小議鉆孔灌注樁的施工技術與質量控制

高 瑋

[關鍵詞]鉆孔灌注樁;施工技巧;施工技術;質量控制

近年來隨著我國道路橋梁的迅猛發展,鉆孔灌注樁在我國現階段的公路橋梁基礎施工中應用非常廣泛,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。施工中任何一個環節出現問題,都將直接影響到整個工程的質量和進度。因此,要求基礎施工技術人員加強施工質量管理,抓好施工過程中每一個環節的質量,力爭將隱患消除在成樁之前。

一、成孔質量的控制

成孔是混凝土灌注樁施工中的一個重要部分,其質量如控制得不好,則可能會發生塌孔、縮徑、樁孔偏斜及樁端達不到設計要求等,還將直接影響樁身質量和造成樁承載力下降。因此,在成孔的施工技術和施工質量控制方面應著重做好以下幾項工作。

1.采取隔孔施工程序。鉆孔混凝土灌注樁是先成孔,然后在孔內成樁,周圍土移向樁身土體對樁產生動壓力。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妥的技術措施。

2.確保樁身成孔垂直精度。為了保證成孔垂直精度滿足設計要求,應采取擴大樁機支承面積使樁機穩固,經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。

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,以防鉆孔過程中發生漏漿的現象。在施工過程中自然地坪的標高會發生一些變化,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,就可能會發生坍孔、沉渣過厚等現象,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。

為有效地防止塌孔、縮徑及樁孔偏斜等現象,除了在復核鉆具長度時注意檢查鉆桿是否彎曲外,還根據不同土層情況對比地質資料,隨時調整鉆進速度,并描繪出鉆進成孔時間曲線。

4.鋼筋籠制作質量和吊放。鋼筋籠制作前首先要檢查鋼材的質保資料,檢查合格后再按設計和施工規范要求驗收鋼筋的直徑、長度、規格、數量和制作質量。在驗收中還要特別注意鋼筋籠吊環長度能否使鋼筋準確地吊放在設計標高上,這是由于鋼筋籠吊放后是暫時固定在鉆架底梁上的,因此,吊環長度是根據底梁標高的變化而改變,所以應根據底梁標高逐根復核吊環長度,以確保鋼筋的埋入標高滿足設計要求。在鋼筋籠吊放過程中,應逐節驗收鋼筋籠的連接焊縫質量,對質量不符合規范要求的焊縫、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;當吊放受阻時,不能加壓強行下放,因為這將會造成坍孔、鋼筋籠變形等現象,應停止吊放并尋找原因,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量后再吊放鋼筋籠。

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,再利用泥漿膠體的黏結力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環流動被帶出樁孔,最終將樁孔內的沉渣清干凈,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,可以看出,泥漿的制備和清孔是確保鉆孔樁工程質量的關鍵環節。因此,對于施工規范中泥漿的控制指標:黏度測定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,拌制泥漿必須根據施工機械、工藝及穿越土層進行。配合比設計。

灌注樁成孔至設計標高,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。由于孔內原土泥漿在吊放鋼筋籠和沉放導管這段時間內使處于懸浮狀態的沉渣再次沉到樁孔底部,最終不能被混凝土沖擊反而成為永久性沉渣,從而影響樁基工程的質量。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范要求后,應立即進行水下混凝土的灌注工作。

二、成樁質量的控制

1.為確保成樁質量,要嚴格檢查驗收進場原材料的質保書(水泥出廠合格證、化驗報告、砂石化驗報告)。

2.鉆孔灌注水下混凝土的施工主要是采用導管灌注,混凝土的離析現象還會存在,但良好的配合比可減少離析程度,因此,現場的配合比要隨水泥品種、砂、石料規格及含水率的變化進行調整。

3.為防止發生斷樁、夾泥、堵管等現象,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入深度。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,應及時將坍落度調小至12cm~16cm,以提高樁身上部混凝土的抗壓強度。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。

鉆孔灌注樁的整個施工過程屬隱蔽工程項目,質量檢查比較困難,如樁的各種動測方法基本上都是在一定的假設計算模型的基礎上進行參數測定和檢驗,并要依靠專業人員的經驗來分析和判讀實測結果,同一個樁基工程,各檢測單位用同一種方法進行檢測,由于技術人員的實踐經驗的差異,其結論偏差很大的情況也時有發生。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量,其關鍵還在于人。強調現場管理人員要有高度責任心,以防為主,對樁基各個施工環節要充分重視并精心施工,只有這樣樁基的質量控制才能得到保證。

(編輯/永安;實習編輯/景玉)