泥漿護壁鉆孔灌注樁施工工藝和質(zhì)量控制

周峰 王芳

鉆孔灌注樁是采用不同的鉆孔方法,在地層中按要求形成一定形狀的井孔,達到設(shè)計標高后,將鋼筋骨架吊入井孔中,再灌注混凝土成為樁基礎(chǔ)的一種工藝。目前,在國內(nèi)基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中,鉆孔灌注樁基礎(chǔ)已占據(jù)了重要地位,廣泛應(yīng)用于房屋建筑、水工建筑和橋墩基礎(chǔ)的施工,并向大直徑、多樣化方向發(fā)展。但在施工時,如果對混凝土鉆孔灌注樁施工質(zhì)量不做嚴格控制,就容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷,據(jù)統(tǒng)計,國內(nèi)灌注樁施工中樁身出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的概率達20%[1]。本文針對信陽市河區(qū)兩個小高層泥漿護壁鉆孔灌注樁施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題進行分析,找出造成質(zhì)量問題的原因,并提出如何采取防治措施[2,3]。

1 淺談泥漿護壁鉆孔灌注樁的施工工藝

1)成孔工藝流程。樁孔確定→護筒埋置→鉆孔機就位與安裝→泥漿配制方法及成孔泥漿性能控制→鉆孔→檢查質(zhì)量→孔底清理→孔口蓋板→移鉆孔機。

2)澆筑混凝土工藝流程。移蓋板測孔深、垂直度→鋼筋籠制作與吊放→導(dǎo)管連接與下放→混凝土配制與攪拌→澆筑混凝土(隨澆隨振)→插樁頂鋼筋。

3)樁孔確定方法。采用經(jīng)緯儀和鋼卷尺進行精確定位,樁機在施工過程中有可能碰撞樁位,使樁位發(fā)生錯動,因此鉆機在鉆孔前技術(shù)人員應(yīng)重新校對孔位,以確保樁位的準確性。

4)護筒的埋置。護筒內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭100 mm;護筒位置應(yīng)埋設(shè)正確和穩(wěn)定,套管與孔壁之間應(yīng)用黏土填實,套管中心與樁孔中心線偏差不大于50 mm;套管埋設(shè)深度:在黏性土中不宜小于1 m,在砂土中不宜小于1.5 m,并應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿面高出地下水位1 m以上。

5)鉆機就位與安裝。鉆孔機就位時,必須保持平穩(wěn),不發(fā)生傾斜、位移,為準確控制鉆孔深度,應(yīng)在機架上或機管上作出控制的標尺,以便在施工中進行觀測、記錄。

6)泥漿配制。要控制泥漿比重,并使泥漿循環(huán)利用。在砂土和較厚的夾砂層中成孔時,泥漿相對密度應(yīng)控制在1.1～1.3;在穿過砂夾卵石層或容易坍孔的土層中成孔時,泥漿的相對密度應(yīng)控制在1.3～1.5。

7)鉆孔。鉆進速度,應(yīng)根據(jù)土層情況、孔徑、孔深、供水或供漿量的大小、鉆機負荷以及成孔質(zhì)量等具體情況確定。鉆孔時不要讓泥漿水位下降,當鉆至持力層后,設(shè)計無特殊要求時,可繼續(xù)鉆深1 m左右,作為插入深度(也即保證入巖深度至少1 m)。施工中應(yīng)經(jīng)常測定泥漿相對密度。

8)孔底清理。清孔過程中,必須及時補給足夠的泥漿,并保持漿面穩(wěn)定,成孔后必須保證0.5 h沖孔時間,以確保沖孔干凈、無淤泥雜質(zhì)。

9)檢查質(zhì)量。確保樁徑滿足設(shè)計要求,入巖深度至少達到1 m,實際孔深有效樁長滿足設(shè)計要求,保證沖孔干凈。

10)鋼筋籠制作與吊放。鋼筋籠的長度達到設(shè)計要求、箍筋間距滿足設(shè)計要求、鋼筋焊接嚴格按照規(guī)范要求保證不脫焊;鋼筋籠吊放前應(yīng)綁好砂漿墊塊,吊放時要對準孔位,吊直扶穩(wěn),緩慢下沉,鋼筋籠放到設(shè)計位置時,應(yīng)立即固定,防止上浮;樁頂上的插筋一定要保持垂直插入,有足夠錨固長度和保護層,防止插偏和插斜。

11)導(dǎo)管連接與下放。導(dǎo)管按先長后短,分節(jié)組裝(導(dǎo)管底部距孔底30 cm～50 cm)。

12)混凝土的配制與攪拌。每批材料必須有出廠合格證和抽檢試驗報告,砂采用中砂或粗砂,含泥量不大于5%;石子采用粒徑為0.5 cm～3.2 cm的卵石或碎石,含泥量不大于2%;水泥宜采用325號～425號普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥。混凝土嚴格按照實驗室配合比進行配制,每盤攪拌時間不少于2 min,首次混凝土灌入量要保證導(dǎo)管埋入混凝土內(nèi)0.8 m～1.2 m,隨混凝土的灌注要及時提升和拆卸導(dǎo)管,保證導(dǎo)管埋入混凝土深度2 m～3 m,但不得大于 6 m。

2 如何控制鉆孔的質(zhì)量要求

1)確保樁孔垂直度、樁徑。鉆機就位時,現(xiàn)場技術(shù)人員應(yīng)用水平尺測量,保證鉆機安裝時水平,不發(fā)生偏移傾斜,使樁孔垂直度偏差不大于1%。鉆機開鉆前用鋼卷尺量測樁徑,使樁徑允許偏差在-0.1d且不大于-50 mm。

2)確定鉆孔深度。通過測量鉆桿長度來控制鉆孔深度,鉆孔深度=各鉆桿長度+主鉆桿長度-余尺-地面距鉆盤的距離。

3)確定鉆孔達到入巖深度。入巖三看:a.看是否達到等高線標高,根據(jù)地質(zhì)勘察報告資料,繪制中風(fēng)化基巖持力層頂板標高等值線,施工中鉆孔深度要達到等高線附近方可進行辨別;b.看鉆進情況,根據(jù)現(xiàn)場觀察,入巖后往往鉆進較平穩(wěn),不會出現(xiàn)跳鉆別鉆現(xiàn)象,鉆進速率在強風(fēng)化層中一般為20 cm/h～50 cm/h,在中風(fēng)化中砂巖中小于20 cm/h,鉆進速率一般與樁機型號、鉆頭種類及鉆機磨損程度有關(guān);c.看鉆進返渣,強風(fēng)化層巖樣一般棱角不明顯,多為次棱及圓棱,粒徑一般為5 cm～12 cm,硬度較低,礦物風(fēng)化蝕變較強,多見石英及長石顆粒;中風(fēng)化層巖樣多為棱角形及刀刃形,粒徑3 cm～8 cm,硬度較高,礦物較新鮮,碎石層巖樣一般成分較雜。

4)清孔控制。觀察清孔過程中,必須及時補給足夠的泥漿,并保持漿面穩(wěn)定;觀察成孔后鉆機不鉆進在原位進行空轉(zhuǎn)清孔,鋼筋籠吊裝完畢后,安置導(dǎo)管或氣泵管二次清孔,保證清孔干凈。

5)鋼筋籠的控制。觀察鋼筋表面是否光滑,不粗糙,無毛刺,是否銹蝕;用鋼卷尺測量控制鋼筋箍筋間距及錨固長度是否滿足設(shè)計要求;用鋼筋棍敲打焊接好的鋼筋籠,以保證焊接牢固;觀察鋼筋籠的焊接是否滿足要求(梅花形焊、焊縫寬、焊縫厚、是否焊透)。

3 根據(jù)信陽市紅盾小區(qū)樁基工程實例淺談泥漿護壁鉆孔灌注樁

信陽市紅盾小區(qū)1號樓,2號樓位于羊山大道與312國道交叉口東南角,兩個工程均采用框架剪力墻結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)采用泥漿護壁鉆孔灌注樁。兩工程土質(zhì)分層大致相同,但由于1號樓地勢起伏不大,因此在鉆孔過程中較容易鉆進,而且以一根樁為圓心的周圍其他樁達到入巖深度1 m之后,樁成孔深度不會發(fā)生太大變化,因此樁孔實際孔深較易控制。如:樁徑均為600 mm,有效樁長14.00 m,鋼筋籠長為有效樁徑的 2/3(其中預(yù)留筋長 600 mm),主筋 8φ 16,加強筋 φ 10@2 000,螺 旋筋 φ 6.5@150,上部筋2.00 m φ 6.5@100,然而在施工過程中要特別加強沖孔時間,以保證成孔干凈。

2號樓起伏較大,即使相鄰的兩根樁成樁,實際孔深也會發(fā)生明顯變化,根據(jù)記錄:2-210,鉆成實際孔深19.05 m,有效樁長14.27 m,鋼筋籠長度 10.2 m;2-221鉆成實際孔深14.97 m,有效樁長10.19 m,鋼筋籠長6.6 m。因此,為了確保工程質(zhì)量,設(shè)計圖紙和會審紀要中明確指出:此施工過程中的所有樁,必須達到入巖深度1 m,同時滿足有效樁長最小為9 m,鋼筋籠長仍為有效樁長的 2/3,樁徑 600 mm,主筋 8φ 16,加強筋 φ 10@2 000,箍筋加密區(qū)φ 6.5@100,非加密區(qū)φ 6.5@150,但由于有效樁長的不同,造成鋼筋籠的長短不一(6.6 m,9 m,10 m等),這造成鋼筋加工的難度,影響鋼筋焊接質(zhì)量控制。

在灌注樁的施工過程中,我們經(jīng)常遇到以下情況,當鉆機鉆到勘察報告推算出的深度時,根據(jù)現(xiàn)場鉆機情況(從鉆孔速度、返漿顏色、返漿顆粒大小)推知其并未達到中風(fēng)化泥漿中砂巖,而且未滿足入巖1 m的要求,原因是:根據(jù)勘察資料繪制中風(fēng)化基巖持力層板標高等值線,由于等高線是根據(jù)鉆孔資料推測繪制而成,當中風(fēng)化巖面起伏較大時,可能相差很大,在施工過程中我們要根據(jù)現(xiàn)場情況具體問題具體分析,保證入巖深度,并采用雙控施工方法。所謂“雙控”即樁長和樁壓力必須同時滿足要求。

[1] 劉建萍,陳 偉.鉆孔灌注樁在施工中的質(zhì)量控制[J].山西建筑,2006,32(19):111-112.

[2] 張旭峰.灌注樁后壓漿施工中應(yīng)注意的事項[J].山西建筑,2006,32(4):127-128.

[3] 王建新.鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量控制[J].山西建筑,2008,34(11):161-162.

[4] 肖 眾.鉆孔灌注樁的施工技術(shù)及質(zhì)量控制研究[J].山西建筑,2008,34(35):233-234.

[5] 刁鋒平.鉆孔灌注樁施工過程的異?，F(xiàn)象及防治措施[J].山西建筑,2009,35(6):154-155.