水下鉆孔灌注樁的施工技術及質(zhì)量控制

馮忠偉 楊世新

鋼筋混凝土灌注樁的水下施工,其技術性強、施工難度大,施工時要嚴格按照技術標準、施工規(guī)范進行施工,建立質(zhì)量管理體系,抓好施工過程中每一個環(huán)節(jié)的質(zhì)量,施工技術人員要隨時對鉆桿的垂直度、磨損度及成孔的深度、混凝土澆筑的深度進行測量、檢查核定,力爭將質(zhì)量隱患消除在成樁之前。因此,要求施工單位在施工前認真熟悉圖紙及施工技術規(guī)范、操作規(guī)程,核查勘探部門地質(zhì)報告和有關灌注樁施工方面的資料;在施工中對發(fā)生的一些質(zhì)量問題進行原因分析,并制定相應處理方案,做好施工記錄,以便有效地對樁基的質(zhì)量加以控制。

1 鉆孔的質(zhì)量控制

1.1 鉆孔的施工程序

鉆孔前應先確定場地標高,場地標高一般為承臺梁的上標高,并已經(jīng)過夯實或碾壓,首先要認真復核各樁位的軸線,并根據(jù)其軸線在樁的四周釘木橛,測出木橛標高便于施工控制;其次是根據(jù)樁的深度、孔徑選擇合適的鉆孔機械。鉆孔機械的安裝一定要平穩(wěn)、牢固且不得傾斜,樁位之間鉆孔順序按規(guī)定施工,并制定合理的施工工序。鉆機就位后開始鉆孔,當鉆孔深度達到5 m左右時,應埋設不小于1 m的護筒,避免孔口下坍。泥漿制備是鉆孔灌注樁的一項主要工序,泥漿制備的土質(zhì)要選用高塑性黏土或膨潤土。在成樁初始,灌注樁的孔是依靠泥漿來平衡孔壁土體的壓力,故旋挖取土成孔中,靜態(tài)泥漿作為成孔過程的穩(wěn)定液,主要作用是護壁、避免坍孔,因此,根據(jù)不同的土質(zhì),要控制好泥漿的密度,一般在1.1～1.5之間。

1.2 鉆孔的垂直度

確保鉆孔的垂直度是保證鋼筋混凝土水下灌注樁順利施工的一個重要條件,垂直度達不到要求,鋼筋籠和澆筑混凝土用的導管將無法順利沉放。保證垂直度的主要措施:首先必須保證架體安裝平穩(wěn),采取擴大架體的支承面來保證樁機穩(wěn)固,鉆機安裝就位后必須使架身垂直,發(fā)現(xiàn)其不垂直應及時采取措施進行調(diào)整,在成孔后鋼筋籠沉放之前一定要對孔徑、孔斜做超聲波測試。

1.3 鉆孔的位置、標高、深度

灌注樁鉆孔的護筒定位后,施工技術人員應及時復核護筒的位置,護筒埋設要正確和穩(wěn)定,護筒與孔壁之間要用黏土填實,護筒中心線與樁孔中心線的偏差不得大于50 mm。護筒位置埋設是否準確是保證成孔位置的首要條件,因此,要求施管人員一定嚴格把關,確保整個樁的孔體不發(fā)生位移,同時要認真檢查孔四周的回填土是否密實,以防在鉆孔過程中發(fā)生漏漿現(xiàn)象。鉆孔施工過程中自然地坪的標高會發(fā)生變化,為準確地控制好鉆孔的深度,鉆機就位后及時復核架體底梁的水平精度及樁具的總長度,做好施工記錄,便于鉆孔時根據(jù)鉆桿的留出長度來核對孔體的深度。

成孔起鉆后,施管人員應用專用測繩測量其孔深,如果測深與鉆桿的深度偏差較大不符合設計要求時,就要重新下鉆并進行清孔,直至孔體的深度及孔底沉渣厚度符合要求為止。

為有效防止坍孔、縮頸及樁孔偏斜等現(xiàn)象,除復核鉆具長度外,還應隨時檢查鉆桿在鉆孔過程中鉆進不同硬度的土質(zhì)層時,桿件是否發(fā)生彎曲、變形,如造成鉆桿不垂直,成孔后易發(fā)生偏斜、縮頸,起鉆時易發(fā)生坍孔;同時還應及時檢查架體的穩(wěn)定性,如果因鉆孔外力作用致使架體不穩(wěn)定,應及時采取措施進行加固,鉆機鉆進速度要勻速,提鉆速度也要勻速平穩(wěn),并經(jīng)常復核鉆頭的直徑,發(fā)現(xiàn)其磨損過大(超過10 mm)應及時更換鉆頭。

1.4 鋼筋籠制作和吊放

鋼筋籠制作前首先要檢驗其鋼材的質(zhì)量是否合格,鋼筋的直徑、級別、規(guī)格、下料長度等是否符合設計要求及施工規(guī)范要求,檢查合格后再進行制作。鋼筋籠制作的要點是鋼筋籠吊環(huán)焊接的質(zhì)量及焊接長度和位置,位置準確、長度合適的吊環(huán)能夠使鋼筋籠準確地吊放在設計標高上,鋼筋籠吊放是臨時固定在鉆機底梁上的,因此需要根據(jù)底梁的標高逐根復核吊環(huán)長度、位置,使鋼筋籠的埋入標高滿足設計要求。鋼筋籠制作、吊放過程中,要防止籠體變形,逐節(jié)驗收鋼筋籠能否順利下放,沉放時不能碰撞孔壁,當鋼筋籠吊放受阻時,不得施加外力強行沉放,否則會造成坍孔及鋼筋籠變形等現(xiàn)象,應究其原因,如因鋼筋籠吊偏、籠體不垂直、吊放受阻應重新垂直吊放,如果是鉆孔偏斜而造成的受阻則應進行復鉆糾偏,并復核鉆孔垂直度后重新沉放,待鋼筋籠沉放完畢,及時定位加固,防止籠體上浮。

1.5 泥漿的制備及二次清孔

泥漿制備時,要選擇高塑性黏土或膨潤土土質(zhì),在施工中必須嚴格控制土質(zhì)的粘度、含砂率(＞6%)、膠體率(≥90%)等指標,同時把握好拌制泥漿的配合比,拌制泥漿必須利用鉆孔機械施工時穿插進行,并隨時注意檢查泥漿的密度是否達到規(guī)范要求。

鉆孔灌注樁清孔的原理是利用泥漿在流動時所具有的動能沖擊樁孔底部的沉渣,使沉渣的巖粒、砂粒處于懸浮狀態(tài),再利用泥漿膠體的粘結力使處于懸浮的沉渣隨著泥漿的循環(huán)流動被逐步帶出樁孔,最終使樁孔內(nèi)沉渣厚度達到要求。鉆孔灌注樁的第一次清孔是待孔體達到設計要求時利用鉆桿轉動并在孔內(nèi)注水原位進行清孔,當孔口的泛漿比重達標并測得孔底沉渣厚度小于50 mm時第一次清孔完成,清孔完成后應及時吊放鋼筋籠和沉放混凝土導管,導管的連接方式宜采用法蘭盤連接并加密封膠圈,在沉放前一定要檢查其連接是否牢固、密實,確保在混凝土澆筑過程中不漏氣、不漏漿。在吊放鋼筋籠過程中,使處于懸浮狀態(tài)的遺留沉渣再次沉到孔底,致使沉渣過厚不能被混凝土的沖擊力翻起而成為永久性沉渣,影響樁基工程質(zhì)量,故在混凝土澆筑前,必須利用混凝土導管注水進行第二次清孔,當孔口比重及沉渣厚度符合要求后,應立即進行混凝土的澆筑工作。

2 混凝土澆筑的質(zhì)量控制

1)鉆孔灌注樁混凝土澆筑的質(zhì)量控制,首先要把握好原材料的進場檢查,認真核查原材料的質(zhì)量保證資料是否與實物相符,并對其進行試驗取樣,不合格的材料嚴禁使用。2)嚴格按試驗室的混凝土配比并經(jīng)技術負責人調(diào)整為現(xiàn)場施工配合比進行施工,因為灌注樁的混凝土澆筑主要是利用導管在水下進行施工的,混凝土易發(fā)生離析現(xiàn)象,良好的配合比可減少混凝土的離析程度,所以,要求施工技術人員認真核查配合比的準確性,并校驗計量的準確性,加強計量和測試的管理,確保配合比正確無誤,并做好施工原始記錄及混凝土的取樣工作。3)鉆孔灌注樁的混凝土澆筑能否順利施工關鍵是看首批混凝土能否成功澆筑。首批混凝土澆筑量是按灌注樁操作規(guī)程計算得出,必須確保首批混凝土埋入導管的深度不小于800 mm。為有效防止斷樁、夾層及導管拔不出的現(xiàn)象發(fā)生,混凝土的坍落度一般控制在180 mm～200 mm為宜,同時施工人員應隨時測量混凝土面上升的標高和混凝土導管埋入的深度;澆筑過程中導管在混凝土內(nèi)的埋深一般在2 m～4 m,不宜大于5 m和小于1 m,當導管埋深大于5 m時,應及時提升和拆除導管,嚴禁將導管底端提出混凝土面,抽動導管使混凝土面上升的力度適中,不得大幅度抽拔導管造成混凝土體沖刷孔壁而導致孔壁下墜或坍落,從而使樁體出現(xiàn)夾層的質(zhì)量隱患,尤其是在砂層厚的部位施工更應引起重視。同時強調(diào)混凝土澆筑必須連續(xù)進行,中途不得停歇,混凝土澆筑完畢,待達到一定強度后,一定要按照規(guī)范要求剔鑿樁頭至設計標高,確保整個樁體混凝土強度符合設計要求。

3 結語

鉆孔水下灌注樁的施工屬于建筑行業(yè)一個特殊的施工工藝,施工難度大,技術性強,整個施工過程又屬隱蔽工程,施工中影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多,要保證灌注樁的施工質(zhì)量,最重要的一點就是在施工中對發(fā)現(xiàn)的問題及時進行分析,有效針對不同的情況,因地制宜制定相應的措施,以確保施工中每一個環(huán)節(jié)的順利進行,避免施工質(zhì)量事故的發(fā)生。

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