碼頭基礎工程大直徑沖孔灌注樁施工質量控制

王碧波

摘 要：本文主要針對碼頭基礎工程大直徑沖孔灌注樁的施工質量控制展開了探討，通過結合具體的工程實例，對施工質量控制技術作了詳細的闡述，并在分析了異常樁成因的基礎上，給出了一系列的改進措施，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

關鍵詞：碼頭基礎工程 沖孔灌注樁 施工質量控制

大直徑沖孔灌注樁對復雜地質適應性好、承載力大，在工程建設中被廣泛的應用。而碼頭基礎工程灌注樁的施工由于具有著隱蔽性強、水上作業難等特點，在灌注樁施工過程中容易產生樁的質量問題，需要我們給予一定的重視。

1.工程概述

本工程總共構建7萬左右噸級不相等的碼頭4座，岸線中長度達1200m，結構使用高樁梁板，基樁的總數275根，混凝土的強度等級都為C30。

2.施工過程中的質量控制2.1施工前質控準備

項目施工前要做好質量檢驗方案和施工計劃的制定，明確落實材料、人力、機械設備的質量檢驗工作，對施工工作人實行交底工作，項目施工準備工作完成后實施開工報審。開孔前須對鋼護筒沉樁進行質量檢驗，準確計量接高或者切割后的鋼護筒頂高程，將其作為項目施工時工程計算的起點面。

2.2沖孔環節的質量監控

（1）沖孔樁機：大直徑沖孔灌注樁選取的是Y280S-6型號的沖擊鉆機，與質量為9t的沖錘實施成孔施工工作。樁機應在平臺上進行組裝定位，方木平鋪，預防樁機在方木上滾動時發生移位現象。樁位中心和沖錘中心線相重合后才能實施沖孔，兩者間的偏差要在項目施工規定范圍內。

（2）沖孔時的質量監控：沖孔是主要依靠沖錘自由落體的作用力，因此不相同的地質應該使用不一樣的沖程高度，通常泥土層保持約在2.5m，巖石層保持在2m，避免由于沖程過高而導致的沖錘損壞、破裂等不良現象。假設沖擊表面有漂石或為傾斜巖石，應使用填補石塊墊平之后再實施沖孔。

（3）清孔時的質量監控：基礎工程中經常使用正循環泥漿懸浮排渣進行清孔，首先是在裝置鋼筋籠前實行的，施工過程中要嚴格監控首次清孔的質量，首次清孔的吸引力大，清孔能力比較強，能夠將大部分的沉渣以及較大泥塊都清出孔外；二次清孔是在放置好導管和鋼筋籠之后，使用導管實施的清孔，清理完成后，應該從孔底取出部分泥漿樣品，實施性能指標檢測，各項指標必須符合規定和設計要求才能進行灌注混凝土，孔內泥漿最適宜的相對密度為1.15左右，要結合實際的工作情況，調整泥漿濃度，黏度最適宜為19～22s，含沙率最適宜約在5%，以此保障水下混凝土的正常灌注，同時能夠保證成樁的高質量。清孔時應爭取將沉渣全部清理，促進基巖與混凝土的連接完好，以增強樁底承載能力，殘留清理沉渣不能大于45mm。

2.3鋼筋籠的制造

入場的鋼筋材料須有合格證明，同時還應該根據目前鋼筋的檢測標準抽取樣品進行試驗，對于不符合質量規定的鋼筋材料嚴格運用。在成孔過程中應該及時加快鋼筋籠的加工制造，在加工制作過程中，要注意將其覆蓋，預防加工后由于下雨天氣形成銹斑。鋼筋籠在加工區使用分節制造，并作好標記，鋼筋籠的箍筋間距、主筋間距、長度以及鋼筋籠直徑要根據設計圖規定加工，加工前要精確計量鋼筋籠的分節長度，保障鋼筋連接的長度。

2.4鋼筋籠的裝置

鋼筋籠的制造檢驗完成后運送到現場裝置，在吊裝時要保證鋼筋籠形狀垂直不變，放置鋼筋籠時要對準樁孔的正中心，緩慢放下，同時注意不能夠與孔壁碰撞，預防把泥土等其他雜物帶入孔內火造成坍孔。禁止強行放入鋼筋籠，碰撞到孔壁或其他異物時要將鋼筋籠提出孔外，帶重新檢測觀察孔內異物，排除異物后才能繼續放入鋼筋籠。分節鋼筋籠的連接處通過檢驗合格后才能將其放下，每隔1.0～2.0m的斷面上放置控制維護厚度的圓形墊塊。鋼筋籠裝置完畢后，采取4根吊筋焊接固定在鋼套管上，預防鋼筋籠上浮，聲音測量管頂口的密封，防范異物落下。

2.5澆筑環節的質量監控

建筑前應該對混凝土的原材料實施檢測，還應該對各項機器設備實施監測，保證設備能夠正常運行。鋼筋籠安置和導管放置完成后應該再次對孔內進行檢查，孔內沉渣殘留是不是符合設計規定，假設與規定不相符則應該實施清理，直到孔底殘渣檢驗合格后，才能夠實行混凝土的澆筑。澆筑前準確計算首罐漏洞的容量，以保證首罐混凝土沖出導管被埋深入不低于1米。混凝土實施澆筑是第一批混凝土計算的量可以依據以下公式：

V≥πr12h1+πr22h2ρw/ρc。

3.異常樁形成的原因分析

質量檢查部門通過專控取芯聯合超聲波對基礎工程的灌注樁實施檢驗，結果發現1.7米灌注樁的質量正常，2.1米和2.5米灌注樁發生異常現象，異常樁的形成主要是由于樁間局部夾渣或是樁底局部沉渣太厚，尤其是在樁底形成的“盆型沉渣區”。

根據現場情況試驗數據或實測數據對比，可知此類異常樁的形成有以下幾個共性問題：

此類樁大多數為樁徑較大大的長灌注樁，通常處于泊位和1#引橋位置，地質數據資料顯示此處存在砂礫狀強風化花崗巖和厚度較大的殘積砂礫質黏性土，引發成孔后此類樁內的泥漿含砂率較大，通常首次清孔后含砂率可以高達7%。

此類樁進行二次清孔泥漿減少相對密度時，經常使用清渣并同時在泥漿中加水，引起泥漿膠體率、黏度等各項指標降低，減弱了泥漿的功能，導致沉渣速度加快，此區域強風化巖遇到水時很容易塌孔。

通過第二次清孔各個指標符合要求后，等待澆筑和導管儲備材料的時間應該在半個小時至一個小時不等，在這一時期實施孔底沉渣的檢測。

大直徑沖孔灌注樁的澆筑時間通常較長，約在6～10小時不等，首次灌混凝土各項性能不佳時局部形成假凝，導致混凝土不能上升，表面沉渣被周圍混凝土覆蓋導致樁中夾渣。

混凝土性能變差是極易引起頂升不均勻，直徑較大時混凝土面容易產生一定的高差，中部埋管只剩2米時，對應局部低洼位置的埋管就不足2米，這時澆筑混凝土浮漿容易覆蓋混凝土，導致樁間夾渣。

4.改善方法措施

水運項目工程規定含砂率約在5%，而路橋項目工程的中大直徑樁規定含砂率要低于2%，含砂率的大小將直接影響沉渣的多少，因此我們應該爭取降低清孔后的含砂率。

大直徑樁的清渣數量較大，樁長高于30米時，使用正循環方式難以完成此類樁的清孔需求，清孔時間太長容易給后期樁身質量帶來隱患。因此，此類樁使用氣舉反循環聯合泥漿凈化設備，實施強制清渣，加快清渣質量和速度，也不會因時間過長而導致塌孔。

二次清孔檢查合格且確定混凝土發出后，才能接儲料斗，以降低澆筑的等待時間，接收料斗完畢開盤澆筑混凝土之間，需要再次檢測孔深，保證孔底沉渣滿足規定后，才能夠進行正式澆筑。

混凝土必須嚴格根據規定要求進行配置，第一批混凝土可以適量增加緩凝型減水劑，以保障其流動性、和易性，促進日后澆入的混凝土頂升容易，同時延長第一批混凝土的初凝時間，規定不能夠低于12小時。

因大直徑樁每次澆筑的量較大，多次頻繁的拆管不利于保持灌注的連續性，埋管比較淺時極易引發其他質量問題。要求規定埋管的深度應該控制在2.0～6.0米。實施拆管時，長度實施理論計量控制和孔深測量控制相聯合，確保拆管后離最低混凝土面埋深度不低于4米，爭取控制約在8米，拆管結束后不能夠再提高導管。

根據以上分析，碼頭基礎工程因為靠近海岸，項目施工的地理情況比較復雜，對于大直徑沖孔灌注樁的實施有著一定的干擾。因此，為了保障碼頭基礎工程沖孔灌注樁的工程質量，需要相關部門做好質量的監控措施，以提升灌注樁的成樁質量。

參考文獻：

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