劉慶術(shù) 王科玄 婁金超 許少杰

北京市建設(shè)工程質(zhì)量第六檢測(cè)所有限公司 北京 100076

引言

大部分的鉆孔灌注樁施工過(guò)程中都會(huì)遇到人工雜填土、粉質(zhì)黏土、溶洞或者砂質(zhì)泥巖等各種復(fù)雜的地質(zhì)狀況，由于影響承裝的因素非常多，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響到整個(gè)工程建設(shè)的質(zhì)量。所以，需要對(duì)承裝質(zhì)量進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，在成樁過(guò)程中很容易受到樁孔傾斜、樁底沉渣超厚等質(zhì)量問(wèn)題的影響，進(jìn)一步影響到樁基的承載能力。所以，在實(shí)際施工過(guò)程中，必須針對(duì)影響成樁質(zhì)量的因素進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的施工流程進(jìn)行作業(yè)，從根本上提高鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量。

1 工程概況

某大橋設(shè)計(jì)總長(zhǎng)為4170m，在橋梁工程設(shè)置32m和24m簡(jiǎn)支梁，連續(xù)梁3孔。由于整個(gè)橋梁的規(guī)模相對(duì)較大，對(duì)于基礎(chǔ)施工質(zhì)量也有著較高的要求，在施工過(guò)程中使用墩臺(tái)混凝土為30562m3，連續(xù)梁混凝土1265m3，由兩個(gè)作業(yè)組分別進(jìn)行施工，鋼筋籠需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行制作，使用吊車(chē)設(shè)備經(jīng)過(guò)吊裝以后進(jìn)入到孔內(nèi)[1]。

1.1 本項(xiàng)目所處區(qū)域的地質(zhì)情況

該橋梁工程施工現(xiàn)場(chǎng)地貌為河流沖積平原，地勢(shì)整體比較平坦，存在大量的農(nóng)田等場(chǎng)所，主要以白河沙為主，地表水非常豐富，在橋梁尾端以丘陵為主，伴隨著部分緩丘，施工區(qū)域內(nèi)其高差普遍為1.5～15m，施工現(xiàn)場(chǎng)大部分為沖積平原地帶，地表被第四系覆蓋，整個(gè)橋梁的下伏基由燕山區(qū)侵入巖和侏羅紀(jì)巖層地基組成。

1.2 不良地質(zhì)及特殊軟土

第一，在施工現(xiàn)場(chǎng)有大量的軟土區(qū)域，包含軟塑狀淤泥質(zhì)黏土，且含有部分軟塑粉質(zhì)黏土，這些都是典型的軟弱土層，其承載能力和強(qiáng)度相對(duì)較低，由于受到施工荷載以及開(kāi)挖等因素的影響，地面出現(xiàn)了不均勻沉降以及坍塌等一系列施工問(wèn)題，所以在施工過(guò)程中需要引起高度關(guān)注。第二，該橋梁工程施工過(guò)程中遇到熔巖地域，頻繁的地下活動(dòng)下，巖基出現(xiàn)了發(fā)育溶洞，嚴(yán)重影響了周?chē)鷰r體的穩(wěn)定性，其承載能力相對(duì)較弱，所以也需要引起施工方的高度關(guān)注。因此，在本工程項(xiàng)目中使用鉆孔灌注樁施工技術(shù)。

2 鉆孔灌注樁技術(shù)

2.1 施工準(zhǔn)備

在正式開(kāi)始施工之前，需要對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)和導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行再次勘測(cè)，確保其與設(shè)計(jì)部門(mén)的數(shù)值相一致，嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場(chǎng)的狀況對(duì)其進(jìn)行加密。結(jié)合現(xiàn)有的測(cè)量資料對(duì)高程點(diǎn)和樁位進(jìn)行放樣，通過(guò)測(cè)量引出4個(gè)以上的護(hù)樁，確保護(hù)樁位置設(shè)置的科學(xué)性，并不會(huì)受到鉆孔的影響，使用混凝土進(jìn)行澆筑。

2.2 護(hù)筒埋設(shè)

①護(hù)筒采用10～12mm鋼板制作，直徑1m，上部做1～2個(gè)溢漿孔，埋置深度可根據(jù)地表土質(zhì)特征進(jìn)行選定，護(hù)筒埋置深度不小于3.0m，以達(dá)到穩(wěn)定孔口土體的目的。②護(hù)筒定位前應(yīng)先對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)核，然后以樁位為中心，定出相互垂直的十字控制樁線，并作十字栓樁控制。③鉆機(jī)就位后，先鉆一個(gè)比護(hù)筒直徑略大的孔，深度比護(hù)筒略淺50cm，然后將護(hù)筒吊放入孔內(nèi)采用旋挖鉆機(jī)將其壓入，護(hù)筒周?chē)紫短钊胪敛⒑粚?shí)，同時(shí)用十字線校正護(hù)筒中心及樁位中心，使之重合一致，并保證其護(hù)筒中心位置與樁中心偏差小于20mm。④埋設(shè)護(hù)筒頂應(yīng)比原始地面高出200mm，以達(dá)到控制地面渣土及漿液流入孔內(nèi)的目的，護(hù)筒周?chē)灭ね练謱雍粚?shí)[2]。

2.3 成孔階段

鉆進(jìn)過(guò)程中需要進(jìn)一步控制好鉆進(jìn)的速度，特別是護(hù)筒腳處，使用低擋慢速進(jìn)行鉆進(jìn)，確保在腳處形成堅(jiān)固的泥皮，當(dāng)?shù)竭_(dá)角處下2m的位置時(shí)，可以使用正常的速度進(jìn)行鉆進(jìn)。如果土內(nèi)出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象，需要立即提起鉆具，向孔內(nèi)回填黏土，將黏土擠入孔壁堵住漏漿的孔隙，穩(wěn)定住泥漿以后繼續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)。如果鉆進(jìn)的過(guò)程中出現(xiàn)傾斜的現(xiàn)象，還可以使用低速往復(fù)的方式進(jìn)行修正，如果修正效果不好，可以在孔內(nèi)回填粘土塊，直到0.5～1m的位置，然后再進(jìn)行重新鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)塌孔的現(xiàn)象，需要立即停止鉆孔工作，并且回填粘土塊來(lái)加大泥漿的比例，等孔壁穩(wěn)定以后進(jìn)行再次鉆進(jìn)。針對(duì)有傾斜軟硬地層進(jìn)行，鉆進(jìn)時(shí)可以吊住鉆桿，使用低速鉆進(jìn)的方式。在鉆孔過(guò)程中如果遇到流沙、流泥相對(duì)比較嚴(yán)重，而且地下水位較高的區(qū)域，可以使用比重、膠體率較大的優(yōu)質(zhì)泥漿，或者在泥漿中加入粉土塊碎石，將其擠入孔壁內(nèi)，等到水泥漿充分凝固以后再次進(jìn)行鉆進(jìn)。如果鉆孔過(guò)程中遇到溶洞，首先需要探查溶洞的大小，有無(wú)地下水出現(xiàn)。如果孔洞相對(duì)較小，漿液流失相對(duì)較小，可以一邊補(bǔ)充漿液一邊施工；如果孔洞較大，產(chǎn)生的泥漿流失量也較大，需要立即提升鉆頭，防止出現(xiàn)孔壁坍塌的現(xiàn)象，并且及時(shí)向孔內(nèi)回填黏土或者袋裝水泥，使用鉆頭旋轉(zhuǎn)向下施壓，保證黏土和水泥形成混合漿液，將其壓入到溶洞內(nèi)進(jìn)行堵漏，等水泥進(jìn)行徹底的凝固以后，再次進(jìn)行鉆進(jìn)。

2.4 清孔

到達(dá)設(shè)計(jì)的鉆孔深度以后，經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查合格后可以進(jìn)行清孔處理，一般來(lái)說(shuō)，清孔處理主要選擇取碴筒取撈碴的方式，需要及時(shí)補(bǔ)充足夠量的泥漿，防止出現(xiàn)塌孔的現(xiàn)象。當(dāng)孔底沉淀層的厚度超過(guò)技術(shù)要求時(shí)，需要再次進(jìn)行清孔處理，清空以后泥漿的含砂率、比重都能夠滿足施工技術(shù)的相關(guān)要求即可。

2.5 鋼筋籠制作、安裝

制作鋼筋籠之前，首先需要將施工中用到的原材料全部運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，利用模板進(jìn)行分段制作，在制作主筋之前，首先需要將原材料進(jìn)行有效的處理，防止出現(xiàn)局部彎折的現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，制作主筋的時(shí)候使用整根鋼筋為宜，而且保證鋼筋接頭錯(cuò)開(kāi)，其間距至少要達(dá)到35d的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)工程項(xiàng)目建設(shè)的要求需要至少達(dá)到50cm。為了能夠進(jìn)一步提高鋼筋籠焊接和綁扎的穩(wěn)定性，需要確保焊縫的保和度，完成鋼筋籠的分段作業(yè)以后，將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，在下放的時(shí)候，還需要采取有效的連接措施。完成分段制作以后，對(duì)鋼筋籠進(jìn)行搭接焊處理，搭接的區(qū)域需要向內(nèi)彎折，嚴(yán)格按照結(jié)合鋼筋軸線一致的原則，單面焊接的長(zhǎng)度需要達(dá)到10d及以上的標(biāo)準(zhǔn)，雙邊焊需要至少達(dá)到5d的標(biāo)準(zhǔn)。

2.6 安裝導(dǎo)管

施工過(guò)程中，需要結(jié)合鉆樁的直徑以及混凝土的澆注速度來(lái)確定好導(dǎo)管的直徑，確保三者能夠相適應(yīng)。在正式開(kāi)始作業(yè)之前，首先需要進(jìn)行導(dǎo)管的試拼工作，同時(shí)還應(yīng)該對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行水密性試驗(yàn)。完成導(dǎo)管安裝以后，其軸線偏差不能夠超過(guò)0.1米或者需要小于鉆孔的5‰，導(dǎo)管長(zhǎng)度需要根據(jù)孔的深度以及作業(yè)平臺(tái)的高度來(lái)確定。安裝完導(dǎo)管，其底部距離孔底應(yīng)留有0.3～0.4m的間隙[3]。

2.7 混凝土灌注

混凝土灌注過(guò)程中，首批灌注的數(shù)量應(yīng)能夠滿足導(dǎo)管第一次埋設(shè)深度1m以上的位置。在灌注過(guò)程中需要確保具備足夠的能量，將樁底的沉渣沖散。在施工過(guò)程中，隨時(shí)對(duì)孔內(nèi)的混凝土高度進(jìn)行檢查，來(lái)調(diào)整導(dǎo)管埋設(shè)的深度，控制好孔內(nèi)混凝土進(jìn)入到鋼筋籠的速度。如果混凝土高出鋼筋骨架底部4m的位置，需要快速提升導(dǎo)管，當(dāng)導(dǎo)管超過(guò)鋼筋籠架底2m位置時(shí)，需要加快混凝土灌注的速度。拔除導(dǎo)管的時(shí)候，需要根據(jù)混凝土灌注的具體時(shí)間以及本身凝固的時(shí)間來(lái)確定。

具體注意事項(xiàng)如下：第一，完成鋼筋籠安裝以后，應(yīng)對(duì)隱蔽工程進(jìn)行驗(yàn)收。第二，應(yīng)保證混凝土具備良好的合一性，其他落度應(yīng)控制在18～22cm。第三，在混凝土澆筑過(guò)程中，需要使用250～300mm直徑的導(dǎo)管，導(dǎo)管的接頭利用鍵銷(xiāo)式快速接頭，正式使用之前，還需要對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行拼裝和試壓，壓力應(yīng)控制在0.6～1Mpa，如果發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管的密封圈出現(xiàn)破損，應(yīng)立即更換。第四，選擇的隔水塞應(yīng)具備良好的隔水性，能保證水能夠迅速排出，在導(dǎo)管內(nèi)放置球毯作為隔水塞。第五，灌注過(guò)程中導(dǎo)管的埋藏深度應(yīng)控制5～8m，不能夠?qū)?dǎo)管拔出到混凝土面，應(yīng)由專(zhuān)門(mén)的工作人員對(duì)導(dǎo)管的埋藏深度以及管內(nèi)外混凝土的高度進(jìn)行認(rèn)真的測(cè)量，并且準(zhǔn)確填寫(xiě)澆筑記錄。第六，混凝土澆筑過(guò)程中必須保證施工的連續(xù)進(jìn)行，每一根的澆筑時(shí)間需要嚴(yán)格按照混凝土初凝的時(shí)間進(jìn)行精準(zhǔn)的控制。第七，進(jìn)行最后一次混凝土澆筑時(shí)，需要控制好澆筑的量，樁頂不能夠偏低，上一層混凝土與下一層混凝土接觸的浮漿層必須要鑿除，所以在澆筑過(guò)程中需要保證混凝土的高度超過(guò)設(shè)計(jì)的澆筑高度1.6m，才能夠保證樁頭的質(zhì)量，超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)高的部分，需要使用風(fēng)鎬進(jìn)行鑿除。

3 施工質(zhì)量控制

3.1 成孔質(zhì)量

第一，控制好樁身的垂直度。鉆孔工作開(kāi)始以后，需要定期對(duì)鋼絲繩、鉆具以及鉆桿的垂直程度進(jìn)行校驗(yàn)，確保鉆孔的垂直程度能夠符合工程建設(shè)的要求，同時(shí)還可以利用鋪設(shè)枕木的方式，來(lái)保證整個(gè)樁身的穩(wěn)定性，確保鉆孔的中心、鉆機(jī)天車(chē)以及中位處于同一直線上。第二，控制好鉆孔的深度以及位置。完成護(hù)筒定位以后，需要對(duì)護(hù)筒中心和樁位的中心偏差進(jìn)行再次復(fù)合，確保其控制在50mm以內(nèi)成孔的過(guò)程中，需要對(duì)鉆孔的深度進(jìn)行精準(zhǔn)的記錄，取出鉆具以后還需要再次檢測(cè)成孔的深度，保證其深度能夠滿足施工的要求。第三，控制好鉆孔的速度。在實(shí)際施工過(guò)程中需要根據(jù)具體的地質(zhì)條件，調(diào)節(jié)好泵量，盡量減少縮頸現(xiàn)象的出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)縮孔的問(wèn)題，還需要進(jìn)行反復(fù)掃孔來(lái)擴(kuò)大孔徑，以此來(lái)緩解縮孔的問(wèn)題[4]。

3.2 清孔質(zhì)量

從根本上提高清孔的質(zhì)量，能夠確保鉆孔灌注樁的承載能力，符合工程建設(shè)的要求，清孔的主要內(nèi)容是清除孔內(nèi)的塵渣。為了能夠有效提高清孔作業(yè)質(zhì)量，通常需要對(duì)鉆孔進(jìn)行兩次清理，第一次是在完成成孔以后，第二次是在完成鋼筋籠的安裝以后，這樣就可以對(duì)鋼筋籠安裝后產(chǎn)生的塵渣進(jìn)行清理，防止其對(duì)樁基產(chǎn)生影響。為了能夠有效提高清孔的效率，還可以使用泥漿置換的方式，適當(dāng)降低泥漿的密度，一般控制在1.15～1.2之間，然后對(duì)孔內(nèi)的塵渣進(jìn)行測(cè)試，反復(fù)提起測(cè)錘，使用拍打孔底的方式來(lái)判斷沉渣量。

3.3 混凝土灌注質(zhì)量

混凝土灌注過(guò)程中，首先需要控制好骨料的質(zhì)量，一般會(huì)選擇直徑小于40mm的碎石，其含金量不能夠超過(guò)2%。達(dá)到成孔的標(biāo)準(zhǔn)以后，需要立即開(kāi)始混凝土的灌注工作，并且對(duì)孔內(nèi)的沉渣厚度進(jìn)行再一次的檢查，如果厚度不合格需要立即停止灌注工作。然后對(duì)灌注的導(dǎo)管進(jìn)行水密性試驗(yàn)，對(duì)導(dǎo)管的質(zhì)量進(jìn)行反復(fù)的檢驗(yàn)，防止出現(xiàn)混凝土離析的現(xiàn)象。將導(dǎo)管放入到橡皮球內(nèi)，橡皮球的直徑需要與導(dǎo)管的內(nèi)徑相一致，將樁用沙包作為隔水栓，其直徑應(yīng)小于1m。另外，灌注的實(shí)際標(biāo)高還應(yīng)該超過(guò)設(shè)計(jì)的標(biāo)高，只有這樣才能夠切實(shí)提高混凝土灌注的總體質(zhì)量[5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，進(jìn)行鉆孔灌注樁施工之前，需要認(rèn)真考慮各種有可能影響施工質(zhì)量的因素，分析在施工過(guò)程中有可能遇到的問(wèn)題，制定有針對(duì)性的解決措施。施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范以及施工方案的內(nèi)容，加大對(duì)施工關(guān)鍵點(diǎn)的關(guān)注力度，切實(shí)提高鉆孔灌注樁的應(yīng)用水平，保證工程項(xiàng)目建設(shè)的有序進(jìn)行。