工進(jìn)度。

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