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1、<p> 橋梁鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量控制</p><p> 摘要:鉆孔灌注樁是樁基礎(chǔ)中常見的一種形式,廣泛應(yīng)用于房屋建筑、橋墩基礎(chǔ)的施工,其具有施工速度快、噪聲小、承載力大等優(yōu)點(diǎn)。但鉆孔灌注樁施工環(huán)節(jié)較多,容易出現(xiàn)樁位偏差過大、孔底沉渣偏多、埋管、鋼筋保護(hù)層不足、樁體砼離析、斷樁、樁爛心等質(zhì)量問題。這些質(zhì)量問題往往使成樁難以滿足設(shè)計(jì)要求,且補(bǔ)救困難,因而嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量是整個(gè)施工過程中的一
2、個(gè)重要環(huán)節(jié)。 </p><p> 關(guān)鍵詞:橋梁鉆孔灌注樁;施工質(zhì)量控制 </p><p> 中圖分類號(hào):TU71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A </p><p><b> 工程案例 </b></p><p> 某工程基本情況:主引橋1座,全長(zhǎng)567.194m,共分5跨;匝道橋4座,總長(zhǎng)1517.769m。據(jù)鉆探勘察報(bào)告,橋梁施工
3、場(chǎng)地土層自上而下依次為雜填土,粘土,淤泥質(zhì)粘土,淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,粉質(zhì)粘土,含粘性土粉砂,粉質(zhì)粘土,粘土,粉質(zhì)粘土,細(xì)砂,粉質(zhì)粘土,中砂,粉質(zhì)粘土,粘土,粉砂。工程所采用樁基礎(chǔ)主要為直徑φ1200mm的鉆孔灌注樁,平均設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為60m,混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C25。 </p><p> 2、鉆孔灌注樁施工過程前的質(zhì)量控制 </p><p> 在準(zhǔn)確放樣的前提下埋設(shè)護(hù)筒,埋設(shè)護(hù)筒的方法和要求,
4、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-89)(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)已作出了較詳細(xì)的規(guī)定。如果鉆孔是在陸地上進(jìn)行的,則一般采用挖坑法,比較簡(jiǎn)單易行;如果鉆孔在水上進(jìn)行,則護(hù)筒埋設(shè)采用錘擊打入的方法,比較快捷穩(wěn)妥,前提條件是均要在護(hù)筒上口作好樁中心標(biāo)記,以便鉆機(jī)對(duì)中。鉆孔對(duì)中過程中,比較易忽視的就是鉆機(jī)底座的水平問題,這在一般成套設(shè)備中因?yàn)橛幸簤赫{(diào)整裝置,問題不大,只要注意就行了;而在自制的鉆孔設(shè)備中,由于沒有水平調(diào)整裝置,再加上有時(shí)在水上
5、搭設(shè)平臺(tái),平臺(tái)本身即與水平面不平行,致使鉆桿夾具無法保持水平,引起鉆桿的不垂直,從而影響灌注樁的垂直性。盡管此時(shí)鉆頭中心與護(hù)筒所標(biāo)設(shè)的樁中心重合,而實(shí)則樁位已偏斜。因此在對(duì)位及鉆孔過程中,均應(yīng)觀測(cè)調(diào)整鉆機(jī)的水平和垂直度。 </p><p> 在該工程主引橋鉆孔灌注樁施工中的某樁,出現(xiàn)了護(hù)筒外壁冒水,引起地基下沉,護(hù)筒傾斜和移位,造成了鉆孔偏斜。通過檢查,發(fā)現(xiàn)原因是埋設(shè)護(hù)筒時(shí)周圍的土體不夠密實(shí),護(hù)筒水位差太大所致
6、,經(jīng)過及時(shí)調(diào)整,才使工程得以順利進(jìn)行。造成護(hù)筒壁冒水的主要原因有這幾種:埋設(shè)護(hù)筒的周圍土體不夠密實(shí),或護(hù)筒水位差太大,或鉆頭起落時(shí)碰撞。 其防治措施有:在埋筒時(shí)應(yīng)選用最佳含水量的粘土分層夯實(shí),在護(hù)筒的適當(dāng)高度開孔,使護(hù)筒內(nèi)保持1.01.5米的水頭高度,鉆頭起落時(shí),應(yīng)防止碰撞護(hù)筒,發(fā)現(xiàn)護(hù)筒冒水時(shí),應(yīng)立即停止鉆孔,用粘土在四周填實(shí)加固,若護(hù)筒嚴(yán)重下沉或移位時(shí),則應(yīng)重新安裝護(hù)筒。3、灌注樁施工中的質(zhì)量控制及防治 </p><
7、;p> 3.1成孔后孔底沉渣量的控制 </p><p> 該工程某號(hào)灌注樁施工完成后,樁設(shè)計(jì)承載力為2000kN,實(shí)施荷載試驗(yàn)時(shí),當(dāng)外荷載加至1400kN,樁就出現(xiàn)大量沉降,經(jīng)施工人員多方面證實(shí)是因?yàn)闃抖顺猎窟^多,導(dǎo)致該樁失效,亦影響其它樁的評(píng)定??椎壮猎怯绊憳冻休d能力的重要因素,有關(guān)規(guī)范規(guī)定,水下灌注樁樁底沉渣厚度對(duì)端承樁不得超過100mm、磨擦樁為300mm,但在施工過程中,常有不少灌注樁的樁底
8、沉渣仍滿足不了此要求,其原因,主要是由于泥漿性能不符合要求,影響鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量的泥漿的性能指標(biāo)主要是比重和粘度,若泥漿過稀,則攜渣能力不夠,若泥漿過稠,則孔壁會(huì)形成一層厚厚的泥皮,無形之中減少了樁徑。泥漿的比重、粘度應(yīng)根據(jù)地下水位高低和地層穩(wěn)定情況等進(jìn)行確定,如地下水位較高,容易坍塌,泥漿比重、粘度可大些,但不宜過大,比重以1.1~1.2、粘度為18~25s為宜。鉆孔結(jié)束后,監(jiān)理人員應(yīng)要求施工單位在進(jìn)行一次清孔的同時(shí)必須不斷地補(bǔ)充新
9、鮮泥漿,將孔內(nèi)含砂量大、性能差的泥漿置換出來;二次清孔時(shí)宜采用泵吸反循環(huán)清孔,若采用正循環(huán)清孔,要排出巖渣和泥團(tuán),須加大泥漿比重和粘度,且清孔的速度要慢。鉆孔完畢后監(jiān)理人員必須對(duì)終孔進(jìn)行驗(yàn)收,根據(jù)鉆桿和鉆頭或測(cè)繩</p><p> 由于清孔時(shí)利用大功率的泥漿泵翻騰底部沉渣形成上升力,并利用泥漿的浮力將沉渣排出。因此檢查沉渣厚度前須關(guān)閉泥漿泵切斷排渣動(dòng)力,并等待510min使底部較大顆粒的沉渣沉積,再使用測(cè)錘檢測(cè)
10、沉渣厚度。由于使用原土造漿,泥漿的膠體率相對(duì)較差,會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)使泥漿懸浮顆粒沉淀增大沉渣厚度。應(yīng)在清孔結(jié)束30分鐘之內(nèi)灌注混凝土,否則應(yīng)重新檢測(cè)沉渣厚度,不符合要求的須重新清孔排渣。建議泥漿檢測(cè)順序依次為:關(guān)閉泥漿泵-測(cè)泥漿比重-測(cè)含砂率-測(cè)粘度-測(cè)沉渣厚度。 </p><p> 3.2孔壁坍塌控制 </p><p> 3.2.1、泥漿護(hù)壁技術(shù) </p><p&g
11、t; 沖擊鉆孔,沖抓鉆孔和回轉(zhuǎn)鉆削成孔等均可采用泥漿護(hù)壁施工技術(shù)。 </p><p> 該施工技術(shù)的過程是:場(chǎng)地平整→泥漿制備→埋設(shè)護(hù)筒→鋪設(shè)工作平臺(tái)→安裝鉆機(jī)并定位→鉆進(jìn)成孔→清孔并檢查成孔質(zhì)量→下放鋼筋籠→灌注水下混凝土→拔出護(hù)筒→檢查質(zhì)量。 </p><p> 泥漿護(hù)壁是鉆孔灌注樁施工技術(shù)關(guān)鍵之一。泥漿護(hù)壁的好壞直接關(guān)系到鉆孔灌注樁的質(zhì)量。泥漿護(hù)壁按土層的性質(zhì)可以用原土造漿,即
12、鉆孔時(shí)直接注人清水使之與原位的粘土混合成護(hù)壁泥漿,也可用人工制備的泥漿。在砂層、砂夾層等易塌孔的土層中鉆孔,應(yīng)當(dāng)用人工制備的特殊泥漿。在該工程某小橋的鉆孔灌注樁施工過程中,大量的粘土從樁底排出來,經(jīng)質(zhì)檢人員檢測(cè)后,與清水混合成護(hù)壁泥漿,這樣一來,既經(jīng)濟(jì),又可就地取材,大大加快了工程的進(jìn)度。泥漿的作用是護(hù)壁、攜砂、冷卻鉆頭和潤(rùn)滑,其中護(hù)壁和攜砂是主要的。注入干凈泥漿的比重應(yīng)控制在1.1g/cm3左右,泥漿稠度過大會(huì)影響鉆進(jìn)速度,而泥漿過稀
13、則不利于護(hù)壁和排渣。排出泥漿的比重應(yīng)控制在1.21.4 g/cm3左右;當(dāng)穿過砂夾卵石層或容易塌孔的土層時(shí)排出泥漿的比重可增大至1.31.5 g/cm3。泥漿除控制比重外,還應(yīng)定期測(cè)定它的粘度。在不同的土層中鉆孔,泥漿粘度要求是不同的,在混有砂土的淤泥層中,合適的泥漿粘度為2023s;在砂土中為2345s;在沙礫層中大于45s。 </p><p> 3.2.2、孔壁坍塌控制 </p><p&
14、gt; 孔壁坍塌一般是因預(yù)先未料到的復(fù)雜的不良地質(zhì)情況、鋼護(hù)筒未按規(guī)定埋設(shè)、泥漿粘度不夠、護(hù)壁效果不佳、孔口周圍排水不良或下鋼筋籠及升降機(jī)具時(shí)碰撞孔壁等因素造成的,易造成埋、卡鉆事故,應(yīng)高度重視并采取相應(yīng)措施予以解決。監(jiān)理人員首先應(yīng)認(rèn)真審閱場(chǎng)地工程地質(zhì)勘察報(bào)告,對(duì)地層情況做到心中有數(shù);其次必須嚴(yán)格要求施工單位按規(guī)定埋設(shè)鋼護(hù)筒,保證孔口排水良好,下設(shè)鋼筋籠及升降機(jī)具要防止偏斜;再者,在特殊地層鉆進(jìn)應(yīng)要求采用優(yōu)質(zhì)沖洗液護(hù)壁,同時(shí)也可采用正
15、循環(huán)鉆進(jìn)、反循環(huán)排渣的作法來抑制不穩(wěn)定段地層的坍塌;最后,在不穩(wěn)定地層中,換漿不要過早,可在下完鋼筋籠后進(jìn)行二次清孔時(shí)替換掉高比重泥漿后,要督促施工單位及時(shí)灌注混凝土,減少沉渣時(shí)間,以保證樁身質(zhì)量。 </p><p> 3.3、擴(kuò)徑和縮徑控制 </p><p> 擴(kuò)徑、縮徑都是由于成孔直徑不規(guī)則出現(xiàn)擴(kuò)孔或縮孔及其它不良地質(zhì)現(xiàn)象引起的,擴(kuò)孔一般是由鉆頭振動(dòng)過大、偏位或孔壁坍塌造成的,縮孔
16、是由于鉆頭磨損過甚、焊接不及時(shí)或地層中有遇水膨脹的軟土、粘土泥巖造成的??s徑會(huì)減少樁的豎向承載力,而擴(kuò)徑會(huì)增加成本,必須采取有力措施予以控制。為避免擴(kuò)徑的出現(xiàn),監(jiān)理人員應(yīng)檢查鉆機(jī)是否固定、平穩(wěn),要求減壓鉆進(jìn),防止鉆頭擺動(dòng)或偏位,在成孔過程中還應(yīng)要求徐徐鉆進(jìn),以便形成良好的孔壁,要始終保持適當(dāng)?shù)哪酀{比重和足夠的孔內(nèi)水位,確??變?nèi)泥漿對(duì)孔壁有足夠的壓力,成孔尤其是清孔后應(yīng)督促施工單位盡快灌注水下混凝土,盡可能減少孔壁在小比重泥漿中的浸泡時(shí)間
17、;為避免縮徑的出現(xiàn),鉆孔前監(jiān)理人員應(yīng)詳細(xì)了解地質(zhì)資料,判別有無遇水膨脹等不良地質(zhì)條件的土層,如有應(yīng)要求施工單位應(yīng)采用失水率<3~5 ml/30 min的優(yōu)質(zhì)泥漿進(jìn)行護(hù)壁,經(jīng)常對(duì)鉆頭的直徑進(jìn)行校正,鉆頭直徑一般比所需成孔直徑小20~25 mm為宜。 </p><p> 3.4、導(dǎo)管埋深控制 </p><p> 導(dǎo)管底端在混凝土面以下的深度是否合理關(guān)系到成樁質(zhì)量,必須予以嚴(yán)格控制。監(jiān)理人員
18、應(yīng)要求施工單位在開澆時(shí),料斗必須儲(chǔ)足一次下料能保證導(dǎo)管埋入混凝土達(dá)1.0m以上的混凝土初灌量,以免因?qū)Ч芟驴谖幢宦袢牖炷羶?nèi)造成管內(nèi)反混漿現(xiàn)象,導(dǎo)致開澆失?。辉跐沧⑦^程中,要經(jīng)常探測(cè)混凝土面實(shí)際標(biāo)高、計(jì)算混凝土面上升高度、導(dǎo)管下口與混凝土面相對(duì)位置,及時(shí)拆卸導(dǎo)管,保持導(dǎo)管合理埋深,嚴(yán)禁將導(dǎo)管撥出混凝土面,導(dǎo)管埋深一般應(yīng)控制在1~6 m,過大或過小都會(huì)在不同外界條件下出現(xiàn)不同形式的質(zhì)量問題,直接影響灌注樁的質(zhì)量。 </p>
19、<p> 3.5、鋼筋籠上浮控制 </p><p> 鋼筋籠的尺寸及焊接質(zhì)量。下鋼筋籠之前應(yīng)檢查保護(hù)塊是否安放到位,核對(duì)每節(jié)鋼筋籠的長(zhǎng)度。嚴(yán)格控制鋼筋的焊接質(zhì)量。冬季施工時(shí)氣溫較低,焊接質(zhì)量會(huì)受影響(鋼筋脆性增大),故應(yīng)特別重視。 </p><p> 在灌注混凝土前,鋼筋籠自重與懸吊力形成平衡狀態(tài),在混凝土灌注過程中,由于下列原因引起鋼筋籠上浮:①鋼筋籠在孔口固定不牢固或提
20、升導(dǎo)管用力過猛,將鋼筋籠鉤掛;②混凝土面到達(dá)鋼筋籠底面時(shí),導(dǎo)管埋深過淺,灌注量過大或混凝土面超過鋼筋籠底一定高度時(shí),導(dǎo)管埋深過大;③混凝土質(zhì)量差,對(duì)于易離析、坍落度損失大的混凝土,都易使鋼筋籠上浮,解決的辦法是操作要正確、確保混凝土質(zhì)量及加快混凝土灌注。另外,監(jiān)理人員還應(yīng)要求施工單位做好如下控制措施:①在鋼筋籠上加壓重物,并在上端加焊4根較粗鋼筋(20以上)固定在鋼護(hù)筒頂部施工平臺(tái)上;②用細(xì)鋼筋在鋼筋籠上加焊防浮倒刺;③當(dāng)混凝土上升至
21、鋼筋籠底部附近時(shí),小步提升導(dǎo)管以保持較小的埋管深度(≥1.5 m),并稍稍減緩混凝土的灌注速度。 </p><p> 3.6、樁頭質(zhì)量控制 </p><p> 有關(guān)規(guī)范規(guī)定當(dāng)鑿除樁頂浮漿層后,應(yīng)保證設(shè)計(jì)的樁頂標(biāo)高及樁身混凝土質(zhì)量。在鉆孔灌注樁施工中,要想保證樁頭的質(zhì)量,必須控制好最后一次灌注量,樁頂不得偏低,鑿出浮漿高度后必須保證暴露的樁頂混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值,這就要求灌注混凝土的高度
22、要超過樁頂標(biāo)高。在實(shí)際施工中,超灌量控制不當(dāng)是經(jīng)常存在的問題,超灌量過大,造成浪費(fèi),超灌量不足,樁質(zhì)量不能得到滿足。另外,在開挖樁頭檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn),由于樁頂混凝土與孔內(nèi)泥漿有直接接觸,里面有時(shí)會(huì)裹有泥砂和浮漿等雜質(zhì),對(duì)樁頭質(zhì)量產(chǎn)生極大影響。監(jiān)理人員必須重視影響樁頭質(zhì)量的因素,要求施工單位采取如下控制措施:①嚴(yán)格成孔工藝,清孔徹底,采用正確的水下混凝土灌注工藝,使鉆渣、泥皮被頂起至樁頂,在樁頭形成較厚的浮漿層;②施工中應(yīng)測(cè)準(zhǔn)混凝土上升面標(biāo)高;
23、③應(yīng)確定合理的超灌量,根據(jù)浮漿層厚度及樁頂標(biāo)高附近的工程地質(zhì)情況,宜取0.5~1.0 m的超灌高度;④清孔泥漿要滿足要求,灌注混凝土前,要進(jìn)行孔底泥漿取樣,孔底50 cm范圍內(nèi)的泥漿比重≤1.25、粘度≤28 s;⑤在混凝土灌注過程中,盡量少上下活動(dòng)導(dǎo)管,導(dǎo)管埋深要在1~6 m范圍。 </p><p><b> 4、結(jié)論 </b></p><p> 鉆孔灌注樁的整
24、個(gè)施工過程屬隱蔽工程項(xiàng)目,而且在橋梁工程中其質(zhì)量的控制非常關(guān)鍵。鉆孔灌注樁的整個(gè)施工過程屬隱蔽工程項(xiàng)目,而且在橋梁工程中其質(zhì)量的控制非常關(guān)鍵。在組織鉆孔灌注樁施工的關(guān)鍵幾個(gè)工作是施工方法確定、施工機(jī)械的選型、施工現(xiàn)場(chǎng)的布置、鉆孔、清孔和灌注水下混凝土。因此,應(yīng)隨時(shí)做好各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和技術(shù)參數(shù)的檢測(cè)工作,及時(shí)發(fā)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題,根據(jù)不同情況及時(shí)采取相應(yīng)的防治措施,有效的控制施工過程前后的一些通病,只有這樣,灌注樁的施工質(zhì)量才能得
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