淺談市政橋梁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制

莊春

【摘 要】鉆孔灌注樁目前在市政橋梁工程使用已相當(dāng)普遍。鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的好壞直接影響整個(gè)橋梁工程的質(zhì)量安全，其質(zhì)量要嚴(yán)格控制，其施工技術(shù)復(fù)雜，工藝流程相互銜接緊密，施工過(guò)程隱蔽，且多在水下進(jìn)行，影響施工的因素較多，每道施工工序都必須嚴(yán)格控制，任何一道工序出現(xiàn)問(wèn)題將會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的后果。

【關(guān)鍵詞】預(yù)控 成孔 成樁 水下混凝土

本文結(jié)合市政橋梁鉆孔灌注樁的施工工藝和筆者多年從事市政工程施工工作經(jīng)驗(yàn)，談?wù)勅绾巫龊勉@孔灌注樁施工質(zhì)量，期望與同行們相互交流。

一、鉆孔灌注樁施工前預(yù)控

1、研究工程地質(zhì)勘察報(bào)告、樁位平面布置圖、樁基結(jié)構(gòu)施工圖，弄清設(shè)計(jì)要求和對(duì)影響鉆孔灌注樁工程質(zhì)量和安全因素進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。研究施工場(chǎng)地和鄰近區(qū)域的地下管線(xiàn)、地下構(gòu)筑物、地面建、構(gòu)筑物的調(diào)查資料，確保周邊不受影響。

2、組織設(shè)計(jì)交底及圖紙會(huì)審

設(shè)計(jì)交底與圖紙會(huì)審可同時(shí)進(jìn)行，以設(shè)計(jì)交底為主，設(shè)計(jì)人員申明設(shè)計(jì)意圖，重申質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，提出必要的以保證質(zhì)量的一些工作要求。

3、查驗(yàn)鉆孔機(jī)、起吊、灌注、清渣與排漿以及加工和壓漿等設(shè)備狀況，查驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)排泥、排渣的安排是否合理。

4、認(rèn)真做好第一孔或試樁工作， 以取得經(jīng)驗(yàn)和根據(jù)實(shí)際情況修改工藝操作，保證施工質(zhì)量。

二、成孔質(zhì)量的控制

成孔是混凝土灌注樁施工中的一個(gè)重要部分，其質(zhì)量如控制得不好，則可能會(huì)發(fā)生塌孔、縮徑、樁孔偏斜及樁端達(dá)不到設(shè)計(jì)持力層要求等，還將直接影響樁身質(zhì)量和造成樁承載力下降。因此，在成孔的施工技術(shù)和施工質(zhì)量控制方面應(yīng)著重做好以下幾項(xiàng)工作。

1、采取隔孔施工程序

鉆孔灌注樁和打入樁不同，打入樁是將周?chē)馏w擠開(kāi)，樁身具有很高的強(qiáng)度，土體對(duì)樁產(chǎn)生被動(dòng)土壓力。鉆孔灌注樁則是先成孔，然后在孔內(nèi)成樁，周?chē)烈葡驑渡硗馏w對(duì)樁產(chǎn)生動(dòng)壓力。尤其是在成樁初始，樁身混凝土的強(qiáng)度很低，且混凝土灌注樁的成孔是依靠泥漿來(lái)平衡的，故采取較適應(yīng)的樁距對(duì)防止坍孔和縮徑是一項(xiàng)穩(wěn)妥的技術(shù)措施。

2、確保樁身成孔垂直精度

這是灌注樁順利施工的一個(gè)重要條件，否則鋼筋籠和導(dǎo)管將無(wú)法沉放。為了保證成孔垂直精度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)采取擴(kuò)大樁機(jī)支承面積使樁機(jī)穩(wěn)固，經(jīng)常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施，并于成孔后下放鋼筋籠前作孔徑、孔斜超聲波測(cè)試。

3、確保樁位、樁頂標(biāo)高和成孔深度

鉆孔灌注樁護(hù)筒的內(nèi)徑應(yīng)該比樁徑大20-40cm，護(hù)筒的上端還應(yīng)該設(shè)有一道溢漿口。護(hù)筒在埋設(shè)時(shí)。在埋設(shè)過(guò)程中，深度應(yīng)該大于1.5m，其頂部應(yīng)該比地下水位高出1.0-2.0m。在埋設(shè)過(guò)程中應(yīng)該保證護(hù)筒處于垂直，在對(duì)護(hù)筒進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整后對(duì)其進(jìn)行固定操作。護(hù)筒定位后及時(shí)復(fù)核護(hù)筒的位置，嚴(yán)格控制護(hù)筒中心與樁位中心線(xiàn)偏差不大于50mm，并認(rèn)真檢查回填土是否密實(shí)，以防鉆孔過(guò)程中發(fā)生漏漿的現(xiàn)象。在施工過(guò)程中自然地坪的標(biāo)高會(huì)發(fā)生一些變化，為準(zhǔn)確地控制鉆孔深度，在樁架就位后及時(shí)復(fù)核底梁的水平和樁具的總長(zhǎng)度并作好記錄，以便在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機(jī)上的留出長(zhǎng)度來(lái)校驗(yàn)成孔達(dá)到深度。

雖然鉆桿到達(dá)的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔時(shí)泥漿比重控制不當(dāng)，或在提升鉆具時(shí)碰撞了孔壁，就可能會(huì)發(fā)生塌孔、沉渣過(guò)厚等現(xiàn)象，這將給第二次清孔帶來(lái)很大的困難，有的甚至通過(guò)第二次清孔也無(wú)法清除坍落的沉渣。因此，在提出鉆具后用測(cè)繩復(fù)核成孔深度，如測(cè)繩的測(cè)深比鉆桿的鉆探小，就要重新下鉆桿復(fù)鉆并清孔。同時(shí)還要考慮在施工中常用的測(cè)繩遇水后縮水的問(wèn)題，因其最大收縮率達(dá)1.2%，為提高測(cè)繩的測(cè)量精度，在使用前要預(yù)濕后重新標(biāo)定，并在使用中經(jīng)常復(fù)核。

為有效地防止塌孔、縮徑及樁孔偏斜等現(xiàn)象，除了在復(fù)核鉆具長(zhǎng)度時(shí)注意檢查鉆桿是否彎曲外，還根據(jù)不同土層情況對(duì)比地質(zhì)資料，隨時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)速度，并描繪出鉆進(jìn)成孔時(shí)間曲線(xiàn)。當(dāng)鉆進(jìn)粉砂層進(jìn)尺明顯下降，在軟粘土鉆進(jìn)最快0.2m/min左右，在細(xì)粉砂層鉆進(jìn)都是0.015m/min左右，兩者進(jìn)尺速度相差很大。鉆頭直徑的大小將直接影響孔徑的大小，在施工過(guò)程中要經(jīng)常復(fù)核鉆頭直徑，如發(fā)現(xiàn)其磨損超過(guò)10mm就要及時(shí)調(diào)換鉆頭。

三、成樁質(zhì)量控制

1、鋼筋籠制作質(zhì)量和吊放

鋼筋籠制作前監(jiān)理人員應(yīng)首先要檢查鋼材的質(zhì)保資料并要求送樣檢測(cè)，檢查合格后再按設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求驗(yàn)收鋼筋的直徑、長(zhǎng)度、規(guī)格、數(shù)量和制作質(zhì)量。在驗(yàn)收時(shí)還要特別注意鋼筋籠吊環(huán)長(zhǎng)度能否使鋼筋準(zhǔn)確地吊放在設(shè)計(jì)標(biāo)高上，這是由于鋼筋籠吊放后是暫時(shí)固定在鉆架底梁上的，因此，吊環(huán)長(zhǎng)度是根據(jù)底梁標(biāo)高的變化而改變，所以應(yīng)根據(jù)底梁標(biāo)高逐根復(fù)核吊環(huán)長(zhǎng)度，以確保鋼筋的埋入標(biāo)高滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。在鋼筋籠吊放過(guò)程中，應(yīng)逐節(jié)驗(yàn)收鋼筋籠的連接焊縫質(zhì)量，對(duì)質(zhì)量不符合規(guī)范要求的焊縫、焊口則要進(jìn)行補(bǔ)焊。同時(shí)，要注意鋼筋籠能否順利下放，沉放時(shí)不能碰撞孔壁；當(dāng)?shù)醴攀茏钑r(shí)，不能加壓強(qiáng)行下放，因?yàn)檫@將會(huì)造成坍孔、鋼筋籠變形等現(xiàn)象，應(yīng)停止吊放并尋找原因，如因鋼筋籠沒(méi)有垂直吊放而造成的，應(yīng)提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，則要求進(jìn)行復(fù)鉆糾偏，并在重新驗(yàn)收成孔質(zhì)量后再吊放鋼筋籠。鋼筋籠接長(zhǎng)時(shí)要加快焊接時(shí)間，盡可能縮短沉放時(shí)間。

2、灌注水下混凝土前泥漿的制備和第二次清孔

清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣則是影響灌注樁承載能力的主要因素之一。清孔則是利用泥漿在流動(dòng)時(shí)所具有的動(dòng)能沖擊樁孔底部的沉渣，使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態(tài)，再利用泥漿膠體的粘結(jié)力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環(huán)流動(dòng)被帶出樁孔，最終將樁孔內(nèi)的沉渣清干凈，這就是泥漿的排渣和清孔作用。從泥漿在混凝土鉆孔樁施工中的護(hù)壁和清孔作用，我們可以看出，泥漿的制備和清孔是確保鉆孔樁工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，對(duì)于施工規(guī)范中泥漿的控制指標(biāo)：粘度測(cè)定17～20min；含砂率不大于6%；膠體率不小于90%等在鉆孔灌注樁施工過(guò)程中必須嚴(yán)格控制，不能就地取材，而要專(zhuān)門(mén)采取泥漿制備，選用高塑性粘土或膨潤(rùn)土，拌制泥漿必須根據(jù)施工機(jī)械、工藝及穿越土層進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。

灌注樁成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，應(yīng)充分利用鉆桿在原位進(jìn)行第一次清孔，直到孔口返漿比重持續(xù)小于1.10～1.20，測(cè)得孔底沉渣厚度小于50mm，即抓緊吊放鋼筋籠和沉放混凝土導(dǎo)管。沉放導(dǎo)管時(shí)檢查導(dǎo)管的連接是否牢固和密實(shí)，以防止漏氣漏漿而影響灌注。由于孔內(nèi)原土泥漿在吊放鋼筋籠和沉放導(dǎo)管這段時(shí)間內(nèi)使處于懸浮狀態(tài)的沉渣再次沉到樁孔底部，最終不能被混凝土沖擊反起而成為永久性沉渣，從而影響樁基工程的質(zhì)量。因此，必須在混凝土灌注前利用導(dǎo)管進(jìn)行第二次清孔。當(dāng)孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規(guī)范要求后，應(yīng)立即進(jìn)行水下混凝土的灌注工作。

3、灌注水下砼

灌注水下混凝土的施工主要是采用導(dǎo)管灌注，混凝土的離析現(xiàn)象還會(huì)存在，但良好的配合比可減少離析程度。因此，現(xiàn)場(chǎng)的配合比要隨水泥品種、砂、石料規(guī)格及含水率的變化進(jìn)行調(diào)整，為使每根樁的配合比都能正確無(wú)誤，在混凝土攪拌前都要復(fù)核配合比并校驗(yàn)計(jì)量的準(zhǔn)確性，嚴(yán)格計(jì)量和測(cè)試管理，并及時(shí)填入原始記錄和制作試件。

為防止發(fā)生斷樁、夾泥、堵管等現(xiàn)象。在混凝土灌注時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土攪拌時(shí)間和混凝土坍落度的控制。因?yàn)榛炷翑嚢钑r(shí)間不足會(huì)直接影響混凝土的強(qiáng)度，混凝土坍落采用18cm～20cm，并隨時(shí)了解混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋人深度。導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m～4m。不宜大于5m和小于lm，嚴(yán)禁把導(dǎo)管底端提出混凝土面。當(dāng)灌注至距樁頂標(biāo)高8m～10m時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坍落度調(diào)小至l2cm～l6cm，以提高樁身上部混凝土的抗壓強(qiáng)度。在施工過(guò)程中，要控制好灌注工藝和操作，抽動(dòng)導(dǎo)管使混凝土面上升的力度要適中，保證有程序的拔管和連續(xù)灌注，升降的幅度不能過(guò)大，如大幅度抽拔導(dǎo)管則容易造成混凝土體沖刷孔壁，導(dǎo)致孔壁下墜或坍落，樁身夾泥，這種現(xiàn)象尤其在砂層厚的地方比較容易發(fā)生。

四、結(jié)論

通過(guò)以上幾個(gè)方面的控制，經(jīng)檢測(cè)鉆孔灌注樁質(zhì)量均符合有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，一般不會(huì)出現(xiàn)斷樁、縮徑、樁孔偏斜等現(xiàn)象。因此，在做好市政橋梁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工質(zhì)量，不但要做好事前控制、事中控制和事后控制，還應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理人員的責(zé)任心，以防為主，對(duì)鉆孔灌注樁各個(gè)施工環(huán)節(jié)要充分重視并精心施工，只有這樣鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量才能全方面得到保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]原勇.市政橋梁工程基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)[j]山西建筑 2013，02，155-156

[2]高大永. 市政橋梁工程基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)探討[j].黑龍江科技信息2011，32；315

[3]吳世海 王國(guó)生. 市政橋梁工程基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)[j].商品與質(zhì)量2014，07；305