反循環鉆孔灌注樁施工質量控制

程志華

摘要:以某工程實例,著重對反循環鉆孔灌注樁施工的主要問題進行了分析、闡述

關鍵詞:鉆孔灌注樁質量控制反循環

中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(c)-0098-01

1 引言

近幾年,隨著大批高層建筑及高等級公路的建設,隨著樁基施工技術的不斷研究、改進和提高,鉆孔灌注樁因其對各種土層的適應性強、無擠土效應、無震害、無噪音、承載力高等優點,在現階段的工程中得到廣泛應用。但也因為施工過程中大部分是在水下進行的,成樁后不能進行開挖驗收,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。本文結合某工程實例,著重對反循環鉆孔灌注樁施工的主要問題進行分析、闡述,期望通過與同行們相互交流,達到提高施工水平、質量的目標。

2 工程地質概況

某商務綜合樓位于南昌市建設西路省燈具批發市場南面,總建筑面積為15800 m2,1～3層為商場,夾層為轉換層,4～16層為商務樓,總高度包括電梯井房為68.4m。

基礎設計為泵吸反循環鉆孔灌注樁,樁徑為1 200mm(16根),1000mm(12根),900 mm(8根),800mm(59根),600mm(12根),共計l07根。持力層為中風化泥質粉砂巖,巖石不飽和單軸抗壓強度標準值9.0MPa,樁端進入持力層2d,設計平均樁長23m。

根據工程地質勘察報告,土層分布及特征如下:

(1)雜填土:厚2.50～3.30m。

(2)耕植土:軟塑,厚0.20～1.80m。

(3)粉質黏二l二:飽和可塑,厚0.80～4.20m。

(4)細砂:含較多黏粒及粉土夾層,飽和,厚0.80～5.40m。

(5)中砂:稍密,飽和,底部含少量粗砂夾層,厚1.20～5.10m。

(6)礫砂:稍密,飽和,厚4.70～8.50m。

(7)強風化泥質粉砂巖:泥質結構,易崩解,裂隙較多,厚0.80～2.30m。

(8)中風化泥質粉砂巖:巖層結構、構造、層理清晰,節理裂隙一般發育較少,厚4.70～8.50 m。

3 主要施工質量控制措施

(1)護筒制作、埋設。現場利用護筒控制樁位,采用4mm鋼板制作,內徑大于設計孔徑20cm,人工開挖埋設不少于lm。

(2)隔孔施工。鉆孔灌注樁和打入樁不同,打入樁是將周圍土體擠開,樁身具有很高的強度,土體對樁產生被動土壓力。鉆孔灌注樁則是先成孔,然后在孔內成樁,周圍土移向樁身土體對樁產生主動土壓力,故采取較適當的樁距對防止坍孔、穿孔、縮孔是一項穩妥的措施。

(3)軌面標高。施工過程中,以鋼軌面標高作為鉆孔深度、鋼筋籠下放深度、砼面位置及導管埋深的測量基準。

(4)液面高度。反循環鉆孔樁孔壁的穩定,主要是利用靜水壓力來平衡地層壓力以維持孔壁的穩定,根據土力學計算以及大量實踐證明,只要保證水頭高度(孔內水位與地下水位之差)大于2m。結合土質勘察報告,穩定水位埋深為0.9～3.1m,故保證泥漿池液面高度高于自然地坪1.10m。

(5)孔的垂直度。鉆孔灌注樁的垂直度是保證承載能力的重要一環。斜率超標,樁的受力狀態被改變,樁頭偏位,影響上部結構質量,嚴重影響鋼筋籠安裝。終孔后再發現孔斜糾正起來費時費力,且修孔常使樁的充盈系數增大,甚至達到1.6以上。為避免與孔傾斜,在鉆機定位和鉆孔過程中,隨時注意鉆機平臺轉盤水平的檢查。

(6)巖樣的確定。圖紙設計要求持力層為中風化三質粉砂巖。為保證入巖、終孔巖樣符合設計要求,第一根樁成孔及時通知地勘部門、設計院、監理人員卡巖樣進行確認并留樣備案。

(7)泥漿。在鉆孔灌注樁的施工中,無論對于成L質量還是最終對樁的承載能力的發揮,泥漿質量帑是相當重要的因素,如果缺乏對泥漿質量和泥漿爹理的重視,容易造成:

①形成不了護壁泥膜或形成的泥皮黏附力差,導致孔壁穩定性差,在砂性土地層易于塌壁,在流塑犬黏土層則易于縮孔。

②泥漿稠度大,比重大,含砂率高,形成的泥皮囂量差,厚度大,大大降低樁的側摩阻力。

③稠漿在鋼筋籠上沉積黏附,導致鋼筋與砼握莛力降低,泥漿比重大,使得砼水下灌注阻力增大,年低砼的流動半徑。

因此,對泥漿質量管理決不是個小問題,應嚴格空制泥漿相對密度1.1以下,黏度16～22S,含砂率不大于8%,股體率大于90%。

(8)沉渣與沉淤。一般容易把沉渣與沉淤混為一炎,凡是孔底的沉積物統稱沉渣,實際上是有區別約。沉渣是鉆孔過程中鉆機切削和孔壁塌落的巖土,主要是砂、礫石和碎巖,而沉淤則是比重大、稠度大掏劣質泥漿。由于空孔時間過長沉淀而成的流塑狀昆合物,沉淤的厚度往往大于沉渣,沉渣與沉淤均在樁底形成軟弱隔層能導致端承力喪失殆盡。沉淤的隘制主要是提高泥漿質量和減少空孔時間,而對沉碴應按設計端承樁要求厚度不超過5cm。

(9)砼灌注。砼灌注是最后一道也是最關鍵的一道工序,首先必須嚴格按設計強度配制鹼,現場攪拌常見問題是:①砂石的含泥量偏大;②配料的計量不準確;③水泥保管不善受潮。

水下砼灌注因阻力大不易流暢灌入,隨著加大水灰比,增大坍落度便于灌注,結果砼的強度等級嚴重降低,要克服很大的灌入阻力保證樁身砼質量,必須有相當大的沖擊力,沖擊力越大,完成每一斗砼灌注的時間越短,樁身砼越均勻。鑒于此,現場采用了大體積砼沖擊灌注法:現場攪拌采用了臥式大斗,在地面裝滿料,再用吊車吊起與導管連接進行灌注。如樁的初斗砼灌注一樣,每一斗灌注都是1.5m3,出料一次連續沖擊下去,現場使用結果孔口返漿激如泉涌。此方法優點是:

(1)功能大,沖擊力強。在巨大沖力的作用下,砼的向上頂升力和側向擠壓力有了保證,樁的摩阻力和樁身砼密實性都得以提高。

(2)首斗砼灌沖力大,沉渣、沉淤被濺開,樁端與持力層能較好地結合,確保了端承力的發揮。

但用大體積砼沖擊灌入法應注意的問題:

(1)注意排氣技術,防止形成氣堵,使砼料灌不下去。

(2)砼和易性要好,如砼離析,則容易在料斗下部和出料口處形成堆積,導致出料困難,同時也容易堵塞導管。

(3)防止鋼筋籠“上竄”現象,本工程鋼筋籠未按有關端承樁通長配制鋼筋籠的要求設計,現場采用西48鋼管焊接于鋼軌進行鋼筋籠定位使用,效果良好。

4結語

商務綜合樓樁基礎經靜載、大小應變檢測,未出現不合格樁。由此可見,鉆孔灌注樁的質量控制主要依靠事前控制和事中控制,它的每一道工序都是隱蔽的,為下道工序所覆蓋。為此,鉆孔灌注樁的施工過程應全過程實施旁鉆、跟蹤、科學管理,方能確保樁基工程質量。