鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制研究

羅洪良

摘 要：鉆孔灌注樁施工正日益完善，但往往由于工藝不當(dāng)、管理不嚴(yán)，斷樁、堵管、夾泥、蜂窩、少灌等質(zhì)量問題時(shí)有發(fā)生。因此，運(yùn)用科學(xué)的施工工藝，加強(qiáng)過程控制以確保工程質(zhì)量顯得極為重要。本文簡(jiǎn)要?dú)w納了鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制點(diǎn)，闡述了常見質(zhì)量事故發(fā)生的原因以及相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；質(zhì)量控制；質(zhì)量事故；預(yù)防措施

0 引言

鉆孔灌注樁具有入土深、能入巖、剛度大、承載力高、樁身變形小，可方便地進(jìn)行水下施工等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用到工程建設(shè)中。鉆孔灌注樁施工工藝主要有反循環(huán)鉆孔施工、正循環(huán)鉆孔施工、螺旋鉆孔施工、旋挖鉆孔施工等，由于在施工過程中工藝環(huán)節(jié)較多，且技術(shù)含量高、影響因素多，因而需要加強(qiáng)施工過程中的質(zhì)量控制，保證或提高鉆孔灌注樁的成樁質(zhì)量。

1 鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制

在鉆孔灌注樁施工中，通過事前對(duì)施工過程進(jìn)行分析，明確其中的關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)，確定重點(diǎn)控制對(duì)象，將其設(shè)置為質(zhì)量控制點(diǎn)，根據(jù)控制對(duì)象的不同確定將要采取的預(yù)控對(duì)策，并在施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行，同時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)范和規(guī)程施工，以實(shí)現(xiàn)鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的主動(dòng)控制。

1.1泥漿的制備

除能自行造漿的土層外，均應(yīng)制備泥漿。泥漿制備應(yīng)選用高塑性粘土或膨潤(rùn)土。拌制泥漿應(yīng)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)。

施工期間護(hù)筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位1.0m以上，在受水位漲落影響時(shí)，泥漿面應(yīng)高出最高水位1.5m以上；在清孔過程中，應(yīng)不斷置換泥漿，直至澆注水下混凝土；澆注混凝土前，孔底500mm以內(nèi)的泥漿比重應(yīng)小于1.25；含砂率≤8%，粘度≤28s；在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層中應(yīng)采取維持孔壁穩(wěn)定的措施。

1.2清孔

現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，沉渣的容許厚度為：摩擦樁≤30cm；柱樁≤10cm。清孔的方法應(yīng)根據(jù)鉆孔方法、設(shè)計(jì)對(duì)清孔的要求、機(jī)具設(shè)備和孔壁土質(zhì)情況而定，常用的方法有抽渣法、吸泥法、換漿法。

1.3 鋼筋籠制作

鋼筋籠除符合設(shè)計(jì)要求外，尚應(yīng)符合一般規(guī)定：分段制作的鋼筋籠，其接頭宜采用焊接并應(yīng)遵守規(guī)范要求；搬運(yùn)和吊裝時(shí)，應(yīng)防止變形，安放要對(duì)準(zhǔn)孔位，避免碰撞孔壁，就位后應(yīng)立即固定安裝；起吊鋼筋籠時(shí)，吊點(diǎn)要準(zhǔn)確，保證垂直度，避免傾斜，刮擦孔壁，然后對(duì)準(zhǔn)孔位緩緩下放。

1.4水下混凝土澆注

鋼筋籠吊裝完畢，應(yīng)進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收，合格后應(yīng)立即澆注水下混凝土。為提高混凝土澆注質(zhì)量，澆注混凝土進(jìn)度控制在混凝土初凝時(shí)間內(nèi)，同時(shí)應(yīng)合理地加快灌注速度，故應(yīng)做好灌注前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作以及灌注期間各工序的密切配合工作。

開始灌注混凝土?xí)r，為使隔水栓能順利排出，導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為300～500mm，樁直徑小于600mm時(shí)可適當(dāng)加大導(dǎo)管底部至孔底距離；應(yīng)有足夠的混凝土儲(chǔ)備量，使導(dǎo)管一次埋入混凝土面以下0.8m以上；管埋深宜為2～6m，嚴(yán)禁導(dǎo)管提出混凝土面，應(yīng)有專人測(cè)量導(dǎo)管埋深及管內(nèi)外混凝土面的高差，填寫水下混凝土澆注記錄；水下混凝土必須連續(xù)施工，每根樁的澆注時(shí)間按初盤混凝土的初凝時(shí)間控制，對(duì)澆注過程中的一切故障均應(yīng)記錄備案；控制最后一次灌注量，樁頂不得偏低，應(yīng)鑿除的泛漿高度必須保證暴露的樁頂混凝土達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

2 鉆孔灌注樁施工常見質(zhì)量事故原因和預(yù)防措施

2.1 塌孔與縮徑

塌孔與縮徑產(chǎn)生的原因基本相同，主要是地層復(fù)雜、鉆進(jìn)速度過快、護(hù)壁泥漿性能差、成孔后放置時(shí)間過長(zhǎng)沒有灌注混凝土等原因所造成。

鉆孔灌注樁穿過較厚的砂層、礫石層時(shí)，成孔速度應(yīng)控制在2m/h以內(nèi)，泥漿性能主要控制其密度為1.3～1.4g/cm3、黏度為20～30s、含砂率≤6%，若孔內(nèi)自然造漿不能滿足以上要求時(shí)，可采用加黏土粉、燒堿、木質(zhì)素的方法，改善泥漿的性能，通過對(duì)泥漿的除砂處理，可控制泥漿的密度和含砂率。沒有特殊原因，鋼筋骨架安裝后應(yīng)立即灌注混凝土。

2.2 灌注混凝土?xí)r堵管

灌注混凝土?xí)r發(fā)生堵管主要由灌注導(dǎo)管破漏、灌注導(dǎo)管底距孔底深度太小、完成二次清孔后灌注混凝土的準(zhǔn)備時(shí)間太長(zhǎng)、隔水栓不規(guī)范、混凝土配制質(zhì)量差、灌注過程中灌注導(dǎo)管埋深過大等原因引起。

灌注導(dǎo)管在安裝前應(yīng)有專人負(fù)責(zé)檢查，可采用肉眼觀察和敲打聽聲相結(jié)合的方法進(jìn)行檢查，檢查項(xiàng)目主要有灌注導(dǎo)管是否存在孔洞和裂縫、接頭是否密封、厚度是否合格。灌注導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，嚴(yán)禁用氣壓。

完成第二次清孔后，應(yīng)立即開始灌注混凝土，若因故推遲灌注混凝土，應(yīng)重新進(jìn)行清孔。否則，可能造成孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒下沉而使孔底沉渣過厚，并導(dǎo)致隔水栓無法正常工作而發(fā)生堵管事故。灌注導(dǎo)管底部至孔底的距離應(yīng)為300～500mm，在灌漿設(shè)備的初灌量足夠的條件下，應(yīng)盡可能取大值。

2.3 灌注混凝土過程中鋼筋骨架上浮

鋼筋骨架上浮的主要原因有：混凝土初凝和終凝時(shí)間太短，使孔內(nèi)混凝土過早結(jié)塊，當(dāng)混凝土面上升至鋼筋骨架底時(shí)，結(jié)塊的混凝土托起鋼筋骨架；清孔時(shí)孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒太多，混凝土灌注過程中砂?；爻猎诨炷撩嫔希纬奢^密實(shí)的砂層，并隨孔內(nèi)混凝土逐漸升高，當(dāng)砂層上升至鋼筋骨架底部時(shí)托起鋼筋骨架；混凝土灌注至鋼筋骨架底部時(shí)，灌注速度太快，造成鋼筋骨架上浮。

預(yù)防措施除認(rèn)真清孔外，可采取將鋼筋籠焊接在護(hù)筒上，孔底設(shè)加強(qiáng)環(huán)向筋，當(dāng)灌注的混凝土面距鋼筋骨架底部1m左右時(shí)降低灌注速度等措施。

2.4 樁身混凝土強(qiáng)度低或混凝土離析

樁身混凝土強(qiáng)度低或混凝土離析原因主要是施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土配合比控制不嚴(yán)、攪拌時(shí)間不夠和水泥質(zhì)量差。預(yù)防措施：嚴(yán)格把好進(jìn)廠水泥的質(zhì)量關(guān)，控制好施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土配合比，掌握好攪拌時(shí)間和混凝土的和易性。

2.5 樁身混凝土夾渣或斷樁

主要原因：初灌混凝土量不夠，造成初灌后埋管深度太小或?qū)Ч芨揪蜎]有進(jìn)入混凝土；混凝土灌注過程拔管長(zhǎng)度控制不準(zhǔn)，導(dǎo)管拔出混凝土面；混凝土初凝和終凝時(shí)間太短，或灌注時(shí)間太長(zhǎng)，使混凝土上部結(jié)塊，造成樁身混凝土夾渣；清孔時(shí)孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒太多，混凝土灌注過程中砂?；爻猎诨炷撩嫔?，形成沉積砂層，阻礙混凝土的正常上升，當(dāng)混凝土沖破沉積砂層時(shí)，部分砂粒及浮渣被包入混凝土內(nèi)。

預(yù)防辦法：導(dǎo)管的埋置深度宜控制在2～6m之間。混凝土灌注過程中拔管應(yīng)有專人負(fù)責(zé)指揮，并分別采用理論灌入量計(jì)算孔內(nèi)混凝土面和重錘實(shí)測(cè)孔內(nèi)混凝土面，取兩者的低值來控制拔管長(zhǎng)度，確保導(dǎo)管的埋置深度≥2m。單樁混凝土灌注時(shí)間宜控制在1.5倍混凝土初凝時(shí)間內(nèi)。

2.6 樁頂混凝土不密實(shí)或強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求

主要原因是超灌高度不夠、混凝土浮漿太多、孔內(nèi)混凝土面測(cè)定不準(zhǔn)。對(duì)于樁徑≤lm的樁，超灌高度不小于樁長(zhǎng)的4%；對(duì)于樁徑>lm的樁，超灌高度不小干樁長(zhǎng)的5%。對(duì)于大體積混凝土的樁，樁頂lOm內(nèi)的混凝土應(yīng)適當(dāng)調(diào)整配合比，增大碎石含量，減少樁頂浮漿。在灌注最后階段，孔內(nèi)混凝土面測(cè)定應(yīng)采用硬桿簡(jiǎn)式取樣法測(cè)定。

3 結(jié)語

鉆孔灌注樁施工過程中工藝環(huán)節(jié)較多，一環(huán)不慎，就有可能引起塌孔與縮徑、樁身混凝土夾渣或斷樁等質(zhì)量事故。因此，在工程開工前應(yīng)做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，高度重視施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)，精心施工重要工序，以事前預(yù)防為主、事后處理為輔，才能有效的保證工程質(zhì)量。

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