高速公路施工中鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制要點(diǎn)

侯 曉 杰

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

1 概述

鉆孔灌注樁是我國高速公路特殊地基處理中最常見的一種基礎(chǔ)形式。在我國高速公路施工中，由于鉆孔灌注樁具有的強(qiáng)大抗震性能、較高承載力的特性，成為了我國高速公路施工中為應(yīng)對特殊地基的一種最常見形式，在橋墩基礎(chǔ)施工中最為常見。

鉆孔灌注樁應(yīng)用范圍廣泛，在于其具有承載力大、施工周期短的技術(shù)優(yōu)勢，且占用的場地少，對相鄰建筑物干擾小。在施工過程中，由于工程種類繁多，影響質(zhì)量的因素較多。嚴(yán)格做好施工中的質(zhì)量控制，保證成樁質(zhì)量是確保工程效益的關(guān)鍵。

在鉆孔灌注樁施工中，由于成樁后補(bǔ)救困難，須采取各種有效措施，加強(qiáng)各工序的質(zhì)量控制，避免出現(xiàn)樁位偏差過大、樁體混凝土離析、斷樁、夾泥等質(zhì)量問題，以確保成樁質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，保證實(shí)現(xiàn)工程經(jīng)濟(jì)效益。

2 鉆孔樁施工要點(diǎn)

在鉆孔灌注樁施工中，由于采用不同的鉆孔設(shè)備，其施工工藝也不相同。在本文中，以在高速公路施工中使用最多的沖擊鉆或循環(huán)鉆機(jī)成孔為例，介紹鉆孔灌注樁的施工工藝，以期借鑒。

鉆孔灌注樁施工的主要工序有：施工場地平整→孔位測定→護(hù)筒埋設(shè)→鉆機(jī)鉆進(jìn)及成孔→提鉆后清孔→吊放制備好的鋼筋籠→下導(dǎo)管后再清孔→灌注混凝土→起拔導(dǎo)管→成樁及質(zhì)量檢測。

2.1 施工準(zhǔn)備

如進(jìn)行清除積水，平整施工場地，雜物清除等。鉆機(jī)底座須置于夯打密實(shí)的填土上，以免產(chǎn)生不均勻沉陷。

為保證樁位準(zhǔn)確，進(jìn)行樁位測定并復(fù)核后，測放出護(hù)樁。搭設(shè)工作平臺須牢靠穩(wěn)定。根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇適宜的鉆頭類型。針對施工現(xiàn)場地質(zhì)條件合理確定各項(xiàng)施工參數(shù)，如鉆進(jìn)壓力、鉆進(jìn)速度及泥漿比重等。

2.2 護(hù)筒埋設(shè)

采用的鋼護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭稍大，一般旋轉(zhuǎn)鉆按20 cm進(jìn)行控制，沖擊鉆按40 cm進(jìn)行控制。

使用的護(hù)筒高度一般是2 m，必要時(shí)須進(jìn)行加高。埋設(shè)到位后的護(hù)筒頂面一般比地面高出30 cm，應(yīng)采取措施確保埋設(shè)到位后密實(shí)不漏水。

在某項(xiàng)目施工中，要求將護(hù)筒頂面標(biāo)高偏差須控制在50 mm內(nèi)，傾斜度不大于1%；孔位中心偏差控制在50 mm內(nèi)。

2.3 泥漿配制

泥漿具有護(hù)孔壁、冷卻鉆頭及攜帶鉆渣等效果，宜采用優(yōu)質(zhì)膨潤土造漿，進(jìn)行粘度、比重等指標(biāo)控制。

在施工過程中，為確保成孔質(zhì)量，須及時(shí)清理沉淀池中的沉渣，予以廢棄澆筑時(shí)溢出的廢棄泥漿。

2.4 成孔

鉆進(jìn)作業(yè)采用旋挖鉆孔時(shí)，須校準(zhǔn)鉆機(jī)就位后的鉆桿中心與樁中心對準(zhǔn)后，再設(shè)置另外專人進(jìn)行復(fù)核，方可開鉆。在鉆進(jìn)過程中，須對鉆機(jī)所處部位的地面下沉狀況進(jìn)行監(jiān)測。

鉆進(jìn)作業(yè)中，向護(hù)筒內(nèi)注入的泥漿以不外溢為度，須保持泥漿質(zhì)量的穩(wěn)定。

在開始旋進(jìn)的5 m～8 m范圍內(nèi)，鉆進(jìn)速度要慢，監(jiān)測鉆桿垂直度，應(yīng)及時(shí)糾正出現(xiàn)的偏差。渣樣撈取在每鉆進(jìn)2 m或是在地層變化處進(jìn)行，以便及時(shí)進(jìn)行泥漿指標(biāo)和旋挖速度的調(diào)整。

鉆進(jìn)作業(yè)應(yīng)盡量連續(xù)進(jìn)行。

2.5 清孔

為確?？椎壮猎穸确显O(shè)計(jì)要求，在我國采用泥漿置換進(jìn)行清孔是使用最多的清孔方法，嚴(yán)格禁止用增加孔深來代替清孔。

鉆進(jìn)孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，須對成孔的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測，主要是進(jìn)行孔深、孔徑、孔型等的檢查，均達(dá)標(biāo)后進(jìn)行清孔作業(yè)。在清孔排渣過程中，應(yīng)采取有效措施避免孔體出現(xiàn)坍塌。

在進(jìn)行泥漿置換清孔作業(yè)時(shí)，應(yīng)對抽出的孔內(nèi)泥漿進(jìn)行質(zhì)量檢測，要求不得含有2 mm～3 mm的顆粒，泥漿比重按1∶1以內(nèi)進(jìn)行控制，含砂率應(yīng)控制在2%以內(nèi)，粘度處于17 s～20 s范圍內(nèi)。

在澆筑混凝土前，應(yīng)進(jìn)行孔底沉渣厚度檢測，進(jìn)行二次清孔作業(yè)。

2.6 制作鋼筋籠、聲測管及安裝

在鋼筋加工棚中集中加工鋼筋籠，加工場地須硬化，加工及堆放場地應(yīng)設(shè)置防雨棚。

將加工完畢的鋼筋籠吊裝入孔。主筋與加強(qiáng)箍筋必須全部焊接，必要時(shí)可以分段入孔。鋼筋籠分節(jié)長度，應(yīng)綜合考慮加工、運(yùn)輸及起吊能力等綜合確定。

加工鋼筋籠的鋼筋須符合設(shè)計(jì)要求，不存在影響耐久性的質(zhì)量缺陷，應(yīng)平直、無局部彎折。

應(yīng)對加工完畢的鋼筋籠設(shè)置的加強(qiáng)筋進(jìn)行質(zhì)量檢測，要求在加強(qiáng)筋外側(cè)點(diǎn)焊焊接主筋。要求設(shè)置的墊塊間的縱向間距不得超過2 m，在環(huán)向方向上設(shè)置數(shù)量不少于4個(gè)，對稱錯(cuò)位布置。

加工完畢的鋼筋籠須高于地面5 cm進(jìn)行堆放，襯墊以每隔2 m的間距進(jìn)行設(shè)置，采取防雨布覆蓋等防水措施。

使用的聲測管材質(zhì)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。采用等邊三角型的布置方式進(jìn)行聲測管安裝，使用U形環(huán)定位并綁扎牢固。在進(jìn)行鋼筋籠入孔作業(yè)時(shí)，為防止聲測管堵塞，須對其兩端采取有效的密封措施。

牢固定位入孔后的鋼筋籠，采取有效措施避免出現(xiàn)灌注中的掉籠或浮籠現(xiàn)象。

2.7 灌注混凝土

混凝土灌注作業(yè)是確保成樁質(zhì)量的關(guān)鍵之一，是施工中進(jìn)行質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)。

在正式灌注作業(yè)前，須對灌注孔的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行校核，如鋼筋籠標(biāo)高、導(dǎo)管下口距孔底距離、孔底泥漿厚度等，必須時(shí)須提前進(jìn)行處治，經(jīng)復(fù)核無誤后開始灌注。

在灌注作業(yè)過程中，須采取有效措施避免出現(xiàn)坍孔和泥漿沉淀過厚的現(xiàn)象。采用直升導(dǎo)管法進(jìn)行灌注作業(yè)。開始灌注作業(yè)時(shí)，須保證導(dǎo)管下口在首批混凝土灌注完畢后埋入混凝土深1 m～3 m。邊進(jìn)行混凝土灌注，邊提拔導(dǎo)管，混凝土灌注速度與提管速度應(yīng)相匹配，確保導(dǎo)管口下端始終埋在混凝土深中2 m左右。為保證成樁質(zhì)量，灌注時(shí)間應(yīng)盡量縮短，要求在首批混凝土初凝前結(jié)束灌注作業(yè)。

在樁體灌注作業(yè)中，單個(gè)樁體一經(jīng)開灌，要求須將任何原因的中斷控制在30 min以內(nèi)。

為確保能有效的進(jìn)行浮漿清除和消除測量的誤差，灌注作業(yè)結(jié)束后的混凝土面標(biāo)高，要求應(yīng)超過設(shè)計(jì)標(biāo)高在0.5 m以上。

2.8 樁基檢測

按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行的成樁后的養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，測定的樁體混凝土強(qiáng)度須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，樁身須勻質(zhì)、完整。設(shè)置專人進(jìn)行樁體質(zhì)量檢查，對樁身混凝土的無損檢測須全部進(jìn)行，必要時(shí)可對部分樁體鉆芯取樣檢測。

3 常見質(zhì)量問題

在高速公路施工中，須做到對影響施工質(zhì)量因素的嚴(yán)格控制，對發(fā)現(xiàn)的事故迅速分析原因后，應(yīng)及時(shí)采取處理措施，確保成樁質(zhì)量。施工中發(fā)生的質(zhì)量事故多出現(xiàn)在澆筑環(huán)節(jié)。其中，混凝土離析和混凝土堵管較為常見。

3.1 離析處理

在灌注過程中，混凝土出現(xiàn)的離析會導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，嚴(yán)重的會出現(xiàn)斷樁，須對混凝土離析給予足夠重視。

在鉆孔樁灌注作業(yè)中，混凝土產(chǎn)生離析的原因有很多種。其中，較常見的是灌注前發(fā)生的混凝土離析、灌注中出現(xiàn)導(dǎo)管進(jìn)水的離析，當(dāng)導(dǎo)管埋深過小時(shí)也容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

對出現(xiàn)的離析須及時(shí)查明原因，采取有效措施予以處理。可對離析程度較輕的樁體不予處理。為確保樁體承載力，對于達(dá)到較重以上程度的離析，必須予以處治。當(dāng)出現(xiàn)的離析部位處于距樁頂10 m內(nèi)的范圍時(shí)，且樁徑超過1 000 mm的，樁心混凝土采用人工方式清除后，對其采用立柱混凝土的施工工藝進(jìn)行澆筑。當(dāng)離析部位處于距樁頂10 m以外范圍的，或是樁徑小于1 000 mm時(shí)，應(yīng)將樁心混凝土使用鉆芯機(jī)取出后，再重新進(jìn)行灌注。

3.2 堵管處理

在開始灌注時(shí)或灌注作業(yè)中途發(fā)生較多。發(fā)生導(dǎo)管堵塞的原因是多樣的。比較常見的有：初灌時(shí)，沉渣堵塞導(dǎo)管；混凝土中的大石子卡管；因故中斷灌注導(dǎo)致混凝土在管中凝結(jié)等。

對于初灌時(shí)發(fā)生的導(dǎo)管堵塞，在將導(dǎo)管馬上提出后，及時(shí)進(jìn)行管內(nèi)混凝土的清除，再重新下放導(dǎo)管清孔后，重新進(jìn)行混凝土灌注。還可以使用長桿沖搗或是提升導(dǎo)管反復(fù)進(jìn)行插振。必要時(shí)，將導(dǎo)管撥起進(jìn)行清理后插入混凝土面2 m左右，使用水泵將導(dǎo)管內(nèi)泥漿浮漿清理后，繼續(xù)進(jìn)行混凝土灌注。

由于鉆孔樁屬于隱蔽工程，成樁后出現(xiàn)的質(zhì)量問題很難處理，嚴(yán)重的甚至無法彌補(bǔ)。嚴(yán)格進(jìn)行各工序質(zhì)量控制，將事后檢驗(yàn)變?yōu)槭虑邦A(yù)防，是確保成樁質(zhì)量的最有效方式。

參考文獻(xiàn)：

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