李 旭 倫建哲 劉 琦 楊鑫中 崔 騰
(陜西煤業(yè)化工建設(shè)(集團(tuán))有限公司咸陽(yáng)分公司,陜西 咸陽(yáng) 712000)
混凝土灌注樁是一種有效處理地基承載力缺陷的基礎(chǔ)形式,其對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)、承受各種荷載的能力大、減少不均勻沉降效果好,被廣泛應(yīng)用于建筑施工中。但施工項(xiàng)目本身的復(fù)雜性、施工環(huán)境的差異性和施工技術(shù)的參差性,使得混凝土灌注樁在施工過(guò)程中必須從多角度進(jìn)行質(zhì)量控制,以防止出現(xiàn)質(zhì)量缺陷,尤其是對(duì)大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁的施工。在對(duì)大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁施工質(zhì)量控制的過(guò)程中,對(duì)混凝土灌注過(guò)程的控制尤為關(guān)鍵。本文主要以西北地區(qū)某高鐵站前廣場(chǎng)項(xiàng)目大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁施工為例,分析了大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁混凝土灌注質(zhì)量對(duì)樁本身的意義。
混凝土灌注的“成敗”直接影響灌注樁樁身質(zhì)量,即混凝土灌注樁樁身質(zhì)量控制很大程度上取決于混凝土灌注的質(zhì)量控制?;诰唧w工程項(xiàng)目,大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁混凝土灌注控制要點(diǎn)如下:
對(duì)大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁樁身混凝土灌注的質(zhì)量控制核心為“本質(zhì)安全化”質(zhì)量控制,即對(duì)混凝土原材料的控制。原材料控制,一方面是指構(gòu)成混凝土本身的粗骨料、細(xì)骨料等狹義維度的控制;另一方面是指對(duì)用于項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁施工的混凝土坍落度、水灰比等是否符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求及后期混凝土強(qiáng)度是否能達(dá)到設(shè)計(jì)承載力要求。在對(duì)混凝土原材料的控制規(guī)程中,不能只關(guān)注材料本身,還要考慮混凝土運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)的距離和時(shí)間,要確保混凝土運(yùn)送過(guò)程中不能有明顯的離析和泌水。
人為因素是制約大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁樁身混凝土灌注質(zhì)量控制的重要因素,包括管理人員和施工隊(duì)伍。由于施工隊(duì)伍流動(dòng)性大、施工人員能力參差不齊,給大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁樁身混凝土灌注質(zhì)量控制現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)質(zhì)量交底提出了更高要求。在影響大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁樁身混凝土灌注質(zhì)量控制的各類(lèi)因素中,人作為能動(dòng)體具有很強(qiáng)的主觀能動(dòng)性以及對(duì)其他影響因素的判斷性,但這種判斷性的精確度因施工隊(duì)伍能力的差異性而很難得到保證。因此,需要一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的主體即施工管理人員,將技術(shù)、質(zhì)量交底的內(nèi)容精煉化、常態(tài)化。例如,在混凝土灌注過(guò)程中,施工人員經(jīng)常更換,所以,每次都要進(jìn)行技術(shù)、質(zhì)量交底,即多次交底。
在大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁樁身混凝土灌注過(guò)程中容易出現(xiàn)樁身局部夾渣、斷樁等質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)于樁身局部夾渣問(wèn)題,應(yīng)重視混凝土灌注過(guò)程中導(dǎo)管埋置和銜接,防止施工中發(fā)生翻涌,造成大樁徑(本文工程案例所涉及的樁徑為1.5m和1m兩類(lèi))孔壁塌孔或原始土體脫落污染混凝土。對(duì)于斷樁問(wèn)題,要在質(zhì)量管理過(guò)程中嚴(yán)格控制每一根樁首次灌注混凝土?xí)r導(dǎo)管與樁孔底部之間的位置和距離;要特別關(guān)注導(dǎo)管的通暢性,防止堵管誘發(fā)斷樁,同時(shí),每一次灌注混凝土后都要及時(shí)清洗導(dǎo)管,確保樁的成型質(zhì)量;在混凝土灌注過(guò)程中,要嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋置深度,將導(dǎo)管埋置深度作為大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁樁身混凝土灌注質(zhì)量控制的重要指標(biāo)。
大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁混凝土灌注質(zhì)量控制必須充分考慮施工中的各種常見(jiàn)事故和突發(fā)情況,并在施工之前采取相應(yīng)的防范措施。例如,細(xì)化施工組織設(shè)計(jì),著重分析大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁混凝土灌注,編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案,并嚴(yán)格按照專(zhuān)項(xiàng)方案施工。同時(shí),制定應(yīng)急預(yù)案,確保一般性影響因素出現(xiàn)的概率為零。在混凝土灌注前檢驗(yàn)混凝土質(zhì)量,確?;炷凉嘧⒌倪B續(xù)性,避免出現(xiàn)冷縫等問(wèn)題,達(dá)到預(yù)防目的。
大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁的施工質(zhì)量不僅取決于樁成孔和鋼筋籠加工焊接、吊裝、下放的質(zhì)量,還取決于混凝土灌注質(zhì)量。因此,在大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁混凝土灌注過(guò)程中,應(yīng)盡量避免出現(xiàn)導(dǎo)管堵塞、斷樁、鋼筋籠位移(鋼筋籠上?。┑纫馔馇闆r。
2.2.1 預(yù)防導(dǎo)管堵塞
對(duì)灌注所需混凝土的級(jí)配必須有足夠的認(rèn)識(shí),嚴(yán)格控制材料質(zhì)量,特別是混凝土的主要成分粗骨料嚴(yán)禁粒徑偏差較大,以實(shí)現(xiàn)源頭控制。在混凝土灌注過(guò)程中,要嚴(yán)格控制混凝土灌注的持續(xù)時(shí)間(包括整體混凝土灌注的持續(xù)時(shí)間)以及每一車(chē)混凝土之間的間歇時(shí)間,控制好混凝土的初凝時(shí)間,確保混凝土進(jìn)入導(dǎo)管達(dá)到良好的流動(dòng)效果。在混凝土灌注過(guò)程中如遇堵管或卡管,應(yīng)事先準(zhǔn)備好長(zhǎng)度與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際相符合的長(zhǎng)桿,并對(duì)導(dǎo)管內(nèi)的混凝土進(jìn)行反復(fù)振搗。對(duì)于初期灌注混凝土出現(xiàn)導(dǎo)管堵塞的情況,最好是拔出導(dǎo)管并清洗,將已灌入樁孔中的混凝土徹底清除,以確保灌注樁的灌注質(zhì)量。
2.2.2 預(yù)防斷樁
大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁在混凝土灌注過(guò)程中發(fā)生斷樁的主要原因有堵管、導(dǎo)管提升出現(xiàn)密閉性偏差等。例如,當(dāng)混凝土塌落度出現(xiàn)偏差、流動(dòng)性變小、混凝土顆粒級(jí)配變大時(shí),導(dǎo)管就會(huì)堵塞,在混凝土灌注過(guò)程中發(fā)生斷樁?;炷撩抗嘧⒁还?jié),就要提升一次導(dǎo)管。在導(dǎo)管提升過(guò)程中,如果一般控制項(xiàng)出現(xiàn)偏差,導(dǎo)管與鋼筋籠就有互相觸碰的風(fēng)險(xiǎn),導(dǎo)致樁壁土體落入混凝土中,出現(xiàn)夾渣而發(fā)生斷樁。如果導(dǎo)管與導(dǎo)管之間的連接性出現(xiàn)偏差,封閉性不好,就會(huì)使混凝土與原始土體摻雜,從而再次發(fā)生斷樁。為了防止斷樁,必須控制混凝土的顆粒級(jí)配,精確計(jì)算出每根樁的混凝土灌注量,提前安排運(yùn)輸車(chē)輛并進(jìn)行實(shí)耗對(duì)比,從混凝土預(yù)算與實(shí)際的差異推演出樁的完整性?;炷凉嘧⑦^(guò)程中應(yīng)保持連續(xù)性,嚴(yán)格控制混凝土灌注標(biāo)高和導(dǎo)管標(biāo)高,從而避免混凝土灌注過(guò)程中發(fā)生斷樁。
2.2.3 預(yù)防鋼筋籠位移
混凝土灌注過(guò)程中,由于沒(méi)有充分考慮灌注速率,導(dǎo)致提管速度加快,混凝土急速上升,鋼筋籠上浮位移。為了預(yù)防鋼筋籠上浮位移,必須有效控制混凝土接近鋼筋籠的時(shí)間和距離,使混凝土灌注速率均勻,合理控制埋管和提管速度。在混凝土灌注過(guò)程中,要時(shí)刻關(guān)注導(dǎo)管和混凝土灌注標(biāo)高,保持混凝土淹沒(méi)鋼筋籠2~3m,第一時(shí)間將導(dǎo)管提升至鋼筋籠末端以上。導(dǎo)管埋入混凝土的深度控制在2~6m范圍內(nèi)。當(dāng)混凝土灌入過(guò)程中出現(xiàn)鋼筋籠上浮位移時(shí),應(yīng)立即停止混凝土灌注,第一時(shí)間測(cè)算出導(dǎo)管埋入混凝土的深度。根據(jù)上述原理控制導(dǎo)管,再次進(jìn)行混凝土灌注,鋼筋上浮現(xiàn)象就會(huì)消散。
大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁混凝土灌注預(yù)成型后,必須對(duì)樁進(jìn)行保護(hù)。主要包括混凝土灌注初凝前和成樁后樁身的保護(hù)。例如,對(duì)樁進(jìn)行覆土處理,采用維護(hù)措施,避免渣土、淤泥、污垢進(jìn)入灌注樁孔污染初樁,影響樁的成活質(zhì)量。同時(shí),加強(qiáng)成樁周?chē)貐^(qū)的穩(wěn)定性,嚴(yán)禁出現(xiàn)不明荷載,造成樁側(cè)壓力不均勻,破壞樁的設(shè)計(jì)承載,導(dǎo)致基礎(chǔ)不穩(wěn)定、承載力差。另外,要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求,保證混凝土的齡期,不得在混凝土未達(dá)到相應(yīng)齡期時(shí)就做樁承臺(tái),進(jìn)行下一道工序等。
由于本項(xiàng)目在旋挖成孔灌注樁施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到降水等氣候條件,從而影響到樁成孔、鋼筋籠加工下放以及混凝土灌注。因此,在施工過(guò)程中要加強(qiáng)各工序的質(zhì)量控制,做到環(huán)環(huán)相扣,尤其對(duì)于干作業(yè)旋挖成孔灌注樁,在多雨季施工要注意防止出現(xiàn)塌孔,需要在成孔后及時(shí)進(jìn)行鋼筋籠下放和混凝土灌注,以達(dá)到樁成孔的間接保護(hù)?;炷凉嘧①|(zhì)量與鋼筋籠的安放密切相關(guān),如果鋼筋籠安放不到位,出現(xiàn)偏差,那么,在混凝土灌注時(shí)很難進(jìn)行質(zhì)量控制。所以,本項(xiàng)目的成品保護(hù)也包括鋼筋籠保護(hù),如鋼筋籠下放深度和垂直度控制。同時(shí),還要關(guān)注鋼筋籠制作過(guò)程中鋼筋的連接情況,特別是繞筋的質(zhì)量控制和成品保護(hù)。如果不能及時(shí)下放鋼筋籠,應(yīng)避免其銹蝕,影響與混凝土的黏結(jié)性。另外,混凝土灌注完成后,與正常作業(yè)面會(huì)有一個(gè)高差,如果忽視這一高差,樁頂被泥渣污染,遇降水還會(huì)出現(xiàn)倒灌的危險(xiǎn)。因此,混凝土灌注完成后,需第一時(shí)間在成樁周?chē)谱鲊鷵趸蛟诮邓鞖庥梅浪几采w成樁。如果混凝土灌注完成后出現(xiàn)大量浮漿,需及時(shí)清理,以保證混凝土灌注質(zhì)量,樁承載力滿足最終設(shè)計(jì)要求。
由于鋼筋混凝土灌注樁具有良好的施工環(huán)境適應(yīng)性和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),在建筑業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。但在施工過(guò)程中由于技術(shù)、管理等影響,會(huì)出現(xiàn)樁成孔偏差、鋼筋籠位移、樁孔壁陷落、混凝土澆筑導(dǎo)管卡堵、斷樁等質(zhì)量問(wèn)題。因此,在施工過(guò)程中,要運(yùn)用科學(xué)的技術(shù)和有效的管理手段,針對(duì)樁的定位、成孔、鋼筋籠穩(wěn)定、混凝土灌注質(zhì)量等采取防護(hù)和保證措施,最大限度地保證鋼筋混凝土灌注樁的施工質(zhì)量。
大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁混凝土灌注的質(zhì)量控制要做好事前、事中、事后控制。應(yīng)注意混凝土的運(yùn)輸距離、坍落度、密實(shí)度以及灌注過(guò)程中導(dǎo)管下放的合理性,保持混凝土灌注過(guò)程的勻速性和連續(xù)性,防止出現(xiàn)明顯的冷縫和接茬。在混凝土灌注樁灌注完成后,應(yīng)注意混凝土強(qiáng)度和樁的完整性。在根據(jù)齡期推算出的混凝土強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,第一時(shí)間進(jìn)行樁的完整性與單樁承載力檢測(cè),通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)直觀反映混凝土灌注質(zhì)量和樁的施工質(zhì)量。