鉆孔灌注樁的施工技術(shù)和質(zhì)量控制
2010-07-29
摘要：鉆孔灌注樁目前在沿海城市和市區(qū)改造中的使用已相當普及，但因?qū)匐[蔽工程，成樁后質(zhì)量檢查比較困難。本文根據(jù)筆者十幾年來參與幾十個鉆孔樁工程施工的經(jīng)驗，就如何在各個施工環(huán)節(jié)中充分重視、精心施工、加強質(zhì)量管理等問題進行探討，期望通過與同行們相互交流，達到提高施工水平的目的。
鉆孔灌注樁的施工大部分是在水下進行的，其施工過程無法觀察，成樁后也不能進行開挖驗收。施工中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將直接影響到整個工程的質(zhì)量和進度，甚至給投資者造成巨大的經(jīng)濟損失和不良的社會影響。因此，要求基礎(chǔ)施工隊伍在施工技術(shù)措施上要落實，并加強施工質(zhì)量管理，密切注意抓好施工過程中每一個環(huán)節(jié)的質(zhì)量，力爭將隱患消除在成樁之前。因此在施工前要認真熟悉設(shè)計圖紙及有關(guān)施工、驗收規(guī)范，核查地質(zhì)和有關(guān)灌注樁方面的資料，對灌注樁在施工過程中可能會發(fā)生的一些問題進行分析后制訂出施工質(zhì)量標準、驗收實施方案和每根樁的施工記錄，以便有效地對樁基施工質(zhì)量加以控制。
1 成孔質(zhì)量的控制
成孔是混凝土灌注樁施工中的一個重要部分，其質(zhì)量如控制得不好，則可能會發(fā)生塌孔、縮徑、樁孔偏斜及樁端達不到設(shè)計持力層要求等，還將直接影響樁身質(zhì)量和造成樁承載力下降。因此，在成孔的施工技術(shù)和施工質(zhì)量控制方面應著重做好以下幾項工作。
1．1 采取隔孔施工程序。
鉆孔混凝土灌注樁和打入樁不同，打人樁是將周圍土體擠開，樁身具有很高的強度，土體對樁產(chǎn)生被動土壓力。鉆孔混凝土灌注樁則是先成孔，然后在孔內(nèi)成樁，周圍土移向樁身土體對樁產(chǎn)生動壓力。尤其是在成樁初始，樁身混凝土的強度很低，且混凝土灌注樁的成孔是依靠泥漿來平衡的，故采取較適應的樁距對防止坍孔和縮徑是一項穩(wěn)妥的技術(shù)措施。
1．2 確保樁身成孔垂直精度
這是灌注樁順利施工的一個重要條件，否則鋼筋籠和導管將無法沉放。為了保證成孔垂直精度滿足設(shè)計要求，應采取擴大樁機支承面積使樁機穩(wěn)固，經(jīng)常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施，并于成孔后下放鋼筋前作井徑、井斜超聲波測試。
1．3 確保樁位、樁頂標高和成孔深度。
在護筒定位后及時復核護筒的位置，嚴格控制護筒中心與樁位中心線偏差不大于50mm，并認真檢查回填土是否密實，以防鉆孔過程中發(fā)生漏漿的現(xiàn)象。在施工過程中自然地坪的標高會發(fā)生一些變化，為準確地控制鉆孔深度，在樁架就位后及時復核底梁的水平和樁具的總長度并作好記錄，以便在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機上的留出長度來校驗成孔達到深度。
雖然鉆桿到達的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔時泥漿比重控制不當，或在提鉆具時碰撞了孔壁，就可能會發(fā)生坍孔、沉渣過厚等現(xiàn)象，這將給第二次清孔帶來很大的困難，有的甚至通過第二次清孔也無法清除坍落的沉渣。因此，在提出鉆具后用測繩復核成孔深度，如測繩的測深比鉆桿的鉆探小，就要重新下鉆桿復鉆并清孔。同時還要考慮在施工中常用的測繩遇水后縮水的問題，因其最大收縮率達1．2％，為提高測繩的測量精度，在使用前要預濕后重新標定，并在使用中經(jīng)常復核。
為有效地防止塌孔、縮徑及樁孔偏斜等現(xiàn)象，除了在復核鉆具長度時注意檢查鉆桿是否彎曲外，還根據(jù)不同土層情況對比地質(zhì)資料，隨時調(diào)整鉆進速度，并描繪出鉆進成孔時間曲線。當鉆進粉砂層進尺明顯下降，在軟粘土鉆進最快0．2m／min左右，在細粉砂層鉆進都是O．015m／min左右，兩者進尺速度相差很大。鉆頭直徑的大小將直接影響孔徑的大小，在施工過程中要經(jīng)常復核鉆頭直徑，如發(fā)現(xiàn)其磨損超過10mm就要及時調(diào)換鉆頭。
1．4 鋼筋籠制作質(zhì)量和吊放
鋼筋籠制作前首先要檢查鋼材的質(zhì)保資料，檢查合格后再按設(shè)計和施工規(guī)范要求驗收鋼筋的直徑、長度、規(guī)格、數(shù)量和制作質(zhì)量。在驗收中還要特別注意鋼筋籠吊環(huán)長度能否使鋼筋準確地吊放在設(shè)計標高上，這是由于鋼筋吊籠放后是暫時固定在鉆架底梁上的，因此，吊環(huán)長度是根據(jù)底梁標高的變化而改變，所以應根據(jù)底梁標高逐根復核吊環(huán)長度，以確保鋼筋的埋入標高滿足設(shè)計要求。在鋼筋籠吊放過程中，應逐節(jié)驗收鋼筋籠的連接焊縫質(zhì)量，對質(zhì)量不符合規(guī)范要求的焊縫、焊口則要進行補焊。同時，要注意鋼筋籠能否順利下放，沉放時不能碰撞孔壁；當?shù)醴攀茏钑r，不能加壓強行下放，因為這將會造成坍孔、鋼筋籠變形等現(xiàn)象，應停止吊放并尋找原因，如因鋼筋籠沒有垂直吊放而造成的，應提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，則要求進行復鉆糾偏，并在重新驗收成孔質(zhì)量后再吊放鋼筋籠。鋼筋籠接長時要加快焊接時間，盡可能縮短沉放時間。
1．5 灌注水下混凝土前泥漿的制備和第二次清孔
清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣則是影響灌注樁承載能力的主要因素之一。清孔則是利用泥漿在流動時所具有的動能沖擊樁孔底部的沉渣，使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態(tài)，再利用泥漿膠體的粘結(jié)力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環(huán)流動被帶出樁孔，最終將樁孔內(nèi)的沉渣清干凈，這就是泥漿的排渣和清孔作用。從泥漿在混凝土鉆孔樁施工中的護壁和清孔作用，我們可以看出，泥漿的制備和清孔是確保鉆子L樁工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，對于施工規(guī)范中泥漿的控制指標：粘度測定17—20min；含砂率不大于6％；膠體率不小于90％等在鉆孔灌注樁施工過程中必須嚴格控制，不能就地取材，而要專門采取泥漿制備，選用高塑性粘土或膨潤土，拌制泥漿必須根據(jù)施工機械、工藝及穿越土層進行．配合比設(shè)計。
灌注樁成孔至設(shè)計標高，應充分利用鉆桿在原位進行第一次清孔，直到孔口返漿比重持續(xù)小于1。10—1．20，測得孔底沉渣厚度小于50mm，即抓緊吊放鋼筋籠和沉放混凝土導管。沉放導管時檢查導管的連接是否牢固和密實，以防止漏氣漏漿而影響灌注。由于孔內(nèi)原土泥漿在吊放鋼筋籠和沉放導管這段時間內(nèi)使處于懸浮狀態(tài)的沉渣再次沉到樁孔底部，最終不能被混凝土沖擊反起而成為永久性沉渣，從而影響樁基工程的質(zhì)量。因此，必須在混凝土灌注前利用導管進行第二次清孔。當孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規(guī)范要求后，應立即進行水下混凝土的灌注工作。
2 成樁質(zhì)量的控制
2．1 為確保成樁質(zhì)量，要嚴格檢查驗收進場原材料的質(zhì)保書(水泥出廠合格證、化驗報告、砂石化驗報告)，如發(fā)現(xiàn)實樣與質(zhì)保書不符，應立即取樣進行復查，對不合格的材料(如水泥、砂、石、水質(zhì))，嚴禁用于混凝土灌注樁。
2。2 鉆孔灌注水下混凝土的施工主要是采用導管灌注，混凝土的離析現(xiàn)象還會存在，但良好的配合比可減少離析程度，因此，現(xiàn)場的配合比要隨水泥品種、砂、石料規(guī)格及含水率的變化進行調(diào)整，為使每根樁的配合比都能正確無誤，在混凝土攪拌前都要復核配合比并校驗計量的準確性，嚴格計量和測試管理，并及時填入原始記錄和制作試件。
2．3 為防止發(fā)生斷樁、夾泥、堵管等現(xiàn)象，在混凝土灌注時應加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。因為混凝土攪拌時間不足會直接影響混凝土的強度，混凝土坍落采用18cm—20cm，并隨時了解混凝土面的標高和導管的埋人深度。導管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m—4m，不宜大于5m和小于1m，嚴禁把導管底端提出混凝土面。當灌注至距樁頂標高8m—10m時，應及時將坍落度調(diào)小至12cm—16cm，以提高樁身上部混凝土的抗壓強度。在施工過程中，要控制好灌注工藝和操作，抽動導管使混凝土面上升的力度要適中，保證有程序的拔管和連續(xù)灌注，升降的幅度不能過大，如大幅度抽拔導管則容易造成混凝土體沖刷孔壁，導致孔壁下墜或坍落，樁身夾泥，這種現(xiàn)象尤其在砂層厚的地方比較容易發(fā)生。在灌注過程中必須每灌注2m3左右測一次混凝土面上升的高度，確定每段樁體的充盈系數(shù)，《建筑施工操作規(guī)程》規(guī)定樁身混凝土的充盈系數(shù)必須大于l。同時要認真進行記錄，這對日后發(fā)現(xiàn)有問題的樁或評價樁的質(zhì)量有很大作用。
鉆孔灌注樁的整個施工過程屬隱蔽工程項目，質(zhì)量檢查比較困難，如樁的各種動測方法基本上都是在一定的假設(shè)計算模型的基礎(chǔ)上進行參數(shù)測定和檢驗，并要依靠專業(yè)人員的經(jīng)驗來分析和判讀實測結(jié)果，同一個樁基工程，各檢測單位用同一種方法進行檢測，由于技術(shù)人員的實踐經(jīng)驗的差異，其結(jié)論偏差很大的情況也時有發(fā)生。通過十幾年來幾十個鉆孔灌注樁工程的施工實踐，得出這樣一個結(jié)論，即加強樁基工程檢測是一個手段，要保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，其關(guān)鍵還在于人。強調(diào)現(xiàn)場管理人員要有高度責任心，以防為主，對樁基各個施工環(huán)節(jié)要充分重視并精心施工，只有這樣樁基的質(zhì)量控制才能得到保證。
