南新路人行天橋鉆孔灌注樁施工工藝及質(zhì)量控制
關(guān)鍵詞：人行天橋；鉆孔灌注樁；施工工藝；質(zhì)量控制
1工程概況
南新路人行天橋位于深圳市南山區(qū)南頭南新路與深南大道交岔口處，本橋由主橫跨梁與岔跨梁及三部人行旋轉(zhuǎn)梯道組成，本天橋樁基均為摩擦樁，鋼管墩下設(shè)直徑100cm鉆孔灌注樁。
二、鉆孔灌注樁的工藝流程
三、鉆孔灌注樁質(zhì)量控制要點(diǎn)
該工程地處深圳市繁華地段，施工干擾很大，因而如何在這種特定條件下優(yōu)質(zhì)地施工鉆孔灌注樁是該工程施工考慮的重點(diǎn)。為保證樁基施工質(zhì)量，該工程按照三個(gè)階段進(jìn)行施工質(zhì)量控制，即鉆孔階段質(zhì)量控制、鋼筋籠制作安裝質(zhì)量控制、水下混凝土的灌注質(zhì)量控制。
(一)鉆孔階段質(zhì)量控制
1.樁位放樣
在進(jìn)行場(chǎng)地整平后組織有資格的測(cè)量放樣人員，將所有樁位放出，釘好十字保護(hù)樁，做好測(cè)量復(fù)核，并記錄放樣數(shù)據(jù)備案。
2.埋設(shè)護(hù)筒
埋設(shè)方法與要求：在樁位處要人工挖孔3米探明是否有地下電纜、管道等不明物體時(shí)后再埋設(shè)。
（1）在砂類(lèi)土（粉砂、細(xì)砂、中砂）、礫砂等松散土層埋護(hù)筒時(shí)，先在樁位處挖出比護(hù)筒下端標(biāo)高深0.3～0.5m，直徑比護(hù)筒大0.8～1.0m的圓坑，然后在坑底填墊0.3～0.5m厚的粘土并分層夯實(shí)。
�。�2）在粘性土中挖埋時(shí)，坑的直徑與上述相同，坑深則和護(hù)筒高度相等，坑底稍加整平。
（3）用樁位的縱橫軸線(xiàn)控制樁時(shí)，先將坑內(nèi)的護(hù)筒調(diào)平、調(diào)正，然后在護(hù)筒的四周對(duì)稱(chēng)而均勻地回填最佳含水量的粘土，并對(duì)稱(chēng)夯實(shí)，防止護(hù)筒偏斜。
（4）護(hù)筒埋置深度：在粘性土中不小于1.0m，在砂類(lèi)土中不小于1.5m。
�。�5）當(dāng)?shù)孛鏋闉r青或水泥砼時(shí)，先用風(fēng)鎬鑿除，再用挖埋法。
3、成孔
本次成孔采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)施工技術(shù)，用犁式梳齒單腰式雙腰帶四翼合金鉆頭鉆進(jìn)，通過(guò)地質(zhì)鉆探資料得知，該工程土層有4個(gè)層次，自上而下依次為人工填土層、第四系坡積層、第四系殘積層、燕山期侵入巖，鉆孔作業(yè)選擇不同的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速和進(jìn)尺進(jìn)行控制。鉆進(jìn)方法在不同的地層采取不同的沖擊方法和措施。
�。�1）沖程根據(jù)土層情況確定
a）、在緊密的砂、砂礫石、砂卵石及礫石、卵石粒徑較大的土層中鉆進(jìn)，采用高沖程（100cm）。
b）、在松散的砂、砂礫石或砂卵石土層中鉆進(jìn)，采用中沖程（約為75cm）。沖程過(guò)高對(duì)孔底振動(dòng)大，易引起坍孔。
c）、在粘性土、亞粘土、輕亞粘土中鉆進(jìn)，采用中沖程。
d）、在易坍塌或流砂地段用小沖程，并提高泥漿的粘度和密度。
�。�2）松放鋼絲繩根據(jù)土層松、密、軟、硬程度和進(jìn)尺情況，均勻松放。
a）、在松、軟地層每次松繩5-8cm。
b）、在密實(shí)堅(jiān)硬土層每次松繩3-5cm。
c）、注意防止松繩過(guò)少，形成“打空錘”，使鋼絲繩、鉆機(jī)受到意外荷載，造成鉆機(jī)損壞。松繩過(guò)多，則會(huì)減小沖程，降低鉆進(jìn)速度，嚴(yán)重時(shí)使鋼絲繩扭曲、糾纏，產(chǎn)生事故，同時(shí)也會(huì)使鉆頭頂搖擺，撞擊孔壁造成坍孔。
（3）通過(guò)漂石層或巖層時(shí)，如其表面不平整，先投入粘土、小片石，將其表面墊平，再用十字形鉆頭繃緊大繩，低錘快打，松繩長(zhǎng)度根據(jù)沖程鉆進(jìn)。以防止發(fā)生斜孔、坍孔事故。
4、泥漿護(hù)壁
在鉆進(jìn)過(guò)程中，根據(jù)地層不同情況，保持一定的靜水水頭壓力，按平衡鉆進(jìn)原理指導(dǎo)泥漿管理工作，盡量利用地層粘土，自然造漿，泥漿稠度不能滿(mǎn)足要求時(shí)，應(yīng)選擇造漿能力強(qiáng)、粘度大的粘性土進(jìn)行造漿，以提高泥漿稠度，確保鉆進(jìn)過(guò)程不塌孔，不縮孔。
該工程泥漿性能指標(biāo)為：
粘土為16～17，砂粘土為17～19，砂土為19～21，砂類(lèi)卵石為21～23，卵石為22～25。
樁孔施工采用一次性全面不間斷作業(yè)，施工中根據(jù)出渣情況判斷土層結(jié)構(gòu)及時(shí)合理地調(diào)整泥漿性能指標(biāo)，遇松散地層時(shí)，適當(dāng)增大泥漿相對(duì)密度和粘度，保持孔內(nèi)水頭高度，盡量減輕沖液對(duì)孔壁的影響，同時(shí)降低轉(zhuǎn)速和鉆壓以滿(mǎn)足施工質(zhì)量控制要求。
5、孔內(nèi)事故預(yù)防措施
�、龠x擇有經(jīng)驗(yàn)的、責(zé)任心強(qiáng)的施工隊(duì)伍，保證操作人員的素質(zhì)。
�、诩訌�(qiáng)鉆具檢查，對(duì)加工不良的鉆具嚴(yán)禁使用。
�、蹖�(duì)孔內(nèi)水頭高度，泥漿的相對(duì)密度和粘度經(jīng)常觀察和檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，尤其在鉆孔排渣，提錐除土或因故停鉆時(shí)，應(yīng)保持孔內(nèi)具有規(guī)定的水位和要求的泥漿性能指標(biāo)，以防坍孔。
�、茔@孔作業(yè)應(yīng)分班連續(xù)進(jìn)行，經(jīng)常注意土層變化，在土層變化處撈取渣樣，判明土層，然后跟地質(zhì)剖面圖核對(duì)，根據(jù)土層情況采取相應(yīng)措施，保證施工質(zhì)量。
⑤升降鉆錐須平穩(wěn)，鉆錐提出井口應(yīng)防止碰撞護(hù)筒、孔壁，防止鉤掛護(hù)筒底部，拆裝鉆桿時(shí)力求迅速。
6.清孔
清孔是孔樁施工，保證成樁質(zhì)量的重要一環(huán)。通過(guò)清孔確保樁孔的質(zhì)量指標(biāo)、孔底沉渣厚度、循環(huán)液中含鉆渣量和孔壁泥垢等符合樁孔質(zhì)量要求，因本次采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)，其清孔方法為：
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沖擊鉆、沖抓錐鉆進(jìn)過(guò)程中，沖碎的鉆渣一部分連同泥漿被擠入孔壁，大部分則靠掏渣筒清除出來(lái)。掏到用手摸泥漿中無(wú)1～3mm大的顆粒為止，并使泥漿密度減小到1.10～1.25。亦在清渣后，投入一些泡發(fā)過(guò)的碎散粘土，通過(guò)沖擊錐低沖程的反復(fù)拌漿，使孔底剩余的沉渣懸浮排出。
②換漿清孔法
正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)在終孔后，停止進(jìn)尺，此時(shí)稍提錐頭離孔底10~20cm空轉(zhuǎn)并保持泥漿正常循環(huán)，以中速壓入密度為1.10~1.25的較純的泥漿，把鉆孔內(nèi)懸浮鉆渣較多的泥漿替換出來(lái)。根據(jù)鉆孔的具體情況，換漿時(shí)間為4~6h。
�、鄢闈{清孔法
A、用反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔時(shí)的清孔
在終孔后停止進(jìn)尺，利用鉆機(jī)反循環(huán)系統(tǒng)的砂石泵持續(xù)吸渣5~15min左右，使孔底鉆渣清除干凈。
B、空氣吸泥機(jī)清孔
1、高壓風(fēng)管沉入導(dǎo)管內(nèi)的入水深度至少大于水面至出漿口高度的1.5倍，不小于15m，但不必沉至導(dǎo)管底部附近。鋼筋骨架須在吊入導(dǎo)管之前先放入。
2、開(kāi)始工作時(shí)先向孔內(nèi)供水，然后經(jīng)進(jìn)氣管送入壓縮空氣進(jìn)行清孔。停止清孔時(shí)，先關(guān)氣后斷水，以防水頭損失而造成坍孔。
3、送氣量從小到大，氣壓力比孔底泥漿壓力稍大，為0.5~0.7Mpa。當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)形成一股向上的高壓氣流時(shí)，被攪動(dòng)的鉆渣隨著高壓氣流從導(dǎo)管上端的彎頭噴出。
4、當(dāng)孔底沉淀較厚且堅(jiān)實(shí)時(shí)，適當(dāng)加大風(fēng)量（因送風(fēng)量大，則漿渣上升流速也大，沉渣易被吸上）并搖動(dòng)導(dǎo)管，以改變導(dǎo)管在孔底的位置。若仍不能清除干凈時(shí)，須用噴射法配合。
5、清孔過(guò)程中始終保持孔內(nèi)原有水頭高度。如孔較深，則當(dāng)清孔至泥漿指標(biāo)符合規(guī)定時(shí)，暫停片刻，待孔內(nèi)上部懸浮鉆渣均沉淀后，再送風(fēng)清孔一次。當(dāng)風(fēng)管口設(shè)置很低，在清孔過(guò)程中不能保持孔口水頭時(shí)，不馬上停止送風(fēng)，先將風(fēng)管或?qū)Ч芴嵘欢ǜ叨�，才停止送風(fēng)，以免稠漿渣將風(fēng)管口堵塞。
7、最后測(cè)量孔底標(biāo)高。
本工程樁孔因有較厚的松散易坍土層，清孔后不能立即終孔，而在孔內(nèi)下入鋼筋籠，安裝好灌漿導(dǎo)管后施行二次清孔作業(yè)，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保證砼成柱質(zhì)量。
(二)鋼筋籠制作安裝質(zhì)量控制
1.鋼筋進(jìn)場(chǎng)：該工程鋼筋采用現(xiàn)場(chǎng)加工制作，進(jìn)場(chǎng)的鋼筋必須出具合格證或產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告，同時(shí)進(jìn)場(chǎng)的鋼筋還按現(xiàn)行鋼筋檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行取樣試驗(yàn)，對(duì)不符合質(zhì)量要求的鋼材嚴(yán)禁使用。
2.鋼筋籠制作：在工程成孔過(guò)程中及時(shí)組織鋼筋的加工及鋼筋籠的制作。由于工程地處繁華地段，兩側(cè)均有高架電線(xiàn)，同時(shí)受公司吊車(chē)吊升能力限制，鋼筋籠一次性吊裝存在一定困難，因而采用分節(jié)制作，分節(jié)吊裝焊接的施工工藝，根據(jù)鋼筋籠長(zhǎng)度及公司吊車(chē)吊升能力，鋼筋籠制作分為四節(jié)進(jìn)行，制作時(shí)主要控制以下幾點(diǎn)：①鋼筋的數(shù)量規(guī)格要符合要求，防止偷工減料。②因分節(jié)制作，要充分考慮鋼筋籠的搭接長(zhǎng)度，以保證鋼筋籠總體長(zhǎng)度。③控制好主筋、箍筋及加強(qiáng)筋的間距。④事先在鋼筋籠外側(cè)安裝保護(hù)層墊塊，墊塊厚度2cm，每組墊塊沿鋼筋籠截面周?chē)较蛟O(shè)置4塊，組墊塊間距2m。
3.鋼筋籠安裝，安裝時(shí)主要注意以下幾個(gè)事情：
�、黉摻罨\吊裝必須保證其垂直度，且鋼筋籠中心線(xiàn)與樁孔中心線(xiàn)偏差在規(guī)范允許范圍內(nèi)。
�、阡摻罨\吊裝過(guò)程要慢速、平穩(wěn)，嚴(yán)禁猛堆猛放。
�、垡蜾摻罨\分四節(jié)制作，則每節(jié)鋼筋籠之間要進(jìn)行焊接，焊接時(shí)必須保證焊接長(zhǎng)度和焊接質(zhì)量，且要控制焊接時(shí)間，用吊線(xiàn)法判斷上下節(jié)鋼筋籠是否在同一直線(xiàn)上。
�、軕�(yīng)控制鋼筋籠吊裝總時(shí)間，按不超過(guò)4小時(shí)控制。
(三)水下混凝土的灌注
1.水泥、砂、石等原材料及砼配合比。
灌注樁所用砼屬超塑性，大流動(dòng)性砼，選擇水泥品種時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮選擇保水性較好的水泥，細(xì)骨料應(yīng)選擇中砂，粗骨料應(yīng)控制好其最大粒徑和級(jí)配。因砼在地下泥漿中澆注，無(wú)法振搗只能靠砼自重作用自然密實(shí)，因而砼必須保證具有足夠的流動(dòng)性和良好的和易性，通過(guò)摻用適量的對(duì)水泥具有適應(yīng)性對(duì)鋼筋無(wú)腐蝕作用的外加劑來(lái)予以實(shí)現(xiàn)。砼坍落度按18cm～22cm控制。最大22cm，并有一定的流動(dòng)度保持率，保持坍落度降低至15cm的時(shí)間要求不小于1h，水灰比用0.5~0.6。采用導(dǎo)管法灌注水下混凝土，混凝土拌合物是通過(guò)導(dǎo)管下口，進(jìn)入到初期灌注的混凝土（即首批混凝土）下面，頂托著初期灌注的混凝土及其上面的水或泥漿上升。為使灌注工作順利進(jìn)行，盡量縮短灌注時(shí)間，連續(xù)作業(yè)，使灌注工作在首批灌注的混凝土仍具有塑性的時(shí)間內(nèi)完成。當(dāng)不能在初凝時(shí)間灌注完時(shí)，在首批混凝土中摻入緩凝劑，摻入量根據(jù)水泥種類(lèi)，緩凝劑性能通過(guò)試驗(yàn)決定。按上述要求向攪拌站提出，審查廠(chǎng)家提出的配合比，并報(bào)監(jiān)理工程師審批同意。
2.砼拌制
砼拌制關(guān)鍵在于對(duì)砼所用原材料的計(jì)量控制及砼拌制時(shí)間的控制，該工程為保證計(jì)量準(zhǔn)確進(jìn)場(chǎng)了一臺(tái)經(jīng)過(guò)計(jì)量檢定的臺(tái)稱(chēng)，拌制前通過(guò)換算，確定拌制一料所需的水泥、砂、石、水及外加劑用量，拌制時(shí)，由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員蹲點(diǎn)指導(dǎo)，進(jìn)行稱(chēng)量。拌制時(shí)間按不超過(guò)90秒鐘控制。
3.砼灌注
該工程砼灌注采用導(dǎo)管法進(jìn)行，導(dǎo)管直徑200mm，通過(guò)砼數(shù)量約10m3/h，每根樁基砼灌注時(shí)間約1.5～2.5小時(shí)，為保證砼灌注質(zhì)量，施工時(shí)主要按以下幾個(gè)要求進(jìn)行控制。
①灌注前的檢查工作：砼澆灌前首先應(yīng)對(duì)樁孔質(zhì)量，回淤沉渣厚度，泥漿指標(biāo)，樁底標(biāo)高進(jìn)行一次全面檢查，防止意外事故發(fā)生。
②導(dǎo)管及隔水塞安置：該工程采用的導(dǎo)管一般每根長(zhǎng)4m，并配有2根1m長(zhǎng)短管，以便調(diào)整高度。導(dǎo)管安裝接頭處采用密封墊圈予以密封。導(dǎo)管吊入孔內(nèi)應(yīng)保持位置居中，防止跑管撞壞鋼筋籠，導(dǎo)管放至離孔底30～50cm并在孔口用夾板固定接上漏斗。灌注砼所用隔水塞的規(guī)格，必須跟導(dǎo)管尺寸相吻合，以防隔水塞卡管，隔水塞必須安放在管內(nèi)水面5～10cm處，用鐵絲懸掛牢靠。
③控制首次砼灌注數(shù)量：根據(jù)孔徑，導(dǎo)管距孔底的間距，導(dǎo)管埋置深度及導(dǎo)管內(nèi)砼高度等計(jì)算首批砼澆灌量，拌制后存于儲(chǔ)料斗內(nèi)。經(jīng)計(jì)算，該工程初灌量1.5m3，可以達(dá)到埋管2m。其加料順序?yàn)椋菏紫仍诼┒分泄喾臗30水泥砂漿0.3m3左右，再倒入C25砼1.2m3。剪斷隔水塞鐵絲后開(kāi)始正常的灌注作業(yè)。
④澆灌過(guò)程控制：該工程灌注時(shí)在導(dǎo)管口懸掛一根長(zhǎng)1.5m，直徑5cm的膠管，以便倒入砼時(shí)，排除導(dǎo)管內(nèi)空氣，避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊，擠破密封墊圈造成漏水，同時(shí)防止大量空氣壓入砼，增加砼內(nèi)氣體含量，影響砼強(qiáng)度。砼澆灌過(guò)程中隨時(shí)探測(cè)孔內(nèi)砼面高度，計(jì)算導(dǎo)管埋深，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除，導(dǎo)管埋深按不小于2m不大于6m控制。當(dāng)砼面接近鋼筋骨架時(shí)，放慢澆灌速度，減少砼對(duì)鋼筋籠的沖擊力。砼進(jìn)入鋼筋骨架一定深度后，適當(dāng)提升導(dǎo)管，使鋼筋骨架，在導(dǎo)管下有一定的埋深。
�、莨嘧⒔Y(jié)束前控制：砼澆灌將近結(jié)束時(shí)，由于導(dǎo)管內(nèi)砼柱高度減小，超壓力降低，而導(dǎo)管外泥漿稠度增加，比重增大，會(huì)出現(xiàn)頂升困難現(xiàn)象，該工程采取往孔內(nèi)注水稀釋泥漿的措施，以降低泥漿對(duì)砼的壓力，保證砼澆筑順利進(jìn)行。為確保樁頂質(zhì)量，在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上須加灌一定的高度，以便灌注結(jié)束后清除此段砼，露出合格的砼。增加的高度按0.5～1m控制。
四、幾點(diǎn)體會(huì)
1.砼鉆孔灌注樁鉆孔工藝，井孔護(hù)壁是關(guān)鍵，要順利成孔必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，選擇好泥漿并保持靜水壓力，防止鉆孔過(guò)程質(zhì)量事故發(fā)生。
2.控制沉淀厚度是保證樁基尤其是端承樁承載力的重要條件，因此砼灌注前需檢測(cè)回漿沉淀厚度，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)應(yīng)重新清孔。
3.樁基砼質(zhì)量控制關(guān)鍵在于控制好原材料和砼拌制過(guò)程，原材料必須符合要求，計(jì)量一定要準(zhǔn)確。砼澆灌過(guò)程重點(diǎn)把握初灌量，并經(jīng)常測(cè)探砼面高度，及時(shí)拆除導(dǎo)管。砼澆灌應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。
4.人的因素也至關(guān)重要，人是管理的主體，人的素質(zhì)的高低、質(zhì)量意識(shí)的強(qiáng)弱對(duì)保證工程質(zhì)量有著很大影響，因此要選擇素質(zhì)過(guò)硬、責(zé)任心強(qiáng)的施工技術(shù)管理人員，做到各級(jí)人員層層把關(guān)，使樁基施工有條不紊，工程質(zhì)量才能得到有效保證。
參考文獻(xiàn)：
1、 李明峰.路橋梁鉆孔灌注樁施工工藝及質(zhì)量控制.《黑龍江交通科技》.2009年第7期
