摘 要:由于鉆孔灌注樁工藝環(huán)節(jié)較多,容易出現(xiàn)質(zhì)量事故,施工人員須保持認(rèn)真的工作態(tài)度,加強(qiáng)對(duì)鉆孔灌注樁各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。本文著重就鉆孔灌注樁的施工工藝、施工準(zhǔn)備、砼灌注過(guò)程的質(zhì)量控制及常見 的故障處理進(jìn)行了簡(jiǎn)單討論和分析,并提出了一些相應(yīng)的措施。
關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁    施工   質(zhì)量控制    故障處理
在工程基礎(chǔ)中,鉆孔灌注樁已被廣泛應(yīng)用,尤其是房屋建筑、水工建筑、橋墩基礎(chǔ)施工,具有施工簡(jiǎn)單、易操作、速度快、承載力大等優(yōu)點(diǎn)。但在施工過(guò)程中工藝環(huán)節(jié)較多,有測(cè)量、機(jī)械操作、鋼筋加工、砼拌制和灌注等多種工作,技術(shù)含量高、影響因素多,一環(huán)不慎,便會(huì)有質(zhì)量事故發(fā)生,因而需要加強(qiáng)對(duì)施工準(zhǔn)備、成孔、清孔、下鋼筋籠、灌注水下砼等施工過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控,采取各種有效預(yù)防措施,保證或提高鉆孔灌注樁的成樁質(zhì)量。
1、工藝流程及施工準(zhǔn)備
1.1、工藝流程
施工前必須全面撐握鉆孔灌注樁的施工工藝,因鉆孔設(shè)備不同其施工工藝流程也不一樣,現(xiàn)以GPS100型回旋鉆機(jī)成孔為例,其主要施工工藝流程為:場(chǎng)地平整             孔位測(cè)定               護(hù)筒埋設(shè)               
鉆機(jī)就位            開鉆成孔           提鉆          第一次清孔       
 檢孔            鋼筋籠吊放           下導(dǎo)管              第二次清孔           水下
  混凝土灌注             提拔導(dǎo)管             成樁
1.2主要準(zhǔn)備工作
(1)必須預(yù)審施工組織設(shè)計(jì)
工程開工前,施工單位應(yīng)提前向監(jiān)理部報(bào)送施工組織設(shè)計(jì)(專項(xiàng)施工方案)進(jìn)行審查,其中包含施工方法、主要技術(shù)指標(biāo)及控制措施。經(jīng)監(jiān)理工程師審核后完善施工組織設(shè)計(jì)方案。
(2)必須認(rèn)真把好測(cè)量定位關(guān)
測(cè)量定位是整項(xiàng)工作的關(guān)鍵,在思想上必須有足夠重視,是關(guān)系到孔位的準(zhǔn)確性,鉆孔的垂直度及基準(zhǔn)面的標(biāo)高。施工單位在具體操作過(guò)程中,須嚴(yán)格按三檢制的要求層層落實(shí),及時(shí)與監(jiān)理方溝通,與監(jiān)理方認(rèn)真復(fù)核、驗(yàn)收相結(jié)合,嚴(yán)格控制偏差在設(shè)計(jì)或規(guī)范允許范圍內(nèi)。
(3)必須把護(hù)筒、鉆機(jī)安裝穩(wěn)固、準(zhǔn)確
護(hù)筒有固定樁位、鉆孔導(dǎo)向、保護(hù)孔口和隔離孔內(nèi)外表層水的作用。在制作過(guò)程中要求堅(jiān)固、耐用、不易變形、不漏水、裝卸方便和能重復(fù)使用等功能。一般采用帶法蘭的鋼質(zhì)護(hù)筒,由3-5毫米厚鋼板制作,在護(hù)筒外側(cè)上、中、下部各焊一道加勁肋增加剛度,防止變形,形狀可以做成整體或兩半圓。埋置時(shí)應(yīng)保證平面位置正確,偏差不得大于5 cm,且高出施工最高水位1.0-2.0m;在水下埋設(shè)的護(hù)筒應(yīng)沿著導(dǎo)向架借助自重、射水、震動(dòng)或錘擊等方法將護(hù)筒下沉至穩(wěn)定深度。
鉆機(jī)是鉆孔、吊放鋼筋籠、灌注混凝土的支架,要安裝穩(wěn)定、安全。應(yīng)能承受鉆具和其它輔助設(shè)備的重量,并具有一定的剛度,在鉆進(jìn)中或其它操作時(shí),不易產(chǎn)生晃動(dòng),高度由鉆具長(zhǎng)度和鋼筋骨架節(jié)長(zhǎng)度決定,一般為8-12;底盤的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)高度穩(wěn)定性決定。主要受力構(gòu)件的斷面尺寸,由施工中出現(xiàn)的最大負(fù)荷計(jì)算決定,安全系數(shù)不宜小于3。在鉆孔過(guò)程中,成孔中心必須對(duì)準(zhǔn)樁位中心,鉆機(jī)架必須保持平穩(wěn),不發(fā)生位移、傾斜和沉陷;安裝就位時(shí),詳細(xì)測(cè)量后底座用枕木墊實(shí)塞緊,頂端用纜風(fēng)繩固定平穩(wěn),并在鉆孔過(guò)程中經(jīng)常檢查,以保證轉(zhuǎn)盤面水平、鉆機(jī)機(jī)架垂直,進(jìn)而確保樁身的垂直度和孔徑。
2、質(zhì)量控制
2.1鉆孔質(zhì)量控制
首先應(yīng)根據(jù)孔徑和孔位所在的地質(zhì)情況,選用鉆機(jī)型號(hào)和性能,選擇合適的鉆錐。在鉆孔過(guò)程中,應(yīng)采取減壓鉆進(jìn),孔底承受的鉆壓不能超過(guò)鉆桿、鉆錐和壓塊重量之和的60%,以避免和減少斜孔、彎孔和擴(kuò)孔現(xiàn)象。
在成孔時(shí)應(yīng)盡量避免孔底沉渣過(guò)多、孔壁坍塌、擴(kuò)徑和縮徑等不良現(xiàn)象來(lái)影響樁基承載能力。其控制方法如下:
(1)孔底沉渣控制
孔底沉渣是影響樁承載能力的重要因素,按規(guī)定,水下砼灌注摩擦樁樁底沉渣厚度應(yīng)≤0.5D,但在實(shí)際施工過(guò)程中,常有樁底沉渣不能滿足要求的現(xiàn)象發(fā)生,主要原因是泥漿性能不符合要求(主要指標(biāo)是泥漿比重和粘度)。實(shí)際施工時(shí),施工單位應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡叵滤桓叩秃偷貙臃(wěn)定情況來(lái)確定泥漿的比重和粘度,切勿盲目設(shè)置。若泥漿設(shè)置過(guò)稀,則攜渣能力不夠;若泥漿設(shè)置過(guò)稠,則孔壁會(huì)形成一層厚厚的泥皮,降低了摩擦樁的承載力。第一次清孔時(shí)必須不斷補(bǔ)充新鮮泥漿,將孔內(nèi)含砂量大、性能差的泥漿置換出來(lái);二次清孔時(shí)宜用泵吸及循環(huán)清孔(若采用正循環(huán)清孔,要排出巖渣和泥團(tuán),須加大泥漿比重和粘度,并且清孔的速度慢)。鉆孔結(jié)束后,應(yīng)對(duì)終孔進(jìn)行驗(yàn)收,須嚴(yán)格檢測(cè)鉆桿和鉆頭或測(cè)繩長(zhǎng)度的準(zhǔn)確性,杜絕以超深來(lái)抵消孔底淤積。
(2)孔壁坍塌控制
出現(xiàn)未知的不良地質(zhì)情況、鋼護(hù)筒未按規(guī)定埋設(shè)、泥漿粘度不夠、護(hù)壁效果不佳、孔口周圍排水不良或下放鋼筋籠及升降機(jī)具時(shí)碰撞孔壁等,都能產(chǎn)生孔壁坍塌、堆鉆、卡鉆事故。為解決和避免此類現(xiàn)象:首先,必須熟悉工程地質(zhì)報(bào)告,對(duì)鉆孔的地質(zhì)情況做到心中有底。其次,按規(guī)定埋設(shè)鋼護(hù)筒,保證孔口排水良好;鋼筋籠焊接牢固、成籠圓直,下放時(shí)必須保持順直,防止偏斜。再次,出現(xiàn)特殊地層時(shí)采用優(yōu)質(zhì)沖洗液護(hù)壁,或用正循環(huán)鉆進(jìn)、反循環(huán)排渣來(lái)抑制不穩(wěn)定段地層的坍塌。最后,在不穩(wěn)定的地層中,不要過(guò)早換漿,可在下完鋼筋籠后第二次清孔時(shí)替換高比重的泥漿,并及時(shí)灌注混凝土,減少沉渣時(shí)間,確保樁身質(zhì)量。
(3)擴(kuò)徑和縮徑控制
擴(kuò)徑、縮徑都是由于成孔直徑不規(guī)則出現(xiàn)擴(kuò)孔或縮孔及其它不良地質(zhì)現(xiàn)象引起的。擴(kuò)孔一般是鉆頭振動(dòng)過(guò)大、偏位或孔壁坍塌造成的;縮徑是由于鉆頭磨損過(guò)甚、焊接不及時(shí)或地層中有遇水膨脹的軟土、粘土泥巖造成的。擴(kuò)徑會(huì)增加砼灌注量,縮徑會(huì)減小樁的承載能力,故必須采取有力措施加以控制。為避免擴(kuò)徑現(xiàn)象:首先,應(yīng)先檢查鉆機(jī)是否固定、平穩(wěn),采用減壓鉆進(jìn),防止鉆頭擺動(dòng)或偏位,成孔過(guò)程中要徐徐鉆進(jìn),以利形成良好的孔壁。其次,要始終保持適當(dāng)?shù)哪酀{比重和足夠的孔內(nèi)水位,確保孔內(nèi)泥漿對(duì)孔壁有足夠的壓力。為解決縮徑現(xiàn)象,工作人員應(yīng)及時(shí)詳細(xì)了解地質(zhì)資料,判別是否有遇水膨脹等不良土層。如有應(yīng)采用失水率小于3~5ml/30min的優(yōu)質(zhì)泥漿進(jìn)行護(hù)壁,經(jīng)常校正鉆頭直徑,確保鉆頭直徑比成孔直徑小于20~25mm。
3、砼灌注質(zhì)量控制
3.1灌注前質(zhì)量控制
(1)原材料控制
在工程中所采用的原材料質(zhì)量必須進(jìn)行嚴(yán)格控制,特別是黃砂要過(guò)篩去除各種雜質(zhì),細(xì)度模數(shù)符合規(guī)范要求;碎石要沖洗干凈,級(jí)配符合設(shè)計(jì)要求。水泥要正規(guī)廠家生產(chǎn),三證俱全。待黃砂、碎石、水泥符合試驗(yàn)要求后方可使用,拌制時(shí)須嚴(yán)格按試驗(yàn)單中配合比配制,決不能有一絲馬虎。
(2)主要環(huán)節(jié)控制
對(duì)各項(xiàng)操作機(jī)械均需進(jìn)行嚴(yán)格檢查,包括:漏斗底口的隔水設(shè)施、翻斗車的性能、攪拌機(jī)的試運(yùn)轉(zhuǎn)、吸泥泵、清水泵、高壓水管及備用發(fā)電機(jī)等各種處理故障的設(shè)備,以防萬(wàn)一。導(dǎo)管使用前應(yīng)分清長(zhǎng)短、分別編號(hào),以利于計(jì)量埋深值,每次澆筑卸管后均應(yīng)立即沖洗干凈。按《規(guī)范》要求,首批混凝土的數(shù)量應(yīng)滿足導(dǎo)管初次埋置深度≥1.0m ,因而須準(zhǔn)確計(jì)量導(dǎo)管上口漏斗的斗容量。容量不夠的,應(yīng)及時(shí)采取措施加以調(diào)整,保證首灌混凝土的沖擊力和排淤能力。開澆前還應(yīng)測(cè)量孔底沉淀厚度,保證不大于規(guī)定值。如果超過(guò)規(guī)定值,應(yīng)再次清孔。
3.2灌注過(guò)程中的質(zhì)量控制
(1)坍落度控制
混凝土的坍落度對(duì)成樁質(zhì)量有直接影響,坍落度合理的混凝土應(yīng)是拌和均勻、和易性好、內(nèi)阻小、初凝時(shí)間長(zhǎng)、潤(rùn)滑性好且有較好的觸變性能,它可有效地保證混凝土灌注性、連續(xù)性和密實(shí)性,一般控制在18~20cm的范圍內(nèi)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),除首批混凝土數(shù)量滿足埋深要求外,可適當(dāng)增加一點(diǎn)水泥量及含砂量,以保證其和易性和流動(dòng)性,使以后澆入的混凝土容易頂升;若首批混凝土的初凝時(shí)間早于灌注全部砼所需的時(shí)間,則首批混凝土中還得摻入緩凝劑,以保障質(zhì)量。
(2)導(dǎo)管埋深控制
導(dǎo)管底端在混凝土面以下的深度是否合理關(guān)系到成樁的質(zhì)量,必須予以嚴(yán)格控制.,提升時(shí)須符合以下原則:①每次卸掉的導(dǎo)管長(zhǎng)度應(yīng)和澆入的混凝土上升高度相對(duì)應(yīng);②必須保證導(dǎo)管埋深在2~6m范圍內(nèi)。這就要求我們每次下料后,都應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)定混凝土面的上升高度,計(jì)算導(dǎo)管埋深,從而確定導(dǎo)管拆卸的節(jié)數(shù)并作好拆卸記錄,防止導(dǎo)管拔出砼面而成斷柱。
(3)鋼筋籠上浮控制
在混凝土澆至鋼筋籠位置時(shí),應(yīng)放慢混凝土澆筑速度,使導(dǎo)管有較大的埋深,待混凝土表面進(jìn)入鋼筋骨架一定深度后,再提升導(dǎo)管口控制在最小埋深,使導(dǎo)管口高于鋼筋籠底骨架一定距離繼續(xù)灌注,防止鋼筋籠被頂托上升。
(4)樁頂質(zhì)量控制
《規(guī)范》規(guī)定樁頂標(biāo)高應(yīng)預(yù)加0.5~1.0m ,需開挖基坑后鑿除質(zhì)量不高的一部分樁頭,進(jìn)而保證樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高和樁身砼質(zhì)量。在灌注樁施工中,要想保證樁頭的質(zhì)量,必須控制好最后一次灌注量,樁頂不得偏低,鑿出浮漿高度后必須保證暴露的樁頂砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值。
4、常見故障處理
在鉆孔灌注樁施工過(guò)程中往往會(huì)遇到坍孔、卡管、掉物等故障,一般可分別采用回填重鉆、淤泥吸拔、叉鉤打撈等方法解除故障。下面將淺談卡管及導(dǎo)管進(jìn)水處理:
(1)卡管處理
混凝土和易性、流動(dòng)性差造成離析;導(dǎo)管進(jìn)水造成砼離析;各種機(jī)械故障引起混凝土澆筑不連續(xù),在管中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等均會(huì)導(dǎo)致卡管。要解決卡管現(xiàn)象主要有以下幾種方法:①卡管位置在地面下不遠(yuǎn),可采用ф25以上的鋼筋直徑?jīng)_搗;②在導(dǎo)管外加焊鐵板,利用導(dǎo)管下落時(shí)鐵板與其它卡座的撞擊,振動(dòng)疏通;③錘擊導(dǎo)管法蘭,吊繩上下拌動(dòng)等兼可疏通。
(2)導(dǎo)管進(jìn)水處理
導(dǎo)管進(jìn)水一般是首灌砼量不足或?qū)Ч芸谔嵘^(guò)高以至無(wú)埋深或誤測(cè)導(dǎo)致導(dǎo)管提升至砼面外。其處理辦法是①第一種原因進(jìn)水,用導(dǎo)管作為吸管,用空管吸泥的方法將孔內(nèi)混凝土吸出,重新灌注;②第二種原因進(jìn)水,若表面砼沒(méi)初凝,可將導(dǎo)管重新插入砼中,用泥漿泵抽出管內(nèi)的泥漿,重新澆灌砼;若表面砼已超過(guò)初凝時(shí)間,則作為廢樁;③若導(dǎo)管已離樁頂不遠(yuǎn)時(shí),可在以后基礎(chǔ)開挖中埋入護(hù)筒,清除沉渣及軟弱砼層,安裝同樣直徑的模板,澆筑砼至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
5、結(jié)束語(yǔ)
施工人員要認(rèn)真學(xué)好專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),自覺(jué)實(shí)踐,一絲不茍,認(rèn)真總結(jié),正確應(yīng)用有關(guān)規(guī)范;熟悉地質(zhì)資料、設(shè)計(jì)圖紙、相關(guān)文件及各項(xiàng)技術(shù)要求,不斷提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)和技術(shù)水平,抓好施工準(zhǔn)備、成孔、清孔、水下砼灌注等各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制,采取各種有效的措施,保障灌注樁的成樁質(zhì)量。