淺議沖擊鉆孔灌注樁質(zhì)量控制

匡小慧

中鐵十五局集團(tuán)有限公司，河南 洛陽(yáng) 471013

隨著科技的發(fā)展，樁基施工質(zhì)量要求越來(lái)越高，樁基檢測(cè)手段也越來(lái)越先進(jìn)，為保證樁基質(zhì)量，施工中應(yīng)加強(qiáng)各工序質(zhì)量控制并對(duì)質(zhì)量通病進(jìn)行預(yù)防與處理。河南平臨高速公路有鉆孔樁近千根，由于數(shù)量多，工程量大，業(yè)主和施工隊(duì)伍都很重視鉆孔樁施工，該項(xiàng)目主要采用沖擊鉆成孔，下面主要從鉆孔、泥漿性能、鋼筋加工、砼灌注、常見(jiàn)質(zhì)量通病的預(yù)防和處理等幾個(gè)主要方面介紹。

1 鉆孔

1.1 測(cè)量放樣

開(kāi)鉆前進(jìn)行樁位精確放樣，并設(shè)十字交叉護(hù)樁，護(hù)樁要穩(wěn)固，不得移位和丟失，直至成孔。成孔后要在下鋼筋籠時(shí)及時(shí)復(fù)核。

1.2 固定鉆機(jī)

鉆機(jī)底架應(yīng)墊平穩(wěn)，鉆機(jī)兩端應(yīng)用纜風(fēng)繩對(duì)稱(chēng)拴牢、拉緊，確保防沖孔過(guò)程中不發(fā)生偏移和沉陷。

鉆機(jī)就位后，調(diào)平機(jī)座，認(rèn)真量測(cè)檢查鉆頭中心與護(hù)筒中心是否在一條鉛垂線(xiàn)上，與孔位中心的偏差是否在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。

1.3 鉆孔

1）開(kāi)鉆前在護(hù)筒內(nèi)多加一些粘土，若土質(zhì)疏松，則混雜一定數(shù)量的小片石，借鉆頭沖擊力把泥膏、石塊擠向孔壁（沖擊鉆），以加固孔壁。

把鉆頭吊起徐徐放入護(hù)筒內(nèi)，對(duì)正樁位，啟動(dòng)泥漿泵和轉(zhuǎn)盤(pán)，等泥漿輸?shù)娇變?nèi)一定數(shù)量后，方可開(kāi)始鉆孔。具有導(dǎo)向裝置的鉆機(jī)開(kāi)鉆時(shí)，應(yīng)慢速推進(jìn)，待導(dǎo)向部位全部鉆進(jìn)土層后，方可全速鉆進(jìn)。鉆進(jìn)中經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)盤(pán)，如有傾斜或位移，及時(shí)調(diào)整糾正。經(jīng)常對(duì)泥漿質(zhì)量進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定，及時(shí)調(diào)整，確保護(hù)壁良好，鉆進(jìn)順利；

2）鉆孔須連續(xù)進(jìn)行，不得間斷，視土質(zhì)及鉆進(jìn)部位調(diào)整鉆進(jìn)速度，不得過(guò)猛或驟然變速，以免碰撞孔壁或護(hù)筒，或因提速過(guò)快而造成負(fù)壓引起坍孔。開(kāi)始鉆進(jìn)及護(hù)筒刃腳部位或砂層、卵礫石層中時(shí)，應(yīng)低檔慢速鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過(guò)程中，要確保泥漿水頭高度高出孔外水位0.5m以上，泥漿如有損失、漏失，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充，并采取堵漏措施。鉆進(jìn)過(guò)程中，每進(jìn)2m～3m應(yīng)檢查孔徑、豎直度，在泥漿池?fù)迫°@渣，以便和設(shè)計(jì)地質(zhì)資料核對(duì)；

3）鉆進(jìn)過(guò)程中，必須勤松繩，防止打空錘，要使鉆頭沖擊新鮮地層。

1.4 泥漿制作

鉆孔灌注樁在鉆孔過(guò)程中需要用泥漿護(hù)壁。理論研究以及工程實(shí)踐均表明護(hù)壁泥漿質(zhì)量的好壞將直接影響到樁端沉渣厚度和樁側(cè)泥皮厚度，可能造成坍孔事故并造成樁基夾泥，進(jìn)而影響樁基質(zhì)量。本工程因無(wú)特殊要求，故采用普通泥漿。

1）對(duì)樁身自身強(qiáng)度的影響機(jī)理

在砼灌注階段，性能不好的泥漿的液柱靜切力對(duì)砼面上升起阻礙作用，容易造成混漿，即樁身砼中夾雜泥漿，從而影響樁身砼強(qiáng)度，甚至造成斷樁。

2）泥漿的性能指標(biāo)

鉆孔樁泥漿的主要性能有泥漿密度、黏度、靜切力、含砂率、膠體率、失水率、酸堿度等。每一個(gè)性能指標(biāo)的變化都直接影響到機(jī)械鉆速、孔壁穩(wěn)定、孔內(nèi)凈化、鉆頭壽命和預(yù)防孔內(nèi)事故等一系列的成孔工藝問(wèn)題，直接影響孔深、孔徑、垂直度、泥皮厚度和孔底沉渣厚度等，特別對(duì)超長(zhǎng)大直徑鉆孔樁影響更顯著。在泥漿性能指標(biāo)中最主要的是密度指標(biāo)。泥漿密度的大小決定于泥漿中固相物質(zhì)的含量和固相的密度。如果泥漿密度過(guò)小，泥漿護(hù)壁就容易失去阻擋孔壁土體坍塌的作用，造成坍孔。如果泥漿密度過(guò)大，雖能維持鉆孔和地層間壓力的平衡，維護(hù)孔壁的穩(wěn)定，加大懸浮鉆碴的能力，但同時(shí)也會(huì)造成泥漿中無(wú)用固相含量較多，附著在孔壁的泥皮過(guò)厚，造成清孔困難，甚至還會(huì)使泥漿泵產(chǎn)生堵塞，使砼的置換產(chǎn)生困難。同時(shí)，泥漿中無(wú)用固相含量過(guò)高時(shí)，使得巖屑顆粒重復(fù)破碎，導(dǎo)致設(shè)備磨損過(guò)大和工效降低。

本工程的地質(zhì)情況見(jiàn)表1。

表1 土層分布表

本工程泥漿性能指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 泥漿性能指標(biāo)

2 鋼筋籠制作及吊裝

1）鋼筋籠骨架分段焊接，長(zhǎng)度由起吊設(shè)備的高度控制，鋼筋籠的接長(zhǎng)，采用搭接焊。為保證焊接時(shí)的搭接長(zhǎng)度和質(zhì)量，在加工鋼筋籠時(shí)，對(duì)鋼筋籠節(jié)間搭接的鋼筋長(zhǎng)度作調(diào)整，確保搭接長(zhǎng)度不小于10倍的鋼筋直徑或設(shè)計(jì)值；

2）清孔完畢，吊裝鋼筋籠。下鋼筋籠前恢復(fù)中線(xiàn)，嚴(yán)格對(duì)中，鋼筋籠標(biāo)高偏差不得大于±5cm；

3）鉆孔樁聲測(cè)管在吊放鋼筋籠的同時(shí)進(jìn)行安裝，按設(shè)計(jì)位置用鐵絲綁扎固定在鋼筋籠上。聲測(cè)管間距要均勻，以免影響聲測(cè)結(jié)果。鋼筋籠四周設(shè)置砼墊塊保證鋼筋籠外側(cè)保護(hù)層厚度均勻；

4）鋼筋籠吊裝完成后，調(diào)節(jié)鋼筋籠的上下位置，將吊筋固定在鉆機(jī)架或特設(shè)固定架上，防止砼灌注時(shí)，鋼筋籠上浮或下沉。

3 水下灌注砼

灌注水下砼，是保證鉆孔樁質(zhì)量的關(guān)鍵工序和最后環(huán)節(jié)。

1）嚴(yán)格控制砼的拌制質(zhì)量，嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的配合比進(jìn)行拌合，拌合時(shí)嚴(yán)格控制材料計(jì)量、拌合時(shí)間、準(zhǔn)確的砼水灰比、和易性和坍落度，使坍落度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求在18cm～22cm范圍內(nèi)。首盤(pán)砼灌注時(shí)，計(jì)算好首批砼數(shù)量，配置相應(yīng)體積的漏斗，保證將導(dǎo)管埋深大于1m。

2）采用大內(nèi)徑導(dǎo)管一般為35cm，導(dǎo)管使用前要進(jìn)行閉水試驗(yàn)（水密、承壓、接頭抗拉），進(jìn)行水密試驗(yàn)的水壓不應(yīng)小于孔內(nèi)水深1.3倍的壓力，也不應(yīng)小于導(dǎo)管壁和焊縫可能承受灌注砼時(shí)最大內(nèi)壓力P的1.3倍，P可按下式計(jì)算：

式中：P——導(dǎo)管可能受到的最大內(nèi)壓力（kPa）；

γc——砼拌和物的重度（取24KN/m3）；

hc——導(dǎo)管內(nèi)砼柱最大高度（m），以導(dǎo)管全長(zhǎng)或預(yù)計(jì)的最大高度計(jì)；

γw——井孔內(nèi)水或泥漿的重度（KN/m3）；

Hw——井孔內(nèi)水或泥漿的深度（m）。

灌注之前，要檢測(cè)導(dǎo)管內(nèi)水頭和孔內(nèi)水頭差，如導(dǎo)管內(nèi)水頭高于孔內(nèi)水頭，則說(shuō)導(dǎo)管漏氣產(chǎn)生了毛細(xì)現(xiàn)象。導(dǎo)管應(yīng)居中穩(wěn)步沉放，嚴(yán)禁碰觸到鋼筋籠，以免導(dǎo)管在提升中掛鋼筋籠，導(dǎo)管可吊掛在鉆機(jī)頂部滑輪上或用卡具吊在孔口上，導(dǎo)管底部距孔底的距離應(yīng)符合規(guī)范要求，一般為0.4m。澆注過(guò)程中導(dǎo)管內(nèi)應(yīng)始終充滿(mǎn)砼，且有專(zhuān)人測(cè)量孔深，提供導(dǎo)管埋置深度和提升、拆除導(dǎo)管節(jié)數(shù)的可靠依據(jù)，導(dǎo)管埋深一般在2m～6m之間，孔內(nèi)砼接近樁頂時(shí)，由于砼超壓高度減少，導(dǎo)管埋置深度也相應(yīng)減少，但一般不應(yīng)小于2m；

3）灌注過(guò)程中保持孔內(nèi)水頭高度，防止坍孔；

4）砼灌注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不能間斷。嚴(yán)禁導(dǎo)管提出砼面，在計(jì)算了已灌砼量及量測(cè)了孔中砼面深度后，才可緩緩平穩(wěn)提升，出現(xiàn)特殊情況必須中斷時(shí)，在此期間要不時(shí)上下抖動(dòng)導(dǎo)管。

4 常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題預(yù)防及處理

4.1 堵管預(yù)防及處理

導(dǎo)管在安裝時(shí)應(yīng)確保每個(gè)接頭嚴(yán)密，使用前進(jìn)行氣密試驗(yàn)，密封圈應(yīng)堅(jiān)持一次一換，嚴(yán)格控制首批砼灌注時(shí)導(dǎo)管懸空在40cm左右。在灌注過(guò)程中應(yīng)采取控制砼輸送車(chē)下料時(shí)間措施，保證砼灌注不出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間間斷，并通過(guò)上下抖動(dòng)導(dǎo)管方式降低堵管發(fā)生可能。灌注時(shí)如出現(xiàn)砼堵塞現(xiàn)象時(shí)，上下抖動(dòng)導(dǎo)管幅度不宜過(guò)大，以防止導(dǎo)管下部砼和導(dǎo)管內(nèi)部砼被振搗密實(shí)及離析現(xiàn)象，造成再次堵塞導(dǎo)管。

如堵管時(shí)間不長(zhǎng)，可采取二次灌注。即將整根導(dǎo)管全部提升拔出，立即將導(dǎo)管內(nèi)砼清除，然后將導(dǎo)管底用塑料薄膜扎封，將整根導(dǎo)管迅速下落，檢測(cè)導(dǎo)管下落入堵管前砼面內(nèi)的深度，如深度在1m以上，即可進(jìn)行二次灌注。

4.2 導(dǎo)管掛籠預(yù)防及處理

下籠前對(duì)加工成型鋼筋籠進(jìn)行檢查，對(duì)突起鋼筋、鐵絲進(jìn)行認(rèn)真清理。導(dǎo)管上下移動(dòng)采用限位板保證導(dǎo)管始終在鋼筋籠中心。

出現(xiàn)掛籠后立即停止砼灌注，可采用一臺(tái)挖掘機(jī)下壓導(dǎo)管30cm左右，立即采用大噸位吊車(chē)（視情況而定）迅速上提導(dǎo)管，但要保證砼埋深2m。

4.3 鋼筋籠上浮預(yù)防及處理

盡量縮短砼的灌注時(shí)間，減小砼從導(dǎo)管底口出來(lái)后向上的沖擊力，并摻加緩凝劑增大其流動(dòng)性。灌注時(shí)，砼面距鋼筋籠底口1m左右時(shí)灌注速度應(yīng)適當(dāng)放慢。

若發(fā)現(xiàn)鋼筋籠有上浮傾向，采取上提導(dǎo)管埋深和減慢砼灌注速度的措施。當(dāng)鋼筋籠出現(xiàn)上浮時(shí)，立即停止灌注砼，利用護(hù)筒、鉆機(jī)等設(shè)施對(duì)其進(jìn)行控制。當(dāng)上浮高度較小時(shí)，控制住后，放慢速度繼續(xù)澆注。

5 結(jié)論

在河南平臨高速公路近千根樁基施工中，由于鉆孔、泥漿性能、砼灌注、鋼筋加工等幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制得當(dāng)，對(duì)灌注中可能出現(xiàn)的問(wèn)題和常見(jiàn)質(zhì)量通病采取了預(yù)防措施，所有樁基經(jīng)聲測(cè)并經(jīng)鉆芯取樣全部合格，既避免了返工浪費(fèi)，又保證了工程進(jìn)度。

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