淮水北調(diào)宿州市2015年配水工程王橋鉆孔灌注樁施工監(jiān)理質(zhì)量控制

朱海利

一、工程概況

該橋位于沱河老王橋閘K23+450處，為一座拆除老閘原址新建橋梁，橋梁跨徑為7×20m，與河道正交。橋梁上部采用預(yù)應(yīng)力混凝土T梁簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，單幅橋面，雙向2車(chē)道，橋面寬度8.1m，下部結(jié)構(gòu)采用樁柱式橋（墩）臺(tái)結(jié)構(gòu)。

工程氣象：場(chǎng)地位于宿州市埇橋區(qū)沱河，場(chǎng)地面絕對(duì)高程24.10～25.48m。工程區(qū)所處區(qū)域地層單元為皖北地層區(qū)兩淮分區(qū)淮北小區(qū)，表層主要為第四系粉質(zhì)壤土，砂壤土。地下水類(lèi)型為孔隙潛水，主要接受大氣降水入滲補(bǔ)給，汛期受河流補(bǔ)給，賦存與粉質(zhì)粘土和壤土中，排泄到河流。勘察期間（2005年4月）測(cè)得地下水位深埋為3.00～4.80m，地下水位隨季節(jié)和氣候變化而變化。橋址位于埇橋區(qū)南部，地處溫暖帶和北亞熱帶氣候的過(guò)渡帶，屬暖溫帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，年降雨量860mm，夏季降水占全年降水量的60%～70%，年平均氣溫14.2℃～14.6℃。

工程地質(zhì)：勘察查明，在鉆探所達(dá)深度范圍內(nèi)，場(chǎng)地地層層序如下：

第（1）層：素填土（Q4），層厚0.70～3.00m，層頂埋深 0.00～0.00m，層底標(biāo)高21.36～24.78m。黃灰色，灰黃色，軟可塑，松散。

第（2）層：中粉質(zhì)壤土（Q4），層厚4.10～7.80m，層頂埋深 0.70～3.00m。層底標(biāo)高15.30～18.65m，黃灰色，棕黃色，可塑，中等壓縮性，夾有重粉質(zhì)壤土，粉質(zhì)粘土及輕粉質(zhì)壤土。

第（3）層：重粉質(zhì)壤土（Q3），層厚1.30～6.10m，層頂埋深 6.70～14.00m，層底標(biāo)高8.76～12.68m。黃色，中密，濕，中等壓縮性，夾有中粉質(zhì)壤土。

第（3-1）層：粘土（Q3），層厚0.80～1.00m，層頂埋深 12.60～13.10m。層底標(biāo)高10.36～11.88m。棕色，棕黃色，可塑，中等壓縮性。

第（4）層：中粉質(zhì)壤土（Q3），層厚4.40～5.10m，層頂埋深 14.90～15.60m，層底標(biāo)高4.10-5.48m，棕灰色，灰色，灰黃色，可塑，中等壓縮性，夾有粘土。該層未鉆穿，具體厚度不詳。

二、鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)

工程主河槽設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)32m，樁徑140cm，C30鋼筋混凝土；橋梁為城市次要道路，設(shè)計(jì)車(chē)速20km/h；跨徑：7×20m簡(jiǎn)支T梁橋，行車(chē)道法線(xiàn)方向與河道水流方向偏角0°；橋面橫斷面分配：3.6m（混行道）+3.6m（混行道）；抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.05g。

三、鉆孔灌注樁施工中質(zhì)量控制

工程橋梁鉆孔灌注樁采用反循環(huán)鉆機(jī)成孔施工。其主要施工工藝流程為：平整場(chǎng)地→測(cè)定孔位→泥漿制備→埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位→鉆進(jìn)成孔→提鉆→第一次清孔→驗(yàn)孔→制作鋼筋籠→吊裝鋼筋籠→下導(dǎo)管→第二次清孔→混凝土水下灌注→拔起導(dǎo)管→成樁。

1.測(cè)量定位控制

測(cè)量定位監(jiān)理人員要嚴(yán)格控制其偏差在設(shè)計(jì)或規(guī)范允許的范圍內(nèi)（一般控制在±50mm范圍內(nèi)）。在測(cè)量放線(xiàn)中應(yīng)選用適宜精度的經(jīng)緯儀及激光測(cè)距儀，采用極坐標(biāo)定位法，充分發(fā)揮經(jīng)緯儀對(duì)角度控制、激光測(cè)距儀對(duì)距離控制的作用；樁位確定后，用長(zhǎng)約400 mm的木樁釘入地下，并做好保護(hù)。

2.泥漿制備

泥漿由水、粘土和摻加劑組成，調(diào)制時(shí)，應(yīng)先將粘土加水浸透，然后用攪拌機(jī)或人工拌制。通過(guò)試驗(yàn)，工程泥漿性能指標(biāo)為：相對(duì)密度1.02～1.06kg/cm3，粘度16～20s，含砂率≤4%，膠體率≥95%。

3.成孔過(guò)程質(zhì)量控制

（1）埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒的作用是穩(wěn)定孔口，提高水位，增加靜水壓力和維護(hù)孔壁，固定水位。護(hù)筒埋入樁位后高出地面300～400mm，側(cè)邊開(kāi)300mm×300mm左右的孔，距地面100～150mm為宜。護(hù)筒埋好后，在筒外墊20cm厚粘土，壓實(shí)，以防地面水滲入，護(hù)筒中心線(xiàn)與樁位中心線(xiàn)距離偏差≤50mm。

（2）鉆孔

待泥漿循環(huán)池及護(hù)筒施工完畢后，選擇10kW的反循環(huán)鉆機(jī)，用8T汽車(chē)起重機(jī)將其對(duì)準(zhǔn)樁位就位，然后用水平尺校正機(jī)身及鉆桿的水平及垂直度，鉆桿位置偏差不得大于2cm，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。開(kāi)動(dòng)電機(jī)，放下鉆頭，用泥漿泵注入泥漿，鉆機(jī)循循鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度。

（3）第一次清孔

鉆孔完畢后監(jiān)理人員必須檢查終孔深度。終孔符合要求后，應(yīng)迅速清孔，使孔底沉渣、泥漿相對(duì)密度、泥漿中含鉆渣量和孔壁厚度等指標(biāo)符合規(guī)范要求，為灌注混凝土創(chuàng)造良好的條件。水下灌注樁樁底沉渣厚度不得超過(guò)150mm。清孔采用抽漿清孔法，初步清孔可采用掏渣法。達(dá)到規(guī)范要求的清孔標(biāo)準(zhǔn)后，即可停止清孔。

（4）吊裝鋼筋籠

鋼筋籠的制作應(yīng)符合規(guī)范要求，吊裝鋼筋籠采用吊車(chē)進(jìn)行，吊放時(shí)注意不能碰撞孔壁，防止坍孔，并防止泥土等雜物進(jìn)入孔內(nèi)。鋼筋骨架上應(yīng)事先安設(shè)控制鋼筋骨架與孔壁凈距的混凝土墊塊，這些墊塊應(yīng)可靠地以等距離綁在鋼筋骨架周徑上，其沿樁長(zhǎng)的間距不超過(guò)2.5m，橫向圓周不得少于4處。鋼筋骨架底面高程允許偏差為±50mm，骨架傾斜度±0.5%，骨架保護(hù)層厚度±20mm，骨架中心平面位置±20mm，骨架頂端高程±20mm。鋼筋籠吊入后校正軸線(xiàn)位置，并牢固定位，以免在灌注混凝土?xí)r發(fā)生浮籠現(xiàn)象。

（5）導(dǎo)管安裝、二次清孔

導(dǎo)管用Φ300mm無(wú)縫鋼管制作，每節(jié)長(zhǎng) 2.0～5.0m，配 1～2節(jié)長(zhǎng)1.0～1.5m短管，絲扣連接。使用前對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行水密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，保證導(dǎo)管不漏水。導(dǎo)管安裝后，其底部距孔底應(yīng)有250～400mm的空間。混凝土澆筑支架用型鋼制作，用于支撐懸吊導(dǎo)管，吊掛鋼筋籠，上部放置混凝土漏斗。

在第一次清孔達(dá)到要求后，由于安放鋼筋籠及導(dǎo)管，這段時(shí)間內(nèi)，孔底又會(huì)產(chǎn)生沉渣，所以鋼筋籠及導(dǎo)管就位后，應(yīng)利用導(dǎo)管進(jìn)行第二次清孔。清孔標(biāo)準(zhǔn)要求孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求，孔底泥漿密度≤1.06，復(fù)測(cè)沉渣厚度在150mm以?xún)?nèi)，清孔完成后，立即澆注水下混凝土。

4.混凝土水下灌注

（1）混凝土坍落度控制

混凝土坍落度應(yīng)控制在18～22cm范圍內(nèi)，可有效地保證混凝土灌注性、連續(xù)性和密實(shí)性。監(jiān)理人員必須控制以下幾點(diǎn)：①制作混凝土的原材料必須符合使用要求，特別是水泥的質(zhì)量必須保證，粗骨料尺寸級(jí)配要合理；②嚴(yán)格按配合比進(jìn)行投料；③要設(shè)有專(zhuān)人對(duì)混凝土進(jìn)行坍落度等指標(biāo)的檢驗(yàn)。

（2）導(dǎo)管埋深控制

導(dǎo)管底端在混凝土面以下的深度是否合理關(guān)系到成樁質(zhì)量，必須予以嚴(yán)格控制。監(jiān)理人員應(yīng)要求施工單位在開(kāi)澆時(shí)，料斗必須儲(chǔ)足一次下料能保證導(dǎo)管埋入混凝土達(dá)1.0m以上的混凝土初灌量。在整個(gè)灌注過(guò)程中，要經(jīng)常探測(cè)孔內(nèi)混凝土面的位置，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深，導(dǎo)管埋深一般不小于1.0m且不大于6.0m。

（3）鋼筋籠上浮控制

監(jiān)理人員應(yīng)要求施工單位做好以下控制措施：①在鋼筋籠上加壓重物，并在上端加焊4根較粗鋼筋固定在鋼護(hù)筒頂部施工平臺(tái)上；②當(dāng)混凝土上升至鋼筋籠底部附近時(shí)，小幅提升導(dǎo)管以保持較小的埋管深度≥1.0 m，并減緩混凝土的灌注速度。

（4）樁頭質(zhì)量控制

監(jiān)理人員必須重視影響樁頭質(zhì)量的因素，要求施工單位采取如下控制措施：①?lài)?yán)格成孔工藝，清孔徹底，采用正確的水下混凝土灌注工藝，使鉆渣、泥皮被頂起至樁頂，在樁頭形成較厚的浮漿層；②應(yīng)確定合理的超灌量，根據(jù)浮漿層厚度及樁頂標(biāo)高附近的工程地質(zhì)情況，宜取0.5～1.0m的超灌高度，以保證混凝土強(qiáng)度，多余部分應(yīng)在接樁前必須鑿除，樁頭應(yīng)無(wú)松散層。

四、質(zhì)量檢測(cè)

淮水北調(diào)宿州市2015年配水工程于2017年1月完工，2017年4月委托安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院工程質(zhì)量檢測(cè)所對(duì)該工程進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。其中王橋鉆孔灌注樁檢測(cè)如下：

采用低應(yīng)變法檢測(cè)混凝土灌注樁樁身完整性，樁基反射波法無(wú)損檢測(cè)匯總表見(jiàn)表1。

表1 基樁反射波法無(wú)損檢測(cè)成果匯總表

該橋共16根樁，采用低應(yīng)變法檢測(cè)其樁身完整性，檢測(cè)的16根基樁全部為合格樁，其中Ⅰ類(lèi)樁10根占62.5%，Ⅱ類(lèi)樁6根占37.5%。

五、結(jié)束語(yǔ)

鉆孔灌注樁是樁基礎(chǔ)中常見(jiàn)的一種基礎(chǔ)形式，廣泛應(yīng)用于水工建筑和橋墩基礎(chǔ)的施工，具有施工速度快、占地少、相鄰干擾小、承載力大等優(yōu)點(diǎn)。該工程中監(jiān)理人員正確應(yīng)用有關(guān)規(guī)范，熟悉設(shè)計(jì)圖紙文件，抓好事前控制，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，工程控制取得了良好成效■