鉆孔灌注樁施工技術(shù)的質(zhì)量控制

□文/劉革起 張慧君

工程概況

天津地方鐵路萬(wàn)家碼頭至津板橋增二線改造（大港城區(qū)鐵路遷移還建）工程中的跨津港公路特大橋全長(zhǎng)5 866.9 m，萬(wàn)家碼頭方向臺(tái)尾里程為DK39+586.50，津板橋方向臺(tái)尾里程為45+453.40，全橋181孔，共182個(gè)橋墩臺(tái)?；A(chǔ)全部采用鉆孔灌注樁，直徑為1.0 m和1.25 m，全橋鉆孔樁 1 798根，共計(jì)82 861延米。

橋址區(qū)地層為坑塘和河溝，以第I海相層地層為主廣泛分布的淤泥及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，強(qiáng)度低、壓縮性高，為中～高壓縮性土。

施工工藝

鉆孔灌注樁施工工藝流程見圖1。

圖1 鉆孔灌注樁施工工藝流程

過程控制要點(diǎn)

鉆機(jī)就位

鉆機(jī)就位時(shí)用方木墊平；鉆頭對(duì)位準(zhǔn)確；用吊錐控制鉆桿垂直度。

泥漿制備

泥漿是關(guān)系到成孔質(zhì)量與鉆進(jìn)速度的關(guān)鍵，合理選擇泥漿指數(shù)是安全、高速成孔的保證。鉆孔用泥漿密度為1.1～1.3 kg/m3；及時(shí)觀察泥漿性能及化驗(yàn)?zāi)酀{渣樣，做好詳細(xì)記錄并對(duì)照鉆孔深度核對(duì)地質(zhì)剖面圖，準(zhǔn)確判斷地層。

埋設(shè)護(hù)筒

孔口護(hù)筒采用6～8mm厚鋼板制作，內(nèi)徑比樁徑大200mm，護(hù)筒長(zhǎng)度根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際的地質(zhì)條件確定，一般按2.0～4.0 m埋設(shè)?？卓谧o(hù)筒采用人工開挖埋設(shè)，護(hù)筒底部與土層相接處用粘土夯實(shí)，護(hù)筒外面與原土之間用粘土填滿、夯實(shí)，嚴(yán)防地表水從該處滲入。頂部高出地下水位1.0 m。

成孔

采取隔孔施工程序。在成孔和孔內(nèi)灌注混凝土成樁過程中，孔（樁）均要承受周圍土體對(duì)孔（樁）產(chǎn)生的側(cè)壓力以及相鄰孔位施工時(shí)引起的土層振動(dòng)影響，所以采取隔孔施工，既能保證下一個(gè)樁孔的施工不影響上一個(gè)樁孔，又使鉆機(jī)的移動(dòng)距離不要過遠(yuǎn)和相互干擾。在依靠泥漿平衡成孔階段和混凝土成樁初期強(qiáng)度較低時(shí)，防止出現(xiàn)成孔過程中坍孔和樁體縮徑。

開始鉆孔時(shí)，稍提鉆桿，在護(hù)筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)造漿，開動(dòng)泥漿泵進(jìn)行循環(huán)，待泥漿均勻后以低檔慢速開始鉆進(jìn)。待泥漿性能達(dá)到一定要求后，按正常速度鉆進(jìn)。

將主吊鉤稍提取一些，使孔底承受的鉆壓不超出鉆錐重量和壓重塊重量之和扣除浮力后的80%。這樣可使鉆桿不受壓力，而且還受一部分拉力，在整個(gè)鉆進(jìn)過程中因受拉而維持垂直狀態(tài)，使鉆錐回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，避免或減少斜孔、彎孔和擴(kuò)孔現(xiàn)象。

在鉆進(jìn)過程中，孔內(nèi)保持泥漿稠度適當(dāng)、水位穩(wěn)定，以維持孔內(nèi)水頭差，防止坍孔。對(duì)鉆渣作取樣分析，核對(duì)設(shè)計(jì)地質(zhì)資料，根據(jù)地層變化情況，適當(dāng)調(diào)整泥漿稠度，減慢鉆進(jìn)速度，上下掃孔鉆進(jìn)。

鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度后，及時(shí)對(duì)孔深、孔位、孔形、孔徑等進(jìn)行檢查。在終孔檢查完全符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，立即進(jìn)行孔底清理，避免時(shí)隔過長(zhǎng)以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。

第1次清孔

清孔后泥漿應(yīng)符合下列規(guī)定：泥漿相對(duì)密度＜1.1～1.20，含砂率＜2%，粘度 17～20 Pa·s，膠體率＞98%；灌注混凝土前，孔底沉渣厚度≤300mm。

鋼筋籠吊裝

鋼筋籠加工成型并經(jīng)檢查合格后才能運(yùn)至待鉆樁位處，無(wú)鋼筋籠不得開鉆。鋼筋籠應(yīng)用墊木墊起，避免污染。吊裝運(yùn)輸過程中，利用汽車吊起吊、就位，鋼筋骨架的標(biāo)高應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

導(dǎo)管安裝

導(dǎo)管必須進(jìn)行試拼裝，做打壓試驗(yàn)。接頭處橡膠圈應(yīng)定期更換。為使隔水栓能順利排出，導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為300～500mm。

第2次清孔

利用導(dǎo)管進(jìn)行第2次清孔。清孔的方法是在導(dǎo)管頂部安裝一個(gè)彎頭和皮籠，用泵將泥漿壓入導(dǎo)管內(nèi)，再?gòu)目椎籽刂鴮?dǎo)管外置換沉渣。清孔標(biāo)準(zhǔn)是孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求，排出泥漿含砂率與換入泥漿含砂率接近。

灌注水下混凝土

嚴(yán)格控制混凝土配合比。施工前對(duì)工程所處位置的地下水、地表水進(jìn)行化驗(yàn)，為混凝土配合比的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

28 d混凝土試件強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的1.15倍。初凝時(shí)間不少于2.5 h；粗骨料采用碎石，粒徑為1.5～40mm，最大粒徑不得超過導(dǎo)管直徑的1/6～1/8或鋼筋間距的1/4；砂用級(jí)配良好的中砂，混凝土含砂率0.4～0.5；混凝土攪拌用飲用水，坍落度180～220mm，水灰比不超過0.4，水泥用量≮350 kg/m3；當(dāng)摻用外加劑、摻和料時(shí)，水泥用量可減少，但不得＜300 kg/m3。

在整個(gè)澆注過程中，導(dǎo)管在混凝土埋深以2～6 m為宜，不能超過8 m。由專人測(cè)量導(dǎo)管埋置深度及管內(nèi)外混凝土面的高差，及時(shí)填寫水下混凝土澆注記錄。導(dǎo)管提升保持軸線豎直和位置居中，逐步提升，拆除導(dǎo)管動(dòng)作要快，一般不超過15 min。

灌注時(shí)水下混凝土的澆注面按高出樁頂設(shè)計(jì)高程的100 cm控制，以保證樁頂混凝土的強(qiáng)度質(zhì)量。為防止浮籠，當(dāng)導(dǎo)管底口低于鋼筋籠3 m至高于籠底1 m之間且混凝土面在鋼筋籠底上下1 m之間時(shí)，應(yīng)放慢混凝土灌注速度。

質(zhì)量檢測(cè)

每根樁做混凝土試件2組；鉆孔樁鉆孔、鉆孔樁鋼筋骨架允許偏差和檢驗(yàn)方法應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。樁身混凝土無(wú)損檢測(cè)方法符合TB10218-2008《鐵路工程樁基無(wú)損檢測(cè)規(guī)程》。

通過低應(yīng)變和透射聲波法檢測(cè)，工程混凝土鉆孔樁施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

結(jié)語(yǔ)

鉆孔灌注樁施工是隱蔽工程，其施工過程無(wú)法直接觀察，成樁后也不能進(jìn)行開挖驗(yàn)收。施工中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將直接影響到整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度，甚至給投資者造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。因此，在施工中要做到以下幾點(diǎn)：

（1）落實(shí)崗位責(zé)任制，嚴(yán)格工序檢驗(yàn)制度；

（2）嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)、施工規(guī)范和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，做好施工技術(shù)交底工作，明確工序控制參數(shù)；

（3）對(duì)灌注樁施工過程中可能發(fā)生的問題進(jìn)行分析，制訂預(yù)防措施；

（4）施工過程中，要統(tǒng)籌安排，積極做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作以保證施工的順暢。

［1］江正榮.建筑地基與基礎(chǔ)施工手冊(cè)（第二版）［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

［2］天津市市政工程局.道路橋梁工程施工手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.