[摘要:]對鉆孔灌注樁施工全過程控制,是保證樁基施工質量的重要環節,分別進行探討并提出相關處理方案。
[關鍵詞:]鉆孔灌注樁,施工,質量控制
隨著經濟發展,大跨結構物及高層建筑的修建,對基礎要求愈來愈高。樁基礎具有承載力高、噪音低、沉降小、施工便捷等優點,得到了大范圍推廣和應用,廣泛應用于各類橋梁、城市高樓、港口碼頭等水下建筑物的基礎中。但鉆孔灌注樁深埋地下,具有隱蔽性,不能直接表觀的控制其質量,特殊地質條件,如溶洞、深的軟土地基,工藝和措施的復雜和難度增加不少,因此,嚴格控制工藝流程成為質量控制重中之重,否則在成樁后易出現各種質量缺陷。
通過收集、分析、總結鉆孔樁基的施工成敗經驗,本文就其施工流程的全過程控制和要點做淺層分析和研究。
一、全過程控制
1 事前控制
事前控制是有效的控制手段,由于鉆孔樁施工的隱蔽性及工序的不可逆性,前期工作的監控尤為重要。
1) 資質審查
資質審查是必不可少的工作:一是施工隊伍的人員組成和組織架構、現場人員專業素質及相關經驗的審查。二是到場施工機械的審查,施工機械及后備設備與現場施工條件、樁基要求相配套完善。
2) 完善施工方案
施工前實行嚴謹的、能清晰記錄在案的技術交底,并編制完善的、操作性強的施工方案,及相應的應急預案和措施。
3) 查閱圖紙和資料
查閱、分析圖紙,發現其中疑問,及時溝通設計方,尤其對關鍵要點和重要原則,如樁基終孔原則,特殊地質條件下的應對措施等等,應清楚明了,確保正確理解執行設計意圖。
2過程控制
2.1控制指標。
鉆孔樁必須注重過程控制,其質量指標,如樁身成孔垂直度、樁徑大小和孔深、護壁泥漿粘稠度、樁底沉渣厚度等等,如果控制不好,則可能發生塌孔、縮徑、偏孔、斷樁及樁承載力不足等質量問題,嚴重的導致廢樁出現。
1)樁身垂直度
這是灌注樁后續工序,如鋼筋籠吊裝,砼灌注得以繼續的重要條件。垂直度控制依靠鉆機就位的準確性和平整性,以及在鉆進過程樁錘的控制,特別是碰到孤石、陡峭巖面時,施工時要注意控制樁錘的下落高度,盡量輕擊,多次錘擊,保證樁錘不出現慣性偏孔,保證精度。
按照驗收標準,偏孔允許誤差為:群樁:100mm;單排樁:50mm。
2) 樁徑及樁深
鉆頭大小決定樁基直徑的大小,施工過程要經常觀察鉆頭直徑,發現其磨損超過10mm要及時補焊鉆頭。
樁基鉆進過程,孔深要由卷尺進行定期復核,當到達終孔標高時,探孔器對樁徑和孔深進行檢驗是必不可少的程序。摩擦樁和支撐樁深度的允許誤差:
摩擦樁不小于設計規定;支承樁比設計深度超深不小于50mm。
3)護壁泥漿質量控制
在樁基施工過程中,泥漿作用是往上懸浮鉆渣和護壁。為了防止坍孔,穩定孔內水壓力以及便于反碴,泥漿比重是關鍵。宜采用比重小,粘度大,含砂率低的優質泥漿。同時,在鉆進過程中,可以利用物理方法(如使用漩流出渣器)或化學方法(如加入Na2co3、NaoH、CMC、PHP等外加劑)來改善泥漿性能。
另外,應針對泥漿循環(正或反)方式,選擇適當指標,使護壁泥漿皮薄而有韌性,使樁身與地層緊密接觸,提高樁周與土層的摩阻力。
4)樁底沉渣厚度控制
不同受力要求的樁基,其樁底沉渣厚度的要求不同。一般來說,嵌巖樁和端承樁,沉渣厚度不得大于5cm,摩擦樁的則要求不大于15cm,特殊情況的,摩擦樁也會以前一數值要求。
2.2施工控制要點
2.2.1 隔孔施工
樁基成樁過程中,樁身周圍土體對樁基始終有主動土壓力作用,在成孔初期樁身強度很低,采取適當的施工距離—隔孔施工,可以減少相互間的土體擾動,防止坍孔和縮徑。
2.2.2護筒埋置
水中鉆孔灌注施工,護筒腳是最薄弱的地方,它位于護筒與泥巖相接處,易出現漏漿、塌孔現象。護筒下沉深度太小,將導致漏漿。因此,護筒應進入足夠的粘土層深度,為此,往往采用鉆孔后二次下沉護筒的辦法。同時,護筒頂部高度上應不小于水頭高度。
護筒要固定住,防止水流的波動使護筒外壁與土體之間產生空隙,導致漏漿發生。
2.2.3 漏漿處理
漏漿是常見事故,原因是水頭過高或護筒腳有缺陷。當見到護筒外水面冒出氣泡或渾水,意味著漏漿已經發生。如果漏漿輕微,可以加入適量水泥或其他外加劑,改善泥漿質量,繼續鉆進;當漏漿嚴重時,應停止鉆進,或振動加深埋入護筒,或回填粘土,靜置穩定后再繼續鉆進。如果回填量太大,可加入大量水泥或其他外加劑,同時,密切注意護筒內處的水位差,隨著護筒外水位的漲落,往護筒內加入或抽出泥漿,保持“0”水頭鉆進成孔。
2.2.4 鋼筋籠吊裝
鋼筋籠吊裝過程易發生上浮現象,上浮多發生于灌注砼的導管位于鋼筋籠底部,或已灌注的砼厚度較大時,此時鋼筋籠靠自身重力和與孔壁的摩擦力抵抗砼上頂力、及泥漿的浮力,一旦失去平衡,鋼筋籠就將上浮。預防措施是:在鋼筋籠頂部施加豎向約束,如將鋼筋籠頂部鋼筋接長,焊于護筒頂部,限制其豎向位移。
砼灌入鋼筋籠后,砼上升不宜過快,導管在砼內埋深不宜過大,嚴格控制在2-6m之間,提升導管時,不宜過快,防止導管鉤鋼筋籠,將其帶上等。 發現鋼筋籠上浮之后,應查明是否導管原因。
2.2.5 砼灌注
2.2.5.1 樁底沉渣厚度控制
一般鉆孔灌注樁的沉渣厚度宜控制在50mm以內。沉渣過厚使樁底存在軟弱隔層,導致端承力失效。控制措施為:
1)采用二次清孔工藝:1)采用二次清孔工藝:
終孔 第一次清孔 下鋼筋籠 第二次清孔 灌注砼。
2)正循環清孔速度慢且不徹底,大比重泥漿還會影響砼的灌注和樁身摩擦阻力,建議最后一次清孔使用反循環清孔。
3)首灌宜采用大方量、超高壓措施,確保首灌注砼的巨大沖力將沉渣濺除。使樁底砼跟基巖密貼。
2.2.5.2 導管準備與安裝
導管宜選擇25cm~35cm的直徑,為了保證接頭水密性,使用前應進行0.6~10Mpa壓力水試壓,保證不漏水。
2.2.5.3 首灌控制
施工中應使用質量合格的原材料。確保砼具有良好的和易性和流動性。灌注用導管應平直,內壁光滑不漏水。 砼儲料斗下口應高于泥漿適當距離(4m以上),使其保持一定的超壓力,要確保導管首埋在1m以上。
2.2.5.4 后續砼灌注
當導管內的砼不滿,含有空氣時,后續砼要徐徐灌入。避免在導管內形成高壓氣囊,使砼無法下灌,將導管間的橡膠墊擠破,發生漏漿,造成事故。
2.2.5.5 樁頂灌注
灌注樁頂砼時,由于導管內砼超壓力降低,而導管外的泥漿及含渣土稠度和比重增大,使砼從導管內流出的速度降低,擴散上升困難。易造成樁頭鋼筋籠外側無砼保護層,這時應稍提漏斗增大落差,反復抖動,以提高砼密實度并利于樁頭砼的向鋼筋籠外側擴散。
2.2.5.6 灌注過程的事故處理
砼應連續灌注,不得中斷,確保樁身質量。但由于某些原因,導管撥離砼面后,引起斷樁。為了減少損失,施工中可使用二次剪球法。灌注過程中提管,拆管必須注意控制導管出口不被拔出夾渣面。灌注結束時,將砼灌高一定高度,確保夾渣面清除即可。
3 成樁后的檢測和補救
砼灌注完成,待強度達標后,要進行超聲波檢測或抽芯檢測,甚至要進行靜載試驗,以檢驗成樁質量。當樁基評定不合格,或廢樁出現,則多采用加樁處理或重新沖孔灌注。
通常情況下,樁基質量事故出現較多的是樁底沉渣過厚,樁身夾泥或出現砼離析蜂窩現象,通常使用壓漿補強法進行處理,具體是:用高壓水槍切割破碎軟弱夾層,并將其碎渣清理后,壓注水泥砂漿,從而補強樁身軟弱部位,或提高樁基地基承載力的目的。
二、結語
鉆孔灌注樁施工屬于隱蔽工程施工,在施工中對環節加強控制,不放松細少環節,就能基本保證樁基的質量,為建造合格優良工程打下牢固可靠的基礎。
參考文獻:
[1]凌志平. 基礎工程[M]. 北京:人民交通出版社,1996.
[2]《樁基工程手冊》編寫委員會. 樁基工程手冊[M]. 北京:中國建筑工業出版社,1995.
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