超高層建筑超深旋挖灌注樁施工質(zhì)量控制

金峽

（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 三門峽 472000）

0 引言

隨著我國各大城市有限空間的不斷壓縮，超高層建筑的快速發(fā)展，城市豎向空間設(shè)計(jì)理念的不斷優(yōu)化，越來越多要求在狹小區(qū)域內(nèi)開發(fā)建設(shè)的建筑物拔地而起，隨之對樁基的設(shè)計(jì)要求也不斷提高，單樁承載力的要求也越來越高，大直徑、超深、超厚嵌巖樁隨處可見，在大直徑、超深旋挖灌注樁施工過程中遇到的地層情況必定各異，施工效率也會(huì)出現(xiàn)明顯差異[5]。這類樁施工方面依靠配套大型旋挖機(jī)來保證大直徑、超深、超厚嵌巖樁需要的扭矩和嵌巖能力外，還需要從物理、力學(xué)等角度進(jìn)行優(yōu)化施工技術(shù)，大直徑、超深旋挖灌注樁在強(qiáng)風(fēng)化下帶地層中[1]。如何確保將大型旋挖機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能最大化用于成孔進(jìn)尺上，減少無用功的出現(xiàn)以期加快施工成孔效率是值得我們深人研究和探討的技術(shù)難題。

1 旋挖鉆孔灌注樁的施工優(yōu)勢分析

旋挖鉆孔灌注樁與傳統(tǒng)的建筑裝機(jī)施工方法不同，這種方法自身不僅具有高效率、高自動(dòng)程度等優(yōu)點(diǎn)之外，還具備著較好的施工質(zhì)量。但是在實(shí)際運(yùn)用旋挖灌注樁施工技術(shù)的過程中，整個(gè)自動(dòng)化控制工作需要借助電腦來幫助完成，使得整個(gè)工作效率以及工作質(zhì)量能夠得到不斷的提高。此外，旋挖灌注樁施工技術(shù)還具有環(huán)保方面的優(yōu)點(diǎn)，旋挖鉆機(jī)所形成的孔洞體積與泥漿體積是基本相等的，在這種情況下泥漿就會(huì)保護(hù)整個(gè)墻壁，避免了對施工現(xiàn)場所造成的不利影響。同時(shí)旋挖灌注樁施工技術(shù)對于地質(zhì)方面并沒有太高的要求。

2 鉆孔質(zhì)量問題形成原因分析

鉆孔出現(xiàn)質(zhì)量方面的問題原因有很多，站在鉆孔過程以及空行檢測的結(jié)果上進(jìn)行一系列的分析之后發(fā)現(xiàn)，以下4個(gè)問題是發(fā)生概率最高的：①在護(hù)筒埋設(shè)長度與原設(shè)置長度較短的情況下，鉆孔上部的擴(kuò)徑就會(huì)與原護(hù)筒底部出現(xiàn)相交叉的現(xiàn)象，如果在這種情況下進(jìn)行實(shí)際的鉆孔工作，那么整個(gè)鉆孔過程將會(huì)出現(xiàn)大幅度的粉土抖動(dòng)情況。如果所使用的旋挖鉆機(jī)的鉆桿比較粗，那么在這時(shí)如果進(jìn)行反復(fù)的上提或者下放均會(huì)影響到整個(gè)施工泥漿面質(zhì)量[2]。鉆孔幅度可以達(dá)到2～4m，如果這一問題得不到有效的緩解，那么在反復(fù)震動(dòng)的情況下及其容易引發(fā)互同底部出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象。②上部鉆孔擴(kuò)徑與粉土層之間存在著較大的厚度，在此情況下如果進(jìn)行實(shí)際的鉆孔工作，那么整體上部的穩(wěn)定性就會(huì)出現(xiàn)問題。除此之外，⑥、⑦、⑧土層是一種沙性土，這種土質(zhì)直接會(huì)引發(fā)泥漿性能不斷下降的問題發(fā)生。③本次項(xiàng)目所選取了通常鋼筋籠，整個(gè)鋼筋籠的籠徑達(dá)到了660mm，整個(gè)下籠過程并沒有出現(xiàn)卡滯的現(xiàn)象。這種操作過程直接說明了鉆孔直徑不可低于660mm，如果整個(gè)孔型在檢測的過程中出現(xiàn)有下部縮頸的現(xiàn)象，那么可能是由于泥漿中含沙率過高的原因而導(dǎo)致的，或者在下部鉆孔的泥漿內(nèi)有大泥團(tuán)的存在也會(huì)導(dǎo)致這種問題的出現(xiàn)。④在鉆孔上部出現(xiàn)坍塌或者鉆頭直徑過大的情況下，整個(gè)灌注混凝土充盈系數(shù)將會(huì)不斷提高。

3 超高層建筑超深旋挖灌注樁施工質(zhì)量控制措施

3.1 旋挖機(jī)設(shè)備

大型旋挖機(jī)的類型各種各樣，會(huì)根據(jù)實(shí)際的施工狀態(tài)選取合適的類型來完成工作，比如大直徑超深超厚前沿旋挖罐裝柱在實(shí)際進(jìn)行工作的過程中，只有具備超大動(dòng)力和扭矩冠狀大型旋挖機(jī)才能夠支持不斷工作，對于大直徑超深、超厚前沿旋挖灌注樁所使用的施工技術(shù)需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員去不斷深化研究，只有在這種情況下，整個(gè)成孔功效才能夠達(dá)到所需要的狀態(tài)，以此來保證高層建筑裝設(shè)計(jì)工作能夠向著更好的方向發(fā)展。

3.2 護(hù)筒埋設(shè)

在埋設(shè)護(hù)筒工作之前，護(hù)筒的制作工作是極其重要的，只有選取較合適的位置，整個(gè)加強(qiáng)筋的焊接工作才能夠達(dá)到其應(yīng)有的效果，一般會(huì)在整個(gè)桶的中部外側(cè)位置加設(shè)5mm的鋼板來保證護(hù)筒的高度能夠得到提高。同時(shí)要注意內(nèi)徑不可低于樁徑的0.2m，為了避免有溢漿的現(xiàn)象發(fā)生，我們可以通過在銅頂下方的20cm處來設(shè)置溢漿孔來達(dá)到這一效果。在護(hù)筒的制作工作完成之后，首先我們需要來選取裝中心線來進(jìn)行護(hù)筒的埋設(shè)工作，這個(gè)工作我們可以運(yùn)用挖土坑的方式來進(jìn)行[3]。整個(gè)埋設(shè)工作要保證與中心點(diǎn)位置沖齊，偏差不可以大于50mm。

3.3 泥漿調(diào)制與清孔

3.3.1 泥漿調(diào)制

在對泥漿進(jìn)行調(diào)制的過程中，應(yīng)從以下4點(diǎn)來進(jìn)行。①在黏性土成孔的過程中為了能夠起到保護(hù)墻壁的效果，我們一般會(huì)選取清水作為注入水的方式來達(dá)到這一目的。②類沙層以及沙土成孔時(shí)要將比重控制在1.2～1.3，否則將會(huì)出現(xiàn)一系列的質(zhì)量問題。③而對于容易出現(xiàn)坍塌或者存在沙卵現(xiàn)象的土層，一般會(huì)將比重控制在1.3～1.5以此來避免土層成孔的過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題。④黏度需要控制到18～28s，砂率不大于8%，膠體率≤90%，整體數(shù)據(jù)可以隨著整個(gè)工程的實(shí)際地質(zhì)條件進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

3.3.2 清孔

清孔工作主要有包括以下5個(gè)方面：①導(dǎo)管以及鋼筋骨架的安裝工作需要在第一次完成清孔工作之后來進(jìn)行，在進(jìn)行混凝土的澆筑工作之前，則需要進(jìn)行第二次的清孔工作。②在進(jìn)行第二次清孔工作的過程中，要根據(jù)工程的地質(zhì)含沙量來合理的調(diào)整泥漿的比重。③泥漿性能指標(biāo)以及沉渣厚度需要在第二次清空工作完成之后來進(jìn)行對比分析。④只有在泥漿性能指標(biāo)以及沉渣厚度處于合理范圍內(nèi)的情況下，水下混凝土的灌注工作才能夠更加順利的進(jìn)行，如果數(shù)值出現(xiàn)偏差并且偏差不在可允許范圍內(nèi)，這時(shí)就需要再次進(jìn)行清孔處理工作，以至于相關(guān)數(shù)據(jù)處于合理范圍內(nèi)時(shí)方可停止。⑤為避免在成孔的過程中出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象，水位一定要處于護(hù)筒流水孔的下端位置，如果位置不合理，那么就會(huì)引發(fā)坍塌[4]。

3.4 鋼筋籠加工與安裝

在分段制作的過程中，鋼筋籠長度要控制在25m之內(nèi)，同時(shí)在焊接的過程中要注意焊接的長度以及要與鋼筋籠頂部進(jìn)行加固工作，加固工作的長度要控制在1500mm以內(nèi)。為了避免鋼筋籠在下降的過程中出現(xiàn)卡掛道管的現(xiàn)象，可以通過加焊加強(qiáng)筋的方式來達(dá)到這一目的，要注意加強(qiáng)筋只可焊接在鋼筋籠下端主筋的端部位置。為了能夠使超過1m的鋼筋籠在起吊的過程中更加方便，可以通過在鋼筋籠的內(nèi)部架設(shè)井字型或者三角形的結(jié)構(gòu)來進(jìn)一步的支撐，直徑與箍勁的直徑相同。在以上一系列的工作完成驗(yàn)證工作之后，再在樁孔中慢慢的將鋼筋籠放入其中，在這一過程中，要避免出現(xiàn)孔洞錯(cuò)位或者碰撞到孔壁的現(xiàn)象發(fā)生?？孜诲e(cuò)位的現(xiàn)象要以以下幾個(gè)偏差情況為標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行查看：鋼筋籠定位標(biāo)高偏差與龍中心與裝孔中心偏差分別為50mm和10mm，而對于主筋的混凝土保護(hù)層厚度來講，這應(yīng)處于50mm以上，而保護(hù)層的偏差要處于20mm之內(nèi)，鋼筋籠頂面和莊頂標(biāo)高誤差都應(yīng)處于50mm以內(nèi)。對于樁基比較深的鋼筋籠來講，在進(jìn)行焊接工作的過程中，需要將鋼筋籠進(jìn)行分段處理，每一段的長度應(yīng)大于5m，只有這樣，整體的焊接效率才能夠不斷提高。

3.5 灌注混凝土

在鋼筋籠安裝工作完成之后，需要對孔底沉渣的厚度進(jìn)行進(jìn)一步的檢驗(yàn)，如果沉渣厚度大于50mm的情況下，那么則需要進(jìn)行第二次的清孔工作。水下混凝土的灌注工作需要再清空完畢后立馬執(zhí)行：水下混凝土的灌注工作要注意出骨料最大粒徑不宜超過40mm，同時(shí)也要對含砂率進(jìn)行嚴(yán)格的控制?；炷猎谶\(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的過程中，可以運(yùn)用汽車輸送泵來直接完成輸送工作。為了避免混凝土的質(zhì)量在運(yùn)輸?shù)倪^程中受到影響，可以站在實(shí)際施工的情況上來適當(dāng)加入緩凝劑?；炷脸跄龝r(shí)間是最容易控制混凝土進(jìn)度的一個(gè)階段。在選取導(dǎo)管的過程中，可以優(yōu)先選擇鋼導(dǎo)管長度，管形以及鋼管厚度則需要以實(shí)際的施工現(xiàn)場來合理選擇。在拼裝導(dǎo)管的過程中，要保證導(dǎo)管底與孔底有0.3～0.5m的間距，只有這樣，沉渣才能夠順利的排出，才不會(huì)影響到整體的施工質(zhì)量。導(dǎo)管在實(shí)際使用之前，需要對其進(jìn)行水壓力測試工作，只有在測試完成之后才能夠進(jìn)行實(shí)際使用，避免由于導(dǎo)管質(zhì)量問題而影響到整體的工作狀態(tài)。

3.6 施工現(xiàn)場管理

在對施工現(xiàn)場進(jìn)行管理工作的過程中，要從以下3個(gè)方面入手。

（1）需要制定一個(gè)詳細(xì)管理制度。每個(gè)施工管理人員都要嚴(yán)格按照管理規(guī)章制度嚴(yán)格進(jìn)行，特別是對于項(xiàng)目主要管理人來講，只有項(xiàng)目主要管理人能夠以身作則，而自身的管理制度又非常的完善，那么整個(gè)管理工作將會(huì)非常順利的進(jìn)行。

（2）需要對施工現(xiàn)場做出針對性的施工方案。只有準(zhǔn)備一個(gè)詳細(xì)的施工方案，整個(gè)施工工作才能夠更加順利的進(jìn)行，在制定施工方案的過程中，需要由項(xiàng)目主要管理人員按照現(xiàn)場的實(shí)際情況以及施工圖紙等全方面的進(jìn)行把控。整個(gè)施工方案主要包括編制據(jù)、工程概況、地質(zhì)條件、施工內(nèi)容、施工方法、組織、技術(shù)質(zhì)量、施工安全措施、施工方案等多個(gè)方面。在實(shí)際施工的過程中可以隨著現(xiàn)場的施工情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。針對不同項(xiàng)目的施工質(zhì)量進(jìn)行比較，對于施工質(zhì)量以及施工效果較好的項(xiàng)目可以作為模板。一個(gè)項(xiàng)目質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)與施工準(zhǔn)備工作是否充分有著直接的聯(lián)系。

（3）需要對整個(gè)施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的把控。評價(jià)項(xiàng)目最主要的就是查看該工程的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，一個(gè)工程的質(zhì)量與工程施工的進(jìn)度、成本以及效益等方面都有著直接的聯(lián)系。通過查看以往裝機(jī)工程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題后發(fā)現(xiàn)，主要問題大都是以下幾點(diǎn)所導(dǎo)致的：鋼筋籠上浮、沉渣過厚、孔壁坍塌、護(hù)筒底部坍塌、堵管、混凝土超方短方等。針對一項(xiàng)的各種現(xiàn)象，需要從源頭上入手去進(jìn)行嚴(yán)格的把控，盡可能的避免這種質(zhì)量事故出現(xiàn)而影響到整個(gè)施工工程。質(zhì)檢工作按照責(zé)任劃分到個(gè)人，并且按照相應(yīng)的獎(jiǎng)罰措施來督促相關(guān)管理人員的工作，對于工作出現(xiàn)誤差的班組或者個(gè)人都需要提出批評并進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幜P，對于能夠認(rèn)真完成自身工作的個(gè)人或班組則要進(jìn)行適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)，以次來保證相關(guān)工作人員都能夠更加積極地完成自身的工作項(xiàng)目。

4 成樁質(zhì)量檢測技術(shù)

4.1 成孔直徑檢測

在對成孔直徑進(jìn)行檢測工作之前，檢測井口要處于護(hù)筒的上端位置，同時(shí)要保證測量位置要與樁位中心對齊，并且在井口架上放置井口滑輪，井口滑輪主要是為了能夠更好的將井徑儀放置到孔底而存在的，由于井徑儀機(jī)械臂自身具備彈簧，這時(shí)在上提井徑儀情況下整個(gè)便會(huì)緊貼于井壁。機(jī)械臂的末端會(huì)隨著井徑不斷變化整個(gè)張開和合攏的狀態(tài)也會(huì)不斷的變化，他們兩者之間處于緊密聯(lián)系的關(guān)系，一個(gè)變化另一個(gè)也會(huì)隨之變化，而電阻間的電位差在不斷變化的過程中，會(huì)隨之同步到地面計(jì)算機(jī)上，地面計(jì)算機(jī)會(huì)通過一定的分析處理后得出相關(guān)的檢測曲線，通過這一曲線，便能夠直觀地看出成孔直徑是否在所接受的范圍內(nèi)。

4.2 垂直度檢測

井口滑輪可以將儀器放置到井口孔底，在放置的過程中每隔5m就會(huì)讀取出一次數(shù)據(jù)，根據(jù)現(xiàn)場的各個(gè)參數(shù)以及所測得的數(shù)據(jù)都可以同步到計(jì)算機(jī)中，通過計(jì)算機(jī)來進(jìn)行一系列的分析便可以得出側(cè)面投影圖、平面投影圖、剖面投影圖以及空間軌跡圖等等，這樣就可以將成孔垂直度更加精準(zhǔn)地計(jì)算出來。

4.3 孔底沉渣

井口滑輪也可以將沉渣探頭放入在孔底內(nèi)，這時(shí)沉渣探頭便會(huì)伸出探針，探針會(huì)將整個(gè)孔底的現(xiàn)象反饋出來，探針位置可以隨著實(shí)際的情況而不斷的改變。探針在不斷深入的過程中是由主機(jī)來進(jìn)行控制的，同時(shí)通過探針的壓力以及伸出的長度，而探針?biāo)斐龅拈L度也就是所要確認(rèn)沉渣厚度。

5 結(jié)語

創(chuàng)新施工技術(shù)不僅能有效提高了大直徑、超深旋挖灌注樁在強(qiáng)風(fēng)化二代中的施工效率，而且在成本、質(zhì)量上同樣擁有足夠的優(yōu)勢，在項(xiàng)目施工大直徑、超深的多根旋挖灌注樁過程中，記錄數(shù)據(jù)顯示采用創(chuàng)新的施工技術(shù)對機(jī)械設(shè)備的維修和損壞率明顯降低，同等配件作業(yè)壽命增加；另外，成樁后的混凝土充盈系數(shù)也有所保障。