碼頭基礎(chǔ)工程大直徑?jīng)_孔灌注樁施工質(zhì)量控制

王碧波

摘 要：本文主要針對(duì)碼頭基礎(chǔ)工程大直徑?jīng)_孔灌注樁的施工質(zhì)量控制展開(kāi)了探討，通過(guò)結(jié)合具體的工程實(shí)例，對(duì)施工質(zhì)量控制技術(shù)作了詳細(xì)的闡述，并在分析了異常樁成因的基礎(chǔ)上，給出了一系列的改進(jìn)措施，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：碼頭基礎(chǔ)工程 沖孔灌注樁 施工質(zhì)量控制

大直徑?jīng)_孔灌注樁對(duì)復(fù)雜地質(zhì)適應(yīng)性好、承載力大，在工程建設(shè)中被廣泛的應(yīng)用。而碼頭基礎(chǔ)工程灌注樁的施工由于具有著隱蔽性強(qiáng)、水上作業(yè)難等特點(diǎn)，在灌注樁施工過(guò)程中容易產(chǎn)生樁的質(zhì)量問(wèn)題，需要我們給予一定的重視。

1.工程概述

本工程總共構(gòu)建7萬(wàn)左右噸級(jí)不相等的碼頭4座，岸線中長(zhǎng)度達(dá)1200m，結(jié)構(gòu)使用高樁梁板，基樁的總數(shù)275根，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)都為C30。

2.施工過(guò)程中的質(zhì)量控制2.1施工前質(zhì)控準(zhǔn)備

項(xiàng)目施工前要做好質(zhì)量檢驗(yàn)方案和施工計(jì)劃的制定，明確落實(shí)材料、人力、機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量檢驗(yàn)工作，對(duì)施工工作人實(shí)行交底工作，項(xiàng)目施工準(zhǔn)備工作完成后實(shí)施開(kāi)工報(bào)審。開(kāi)孔前須對(duì)鋼護(hù)筒沉樁進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，準(zhǔn)確計(jì)量接高或者切割后的鋼護(hù)筒頂高程，將其作為項(xiàng)目施工時(shí)工程計(jì)算的起點(diǎn)面。

2.2沖孔環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)控

（1）沖孔樁機(jī)：大直徑?jīng)_孔灌注樁選取的是Y280S-6型號(hào)的沖擊鉆機(jī)，與質(zhì)量為9t的沖錘實(shí)施成孔施工工作。樁機(jī)應(yīng)在平臺(tái)上進(jìn)行組裝定位，方木平鋪，預(yù)防樁機(jī)在方木上滾動(dòng)時(shí)發(fā)生移位現(xiàn)象。樁位中心和沖錘中心線相重合后才能實(shí)施沖孔，兩者間的偏差要在項(xiàng)目施工規(guī)定范圍內(nèi)。

（2）沖孔時(shí)的質(zhì)量監(jiān)控：沖孔是主要依靠沖錘自由落體的作用力，因此不相同的地質(zhì)應(yīng)該使用不一樣的沖程高度，通常泥土層保持約在2.5m，巖石層保持在2m，避免由于沖程過(guò)高而導(dǎo)致的沖錘損壞、破裂等不良現(xiàn)象。假設(shè)沖擊表面有漂石或?yàn)閮A斜巖石，應(yīng)使用填補(bǔ)石塊墊平之后再實(shí)施沖孔。

（3）清孔時(shí)的質(zhì)量監(jiān)控：基礎(chǔ)工程中經(jīng)常使用正循環(huán)泥漿懸浮排渣進(jìn)行清孔，首先是在裝置鋼筋籠前實(shí)行的，施工過(guò)程中要嚴(yán)格監(jiān)控首次清孔的質(zhì)量，首次清孔的吸引力大，清孔能力比較強(qiáng)，能夠?qū)⒋蟛糠值某猎约拜^大泥塊都清出孔外；二次清孔是在放置好導(dǎo)管和鋼筋籠之后，使用導(dǎo)管實(shí)施的清孔，清理完成后，應(yīng)該從孔底取出部分泥漿樣品，實(shí)施性能指標(biāo)檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)必須符合規(guī)定和設(shè)計(jì)要求才能進(jìn)行灌注混凝土，孔內(nèi)泥漿最適宜的相對(duì)密度為1.15左右，要結(jié)合實(shí)際的工作情況，調(diào)整泥漿濃度，黏度最適宜為19～22s，含沙率最適宜約在5%，以此保障水下混凝土的正常灌注，同時(shí)能夠保證成樁的高質(zhì)量。清孔時(shí)應(yīng)爭(zhēng)取將沉渣全部清理，促進(jìn)基巖與混凝土的連接完好，以增強(qiáng)樁底承載能力，殘留清理沉渣不能大于45mm。

2.3鋼筋籠的制造

入場(chǎng)的鋼筋材料須有合格證明，同時(shí)還應(yīng)該根據(jù)目前鋼筋的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)抽取樣品進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)于不符合質(zhì)量規(guī)定的鋼筋材料嚴(yán)格運(yùn)用。在成孔過(guò)程中應(yīng)該及時(shí)加快鋼筋籠的加工制造，在加工制作過(guò)程中，要注意將其覆蓋，預(yù)防加工后由于下雨天氣形成銹斑。鋼筋籠在加工區(qū)使用分節(jié)制造，并作好標(biāo)記，鋼筋籠的箍筋間距、主筋間距、長(zhǎng)度以及鋼筋籠直徑要根據(jù)設(shè)計(jì)圖規(guī)定加工，加工前要精確計(jì)量鋼筋籠的分節(jié)長(zhǎng)度，保障鋼筋連接的長(zhǎng)度。

2.4鋼筋籠的裝置

鋼筋籠的制造檢驗(yàn)完成后運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)裝置，在吊裝時(shí)要保證鋼筋籠形狀垂直不變，放置鋼筋籠時(shí)要對(duì)準(zhǔn)樁孔的正中心，緩慢放下，同時(shí)注意不能夠與孔壁碰撞，預(yù)防把泥土等其他雜物帶入孔內(nèi)火造成坍孔。禁止強(qiáng)行放入鋼筋籠，碰撞到孔壁或其他異物時(shí)要將鋼筋籠提出孔外，帶重新檢測(cè)觀察孔內(nèi)異物，排除異物后才能繼續(xù)放入鋼筋籠。分節(jié)鋼筋籠的連接處通過(guò)檢驗(yàn)合格后才能將其放下，每隔1.0～2.0m的斷面上放置控制維護(hù)厚度的圓形墊塊。鋼筋籠裝置完畢后，采取4根吊筋焊接固定在鋼套管上，預(yù)防鋼筋籠上浮，聲音測(cè)量管頂口的密封，防范異物落下。

2.5澆筑環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)控

建筑前應(yīng)該對(duì)混凝土的原材料實(shí)施檢測(cè)，還應(yīng)該對(duì)各項(xiàng)機(jī)器設(shè)備實(shí)施監(jiān)測(cè)，保證設(shè)備能夠正常運(yùn)行。鋼筋籠安置和導(dǎo)管放置完成后應(yīng)該再次對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行檢查，孔內(nèi)沉渣殘留是不是符合設(shè)計(jì)規(guī)定，假設(shè)與規(guī)定不相符則應(yīng)該實(shí)施清理，直到孔底殘?jiān)鼨z驗(yàn)合格后，才能夠?qū)嵭谢炷恋臐仓仓皽?zhǔn)確計(jì)算首罐漏洞的容量，以保證首罐混凝土沖出導(dǎo)管被埋深入不低于1米。混凝土實(shí)施澆筑是第一批混凝土計(jì)算的量可以依據(jù)以下公式：

V≥πr12h1+πr22h2ρw/ρc。

3.異常樁形成的原因分析

質(zhì)量檢查部門(mén)通過(guò)專(zhuān)控取芯聯(lián)合超聲波對(duì)基礎(chǔ)工程的灌注樁實(shí)施檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)1.7米灌注樁的質(zhì)量正常，2.1米和2.5米灌注樁發(fā)生異?，F(xiàn)象，異常樁的形成主要是由于樁間局部夾渣或是樁底局部沉渣太厚，尤其是在樁底形成的“盆型沉渣區(qū)”。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況試驗(yàn)數(shù)據(jù)或?qū)崪y(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，可知此類(lèi)異常樁的形成有以下幾個(gè)共性問(wèn)題：

此類(lèi)樁大多數(shù)為樁徑較大大的長(zhǎng)灌注樁，通常處于泊位和1#引橋位置，地質(zhì)數(shù)據(jù)資料顯示此處存在砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖和厚度較大的殘積砂礫質(zhì)黏性土，引發(fā)成孔后此類(lèi)樁內(nèi)的泥漿含砂率較大，通常首次清孔后含砂率可以高達(dá)7%。

此類(lèi)樁進(jìn)行二次清孔泥漿減少相對(duì)密度時(shí)，經(jīng)常使用清渣并同時(shí)在泥漿中加水，引起泥漿膠體率、黏度等各項(xiàng)指標(biāo)降低，減弱了泥漿的功能，導(dǎo)致沉渣速度加快，此區(qū)域強(qiáng)風(fēng)化巖遇到水時(shí)很容易塌孔。

通過(guò)第二次清孔各個(gè)指標(biāo)符合要求后，等待澆筑和導(dǎo)管儲(chǔ)備材料的時(shí)間應(yīng)該在半個(gè)小時(shí)至一個(gè)小時(shí)不等，在這一時(shí)期實(shí)施孔底沉渣的檢測(cè)。

大直徑?jīng)_孔灌注樁的澆筑時(shí)間通常較長(zhǎng)，約在6～10小時(shí)不等，首次灌混凝土各項(xiàng)性能不佳時(shí)局部形成假凝，導(dǎo)致混凝土不能上升，表面沉渣被周?chē)炷粮采w導(dǎo)致樁中夾渣。

混凝土性能變差是極易引起頂升不均勻，直徑較大時(shí)混凝土面容易產(chǎn)生一定的高差，中部埋管只剩2米時(shí)，對(duì)應(yīng)局部低洼位置的埋管就不足2米，這時(shí)澆筑混凝土浮漿容易覆蓋混凝土，導(dǎo)致樁間夾渣。

4.改善方法措施

水運(yùn)項(xiàng)目工程規(guī)定含砂率約在5%，而路橋項(xiàng)目工程的中大直徑樁規(guī)定含砂率要低于2%，含砂率的大小將直接影響沉渣的多少，因此我們應(yīng)該爭(zhēng)取降低清孔后的含砂率。

大直徑樁的清渣數(shù)量較大，樁長(zhǎng)高于30米時(shí)，使用正循環(huán)方式難以完成此類(lèi)樁的清孔需求，清孔時(shí)間太長(zhǎng)容易給后期樁身質(zhì)量帶來(lái)隱患。因此，此類(lèi)樁使用氣舉反循環(huán)聯(lián)合泥漿凈化設(shè)備，實(shí)施強(qiáng)制清渣，加快清渣質(zhì)量和速度，也不會(huì)因時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致塌孔。

二次清孔檢查合格且確定混凝土發(fā)出后，才能接儲(chǔ)料斗，以降低澆筑的等待時(shí)間，接收料斗完畢開(kāi)盤(pán)澆筑混凝土之間，需要再次檢測(cè)孔深，保證孔底沉渣滿(mǎn)足規(guī)定后，才能夠進(jìn)行正式澆筑。

混凝土必須嚴(yán)格根據(jù)規(guī)定要求進(jìn)行配置，第一批混凝土可以適量增加緩凝型減水劑，以保障其流動(dòng)性、和易性，促進(jìn)日后澆入的混凝土頂升容易，同時(shí)延長(zhǎng)第一批混凝土的初凝時(shí)間，規(guī)定不能夠低于12小時(shí)。

因大直徑樁每次澆筑的量較大，多次頻繁的拆管不利于保持灌注的連續(xù)性，埋管比較淺時(shí)極易引發(fā)其他質(zhì)量問(wèn)題。要求規(guī)定埋管的深度應(yīng)該控制在2.0～6.0米。實(shí)施拆管時(shí)，長(zhǎng)度實(shí)施理論計(jì)量控制和孔深測(cè)量控制相聯(lián)合，確保拆管后離最低混凝土面埋深度不低于4米，爭(zhēng)取控制約在8米，拆管結(jié)束后不能夠再提高導(dǎo)管。

根據(jù)以上分析，碼頭基礎(chǔ)工程因?yàn)榭拷０?，?xiàng)目施工的地理情況比較復(fù)雜，對(duì)于大直徑?jīng)_孔灌注樁的實(shí)施有著一定的干擾。因此，為了保障碼頭基礎(chǔ)工程沖孔灌注樁的工程質(zhì)量，需要相關(guān)部門(mén)做好質(zhì)量的監(jiān)控措施，以提升灌注樁的成樁質(zhì)量。

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