周鐵峰
廣州機場建設投資集團有限公司 廣東 廣州 510010
巖溶發(fā)育地質(zhì)施工是城市建設施工中經(jīng)常面臨的施工環(huán)境,巖溶地質(zhì)屬于不良地質(zhì)的一種,施工過程需采用科學合理的施工控制手段來保證是施工過程的安全,也是保證樁基施工質(zhì)量的重要措施。在巖溶發(fā)育地質(zhì)基樁施工前,需對作業(yè)面的上覆巖(土)層進行充分的設計和論證,保證施工機械的安全作業(yè);需對場地進行合理化的降排水設計,保證上覆軟土的水分能有效排出,改良施工作業(yè)面土層的強度和壓縮性,保證樁基施工過程的垂直度滿足要求,從而控制基樁的施工質(zhì)量;需根據(jù)穿越土層的特性,對護壁泥漿的配合比及換漿速度進行合理設計,保證孔壁的穩(wěn)定和清渣效果等。
白云機場三期擴建工程周邊基礎設施一期工程,也稱平西安置區(qū),項目規(guī)劃總用地面積約604297m2,群體建筑面積約1172146.47m2。項目主要建設內(nèi)容工程內(nèi)容包括安置區(qū)建設、地下空間等綜合開發(fā)建設及公建配套設施、紅線范圍內(nèi)的配套道路等工程。其中,平西安置區(qū)南區(qū)標段包括地塊一至地塊十四的工程建設內(nèi)容,群體建筑面積約554182.71m2,其中住宅建筑面積約346721.8m2,均采用裝配式建筑,建筑物最大高度41.2m,單跨最大跨度10.8m,基礎主要為高強預應力管樁和泥漿護壁鉆(沖)孔灌注樁兩種形式。
場區(qū)巖土層為:第四系沖洪積層、殘積土層覆蓋,沖洪積土層主要由填土、粉質(zhì)黏土、黏土、粉細砂、中粗砂、下伏巖層等組成,局部分布有淤泥;殘積土層主要為粉質(zhì)黏土、粉土等;基巖主要為壺天組、測水組沉積巖,主要巖性為石灰?guī)r、炭質(zhì)灰?guī)r和炭質(zhì)頁巖等巖性,呈淺色、灰白色、灰黑色為主,巖面標高起伏大,溶洞發(fā)育強烈,溶洞直徑范圍大部分分布在0.5~3.5m區(qū)間,連通性一般。場地內(nèi)靜止水位埋深1.90~3.80m左右。
本工程地工程樁采用預應力管樁和鉆(沖)孔灌注樁兩種樁型,樁基工程概況見表1。
表1 樁基工程概況
首先做好清表和場地平整工作,保證后續(xù)施工設備平臺的穩(wěn)定。在工作面位于溶洞范圍或影響范圍在溶洞臨空面范圍內(nèi)時,應詳細勘察溶洞位置、大小和充填效果,摸查上覆巖土層的厚度等,保證施工機械在作業(yè)期間的安全穩(wěn)定。
在施工測量工作,首先要采用全站儀進行樁位測放,先將鋼筋插入樁位中心,再在周圍打一根控制樁,并采用砂漿進行固定,經(jīng)檢查合格以后才能進入下一工序。
在護筒埋設前,先結(jié)合項目的地質(zhì)情況和樁身直徑等進行鋼護筒制作,護筒成形以后,及時對鋼護筒的下放位置進行定位,并進行鋼護筒下沉,在下沉時應確保鋼護筒的平穩(wěn)性。由于項目所處地質(zhì)為軟土地質(zhì),其土層為淤泥質(zhì)黏土層,故易于發(fā)生塌孔,將護筒埋深控制在10m。同時,在護筒埋設時,考慮到穿透難度較大,故應采用人工挖埋技術進行埋設,以免受到外界因素的影響而導致塌陷[1]。施工中應注意以下幾點:
(1)對樁位中心進行校核,并采用粘土進行護筒回填。
(2)在護筒埋設時,應采用人工挖埋方式,將入土深度控制在4m左右,護筒上部應高出地面0.3m,同時要超出地下水位1.5~2m。
(3)在施工中,應確保護筒中心與樁中心相互重合,將平面偏差控制不大于5cm,傾斜度偏差不大于1%。如果出現(xiàn)不良土層,應加深護筒埋設的深度。
(1)在鉆進前,應在樁位兩邊鋪設路基箱,高度為30cm,在上方放置枕木,當鉆機就位時,應確保底座的平穩(wěn)性,加強鉆機的垂直度控制,確保鉆機頂部、與護筒中心在同一垂直線上,將偏差控制小于±20mm。
(2)鉆機就位時,應對鉆機平臺進行復測,做好鋼護筒標高測量,為孔深與沉渣厚度測量提供參考。
沖孔灌注樁施工作為鉆孔施工中重要工序,應優(yōu)選鉆機,采用低速鉆進方式,以免造成施工影響。同時,要結(jié)合項目的地質(zhì)條件,對鉆機鉆頭進行切換,保證鉆機平穩(wěn)[2]。
(1)在沖孔鉆進時,應采用低錘密擊的方式,泥漿護壁時采用循環(huán)方式,孔深達護筒下 3m 后,轉(zhuǎn)入正常連續(xù)沖擊,造孔時及時將殘渣排出孔外。
(2)在鉆進過程中每1~2m要檢查一次成孔的垂直度。大直徑樁孔可分級成孔,成孔過程中泥漿面保持穩(wěn)定。
(3)成孔后,用測繩下掛0.5kg重鐵砣測量檢查孔深并驗收,核對無誤后,進行清孔。
(4)孔徑≥設計樁徑,孔斜≤1%,孔深允許偏差+30cm護筒中心,要求偏差不大于±20mm。
圖1 沖擊鉆進
清孔作為鉆孔后一個重要環(huán)節(jié),主要清除樁孔內(nèi)的雜質(zhì),以減小孔底沉降,提升樁孔的承載力。在鉆孔完畢后,應及時進行清孔,以減少放置時間,避免出現(xiàn)殘渣沉積現(xiàn)象。終孔作業(yè)完成后,確保沖孔管離孔底約16cm左右,泥漿要循環(huán),輸入比重控制在1.1~1.25,并換出鉆渣較多的泥漿[3]。另外,將清孔時間控制在0.3~2h。清孔過程中,應保證泥漿面高度。
(1)合理選擇噸位合適的吊裝機械,在吊放時,應以孔位為中心進行下沉,以免與孔壁發(fā)生碰撞。
(2)在接長時,應對準孔位將第一段鋼筋籠吊入,再在護筒上部采用架立筋進行固定,接著將第二段鋼筋籠吊起,并進行接長。
(3)當鋼筋籠安裝完畢以后,應嚴格檢查鋼筋頂端的高度。
圖2 鋼筋籠吊裝
在混凝土澆筑前,應合理選擇導管并安裝。在導管組裝時,應確保接頭密封性,以免發(fā)生滲漏。
首次使用前,先做好閉水試驗,試水壓力0.6~1.0MPa,以不漏水為合格。導管底端下沉深度為孔底標高上500mm。在漏斗安裝時,應將它安裝于導管頂端。
(1)在水下砼灌注前,應進行二次清孔。二次清孔時,應采混凝土導管,清孔時,保證輸入密度不大于1.15的泥漿[4]。
(2)當二次清孔完畢后,應對孔底沉渣厚度進行測定,一般控制不大于50mm,當滿足要求以后,及時進行水下混凝土灌注。
圖3 二次清孔
水下混凝土灌注作為灌注樁施工中最后一道工序,在施工時,應對灌注樁的中心坐標進行檢查,當滿足要求以后才能進行使用。同時,要合理控制混凝土的灌注時間,確保水下灌注的質(zhì)量,在實際施工時,應注意以下幾點。
(1)將導管直徑控制在200~250mm范圍內(nèi),分節(jié)長度控制在2~2.5 m,施工時,確保導管與鋼筋距離在100mm左右,在安裝前先進行試拼裝,安裝結(jié)束以后才能進行試壓。
(2)在澆筑過程中,應將管底與孔底的間距控制在300~500mm,同時采用導管將混凝土面埋入,其埋深應大于0.8m,在澆筑過程中,應將導管埋深控制在2~6m。
(3)在施工過程中必須安排施工人員實時查看導管孔狀態(tài),確保導管內(nèi)不發(fā)生堵塞,一旦發(fā)現(xiàn)導管內(nèi)部存在堵塞物,施工人員需要立即活動導管,保證導管的通透性。
(1)原材料控制。在施工前,應嚴格檢查進場的鋼筋原材料的標號、出廠日期和實驗報告等文件,看各項性能指標是否符合設計要求,禁止使用劣質(zhì)材料。
(2)成孔質(zhì)量檢查。在鉆孔灌注樁成孔施工時以及混凝土灌注之前,應嚴格檢查鉆孔成孔質(zhì)量。首先進行孔位檢查,當埋設好鋼護筒以后,應采用全站儀對孔位進行定位檢查。其次,在樁孔成孔以后,應選用測量鉆頭從孔口至孔底鉆入孔中,如果鉆頭不卡鉆,就證明孔徑滿足要求。在檢測時,應將井徑器吊起,保持孔的中心與鋼繩的一致性,并將它逐漸放入孔內(nèi),孔徑不小于籠徑,保證能夠通暢放入。另外,還要結(jié)合測量系統(tǒng)進行工程測量。1)做好孔深檢查工作,采用錐形錘進行檢查,保證錘底直徑約14cm,高度約21cm,質(zhì)量約5kg。在測繩時,應對鋼尺進行核查。2)清孔結(jié)束以后,應在樁孔底部位置取泥漿,再采用比重稱進行泥漿的比重和含沙量測定[5]。
(3)樁身質(zhì)量檢查。在樁身混凝土澆筑時,先進行混凝土取樣,取樣成型以后,再開展混凝土指標試驗工作。根據(jù)設計要求,確?;炷猎嚰尚徒M數(shù)滿足數(shù)量要求。另外,在混凝土澆筑完畢后,應采用超聲波管來檢測樁體質(zhì)量。
(4)樁位控制。為了保證樁位質(zhì)量,在施工前,應采用全站儀進行樁位定位,當埋設護筒完成以后,要進行復測。同時,要采用坐標架進行護筒中心、樁位中心校正,看是否保持一致。
(5)樁長控制。在施工過程中,應對護筒口高程進行換算。同時,要確保機具長度的準確性。對鋼繩長度進行測量,對于負重后的伸長值進行檢查,看是否有誤,如果有誤要及時更正。
(6)樁底沉渣控制。加強樁底沉渣控制,鉆孔的泥漿比重不大于1.25,及時清理孔底沉渣,以免影響到基樁承載力。
(7)混凝土強度控制。在施工前,應結(jié)合設計要求進行混凝土試配,施工結(jié)束后,及時進行混凝土保養(yǎng),合理調(diào)整混凝土配合比。
(8)樁身結(jié)構(gòu)控制。按照隱蔽工程進行鋼筋籠驗收,并做好記錄。在鋼筋籠施工前,應將施工指標控制在允許范圍內(nèi),包括主筋搭接長度、塊位置定位等。
綜上所述,隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,建筑施工技術也得到了迅速發(fā)展和進步,建筑施工質(zhì)量和施工過程安全也得到了顯著提升。本文結(jié)合實例,通過對巖溶發(fā)育地質(zhì)環(huán)境下的泥漿護壁沖擊成孔灌注樁施工中質(zhì)量控制措施進行研究,結(jié)果表明,泥漿護壁沖擊成孔施工技術具有良好的施工效果和質(zhì)量可靠性,具有一定的應用價值,可為后續(xù)巖溶地質(zhì)環(huán)境中施工提供參考。