合流泵站建設(shè)中鉆孔樁施工質(zhì)量控制研究

曾金昌

廣東省水利水電第三工程局有限公司 廣東 東莞 523710

引言

鉆孔灌注樁具有承載結(jié)構(gòu)強、成本造價不高、沉降問題容易控制、土層類型的適用性等優(yōu)勢，在各種工程中受到了廣泛的應(yīng)用。本文通過對湛江市合流泵站建設(shè)施工中所用到的鉆孔灌注樁技術(shù)進行分析，旨在提升鉆孔灌注樁施工質(zhì)量。

1 工程概述

1.1 工程概況

根據(jù)設(shè)計圖紙，該工程的泵站廠房以及進水閘和出水閘兩側(cè)的懸擋土墻地基均需要進行鉆孔灌注施工。需要灌注的鉆孔樁，一共185根，樁的直徑有兩種，一種為直徑0.8m，另外一種直徑為1.0m，樁長為12～25.5m之間。

1.2 地質(zhì)情況

通過對施工地點的勘察，測得鉆孔內(nèi)地下水埋深2.5～3.6m，平均埋深3.06m，水位標高為23.10～23.72，平均標高23.41m。該施工區(qū)域內(nèi)地下水無色無味，水質(zhì)情況較好，因此不考慮其對混凝土以及鋼筋的腐蝕。施工場地內(nèi)的表面地層為第四系全新統(tǒng)筑填土、下一層是更新統(tǒng)北海組、底層是更新統(tǒng)湛江組海陸交互相沉積層[1]。

2 設(shè)計原則

2.1 科學(xué)實用合理原則

施工方案前期的策劃落實，必須要切合施工項目的實際條件，因地制宜采取技術(shù)措施，科學(xué)組織人員以及機械進行工程建設(shè)，安排好施工中的先后順序，優(yōu)化施工細節(jié)。對于在施工中使用到的勞動力、工程設(shè)備等采取有效組織，利用科學(xué)施工技術(shù)與管理方案，在確保安全的情況下，盡量提高施工方案的適用性。

2.2 保證施工質(zhì)量原則

提前制定質(zhì)量目標，嚴格要求施工質(zhì)量，從而提升工程的穩(wěn)定性和耐久性，嚴格篩選施工材料的質(zhì)量，健全質(zhì)量保證體系，對標國際先進驗收標準，確保單項工程任務(wù)的竣工和驗收必須得到有效保證。

2.3 保證工期原則

按照工程計劃竣工時間設(shè)計施工方案，該工程工期緊，并且需要達到較高的質(zhì)量標準，所以在施工中必須確保有足夠的技術(shù)裝備以及足夠的勞動力，利用各種機械設(shè)備輔助施工。并考慮到氣候、溫度等自然環(huán)境條件下的變化對施工帶來的干擾，制定預(yù)防解決方案，為施工的順利竣工提供基本保障。

2.4 文明施工、保護環(huán)境的原則

施工期間，必須堅持按照文明施工要求，并且要對施工環(huán)境做好保護，嚴格遵守國家環(huán)保政策對該工程環(huán)境保護的要求，爭取對周圍環(huán)境的影響程度降到最低，并制定一些相關(guān)規(guī)定與制度對施工人員進行制約[2]。

3 質(zhì)量問題與解決措施

3.1 坍孔現(xiàn)象

坍孔現(xiàn)象一般表現(xiàn)為鉆孔內(nèi)的水位下降、孔口產(chǎn)生細密的水泡、出渣明顯增加。造成該現(xiàn)象的主要原因是由于鉆孔速度過快，泥漿護壁無法形成泥膜，由此導(dǎo)致泥漿濃度不達標，無法達到護壁效果；并且當(dāng)護筒深度不夠的情況下，鉆孔下端會比較軟弱，很容易受到水壓力的作用而產(chǎn)生漏水情況；同時，如果鉆機在下鉆過程碰到護筒，可能會導(dǎo)致孔口坍塌。

處理辦法：如果用加大泥漿濃度來控制水位差的方法來控制孔壁坍塌，則采用此方法，一旦出現(xiàn)該方法失效，就要馬上拆除護筒，重新恢復(fù)二次填補鉆孔作業(yè)流程，完成鉆孔后再次實施管控措施。

3.2 縮孔現(xiàn)象

如果施工后的孔徑小于設(shè)計尺寸，即為縮孔現(xiàn)象?？s孔現(xiàn)象會對鋼筋籠產(chǎn)生負面影響并且導(dǎo)致樁結(jié)構(gòu)承載負荷達不到標準。深入分析其本質(zhì)是鉆機補焊缺乏有效性引起的，鉆錐在工作過程中所完成的孔徑遠遠達不到設(shè)計要求；當(dāng)鉆進土層后，鉆錐附著軟黏土，在后期潮濕條件下發(fā)生結(jié)構(gòu)膨脹；清孔不干凈，泥塊含量嚴重超標，樁頂周圍出現(xiàn)的保護層尺寸嚴重違背設(shè)計要求；孔中水頭無法保持，靜水壓力下降，孔壁土層無法保持穩(wěn)定而掉落，縮孔問題從而出現(xiàn)。

處理辦法：要不定時對鉆具尺寸進行復(fù)核，當(dāng)存在軟素土?xí)r，要加入失水率控制性優(yōu)良的泥漿，清除孔內(nèi)殘渣，澆筑混凝土必須確保成型質(zhì)量。

3.3 斷樁現(xiàn)象

在鉆孔完成后灌注混凝土?xí)r，一旦有泥漿或者沙粒等混入混凝土后，造成混凝土的質(zhì)量不達標，混凝土截面受損，澆筑形成的混凝土灌注樁受力要求也達不到標準，這類情況被稱為“斷樁”現(xiàn)象。主要原因可能是，混凝土的灌注量沒達到設(shè)計要求量，未能將導(dǎo)管底部全部掩埋，從而導(dǎo)致斷樁現(xiàn)象的發(fā)生；導(dǎo)管直徑尺寸不足，堵管隱患增加，如處理不當(dāng)，拉緊導(dǎo)管斷柱風(fēng)險則進一步增加；導(dǎo)管埋入不夠深度，拔導(dǎo)管過程中未脫離混凝土面，誘發(fā)斷觸問題出現(xiàn)。

處理辦法：反復(fù)核對澆灌混凝土的量是否正確，測試導(dǎo)管承壓復(fù)核與抗拉強度，導(dǎo)管氣密性必須得以保障。如若檢測到斷樁后，仍能夠提出鋼筋籠的，及時將鋼筋籠從混凝土中拉出來；如若不能提出的，安排重新將混凝土碎化，進行二次澆筑。如果斷樁在地表的5～10m，可以考慮挖開對原樁進行接樁處理的方案，斷樁在無法進行處理的情況下，應(yīng)該及時向設(shè)計方作出反饋，并與設(shè)計單位共同協(xié)商補樁方案，并及時實施，爭取盡量減少對工期的延誤。

3.4 鉆孔偏斜現(xiàn)象

孔樁垂直度不達標，斜裝斜度嚴重偏離，更嚴重情況下樁位超出設(shè)計尺寸較多，這就是鉆孔偏斜現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)了該現(xiàn)象，鋼筋籠吊裝的過程將非常困難，樁的可承載負荷將無法達到最初的設(shè)計目標。根據(jù)實際數(shù)據(jù)統(tǒng)計來看，造成上述問題的原因主要是鉆機平臺的水平度未進行控制；擴孔較大的位置出現(xiàn)嚴重的擺動；鉆機基礎(chǔ)發(fā)生不規(guī)則沉降；鉆機作業(yè)期間受到孤石等情況阻礙[3]。

處理辦法：鉆桿和鉆架在工作前期，必須要對垂直尺寸進行嚴格測量和核準，如果難以滿足設(shè)計方案，要進行矯正。樁機支撐基礎(chǔ)要進行加強，使樁機能夠在作業(yè)期間保持穩(wěn)定，鉆桿要按照設(shè)計參數(shù)進行選擇，偏斜位置鉆頭控制豎直效果。

4 鉆孔樁施工

4.1 施工工藝

在施工前清理施工通道，測量放線，同時平整需要鉆孔的場地，并埋設(shè)鋼護筒，在完成后對樁位進行復(fù)核，再將鉆機運輸?shù)秸_的位置進行安裝調(diào)試，進行鉆孔的過程中，調(diào)試好泥漿循環(huán)系統(tǒng)，配置符合設(shè)計要求的泥漿，孔樁內(nèi)部泥漿保持清潔，同時對泥漿以及沉渣進行檢測，合格后將鉆孔機移走，準備安放鋼筋籠，鋼筋籠應(yīng)提前制作好，并運輸?shù)街付▓龅?，安放鋼筋籠后下放導(dǎo)管進行水密性測試，然后再對孔洞里的沉渣進行檢測，如果附著殘渣偏多，要反復(fù)進行清理，滿足要求后，要完成水下混凝土澆筑，驗收合格后方可投入使用。

4.2 測量放線以及鋼護筒制作和埋設(shè)

對樁基位置全面做好設(shè)計放樣，注意在設(shè)計方案上明確行車路徑，保證道路與鉆孔位置維持有效的尺寸，避免路面的壓力影響到孔壁的穩(wěn)定性。按照施工場地作業(yè)條件，做好場地的清理工作，現(xiàn)場標注實際打樁坐標，下完護筒后拉上十字線對護筒中心點進行復(fù)核，并校對樁位的坐標。

4.3 泥漿制備與其循環(huán)系統(tǒng)

泥漿比重以及黏稠度是衡量泥漿好壞的重要依據(jù)。泥漿的比重過大會影響鉆機速度，也會導(dǎo)致孔壁泥皮加厚，而比重過小則容易引發(fā)坍孔的現(xiàn)象。在實際施工中，應(yīng)著重注意檢測泥漿的各項指標，確保泥漿的比重處于正常范圍內(nèi)[4]。

4.4 鉆機到場施工

在鉆孔灌注樁作業(yè)準備工作開始前，要對現(xiàn)場作業(yè)條件做好維護，再將鉆機運送到指定位置，同時檢查鉆機性能是否良好，保障鉆機的作業(yè)性能。鉆機安裝過程必須要對垂直度做好檢測，保證施工過程中鉆機的工作狀態(tài)能夠維持有效的作業(yè)基礎(chǔ)。安裝完畢后，利用水平尺以及測錘進行校對。同時需要注意鉆機底盤，不適合放置在不穩(wěn)固的填土上，避免地基周圍出現(xiàn)沉陷嚴重的問題。另外還要注意，現(xiàn)場的鉆機擺放位置必須結(jié)合工作交通條件進行綜合布置，以滿足現(xiàn)場運輸效率。

4.5 成孔檢查與清孔

進行清孔施工前，要設(shè)定好灌注泥漿比重參數(shù)要求。按照兩次清孔的作業(yè)要求，首先第一次清孔前，必須重點關(guān)注沉渣清除的效果，因為清孔重要性必須得到有效的保證，而且第一次清孔吸力強，絕大部分沉渣在第一次清孔作業(yè)期間都可以完成清理。緊接著第二次清孔前，進行清理作業(yè)過程中，這一次吸力較小，但可以作為第一次清孔工作的補充，對于殘渣的清理有著重要作用。在清孔作業(yè)結(jié)束之后，要對現(xiàn)場部分泥漿樣品做好檢測。

4.6 鋼筋籠制作與安裝

在鋼筋加工廠設(shè)置一個三排鋼筋骨架模型，每隔2m安放一個骨架定位框進行鋼筋籠的定位。鋼筋籠主筋在布置過程中與定位槽保持一致，最大限度發(fā)揮垂直作用，在指定位置后，將主筋與固定圓形以及加勁圈焊接在一起，并按照要求對箍筋進行綁扎，焊接好定位的鋼筋。張金龍屬金接頭，制定雙面搭接焊工藝，首先搭接長度不小于50mm，焊接成功后，要對鋼筋籠做好數(shù)據(jù)檢測，注意對鋼筋籠半成品的相應(yīng)順序編制，按照現(xiàn)場的使用要求分批運輸?shù)绞┕ぷ鳂I(yè)現(xiàn)場。對于后續(xù)鋼筋籠吊裝作業(yè)，要保持主筋之間對接順序，選取單面搭接焊的方式。

4.7 灌注混凝土

該孔樁采用標號為C30的商品混凝土，利用罐車直接運輸?shù)叫枰嘧⒒炷恋臉段?，直接向?qū)Ч苣切┝?，從而完成樁基混凝土灌注工作。砼需要滿足一定的強度，同時滿足以下要求：①選擇普通硅酸鹽水泥強度等級是42.5，并且其相關(guān)材料性能滿足行業(yè)規(guī)范要求。②混凝土的初凝時間必須確保大于12h以上。③要加入適當(dāng)?shù)姆勖夯液痛呋瘎?，提升混凝土的流動效果及和易性能。④細骨料要選擇滿足規(guī)范要求的中砂。⑤若施工環(huán)境溫度較高，利用降低骨料溫度的辦法，對混凝土進行調(diào)節(jié)。

5 結(jié)束語

在鉆孔灌注樁施工前，要對施工地點提前進行勘查，提前制定在施工過程中會遇到的質(zhì)量問題的方案。對施工工藝進行合理設(shè)計，做好放線及鋼護筒制作埋設(shè)，制備一套完善的泥漿循環(huán)系統(tǒng)，合理安裝鉆機及科學(xué)擺放鉆機位置，進行徹底的清孔工作等。這些都是保證鉆孔灌注樁質(zhì)量的重要因素，只有將每個小點都做好，才能得到質(zhì)量優(yōu)良的鉆孔灌注樁。