正循環(huán)鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的控制
袁開剛
摘要:首先介紹了目前我國(guó)工程施工中常用的樁基礎(chǔ)施工方式;其次以正循環(huán)施工法為重點(diǎn)進(jìn)行詳述,以其施工工序?yàn)橐罁?jù),分別講述各施工階段具體過程、要求、常見問題及預(yù)防解決方法。
關(guān)鍵詞:楊林塘大橋 正循環(huán) 鉆孔灌注樁 鋼筋籠
引言:樁基礎(chǔ)在工程施工中作為建筑物的最終承重受力部件,其施工質(zhì)量好壞直接影響到工程的本質(zhì)質(zhì)量。本論文首先從整體上簡(jiǎn)述目前我國(guó)建筑工程中樁基施工常見方式與類型,接著以G204國(guó)道太倉(cāng)沙溪至蘇昆太段擴(kuò)建工程E標(biāo)楊林塘大橋?yàn)楸尘爸攸c(diǎn)介紹了正循環(huán)鉆孔灌注樁的施工,從而闡述了樁基施工中應(yīng)該注意的問題與控制重點(diǎn)。
在樁基礎(chǔ)施工過程中,總體上可以根據(jù)樁是否預(yù)制分為預(yù)制樁施工與現(xiàn)澆鋼筋混凝土樁施工法。工程施工中,預(yù)制樁(管狀、方莊等)施工中常采用的方法有:靜壓沉樁法和錘擊沉樁法兩種,其質(zhì)量控制指標(biāo)主要有:樁底標(biāo)高、錘擊(靜壓)力、沉入度等。如下圖:
而現(xiàn)澆鋼筋混凝土樁可以按照其成孔方式分為:沖擊鉆法、旋挖法、人工挖孔法、正反循環(huán)法等等,其質(zhì)量控制指標(biāo)主要從:材料(鋼筋籠制作)、施工過程(鉆孔過程、清孔過程、澆筑工程)進(jìn)行控制。如下圖:
工程概況:
204國(guó)道蘇州段北起張家港市通沙汽渡,南經(jīng)過張家港市、常熟市、太倉(cāng)市至上海市,全長(zhǎng)約102.4公里。204國(guó)道太倉(cāng)段,目前是上海經(jīng)蘇州轄區(qū)內(nèi)沿江市縣通向江蘇北部地區(qū)的重要通道之一,為充分發(fā)揮204國(guó)道在區(qū)域路網(wǎng)中的骨干功能,加快沿江產(chǎn)業(yè)開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施,促進(jìn)蘇南經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,204國(guó)道擴(kuò)建十分緊迫。
楊林塘大橋位于G204國(guó)道擴(kuò)建工程太倉(cāng)段。其總體布置:橋梁全長(zhǎng)730.02米(含橋臺(tái));雙幅總寬30米,單幅橋?qū)?4.5米。共有直徑1.5米陸上樁109根,共計(jì)11340.8米;直徑1.8米陸上樁16根,共計(jì)971.2米。
根據(jù)工程地質(zhì)報(bào)告、現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境、樁的特征(樁徑和樁長(zhǎng))、合同工期及標(biāo)書中預(yù)訂的施工方案等原則,決定采用正循環(huán)鉆孔灌注樁施工方案。由于鉆孔灌注樁是橋梁等結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)工程,屬地下隱蔽工程,施工難度大,質(zhì)量要求高,所有不但要從施工方案(順序)上控制,而且更要注重現(xiàn)場(chǎng)施工的環(huán)節(jié)控制。
施工順序:施工準(zhǔn)備→樁位放樣→護(hù)筒埋設(shè)→鉆孔→成孔→一次清孔→下放鋼筋籠→下放灌注導(dǎo)管→二次清孔→混凝土料拌和→混凝土的澆注。

(1)施工準(zhǔn)備
施工準(zhǔn)備階段主要工作分為兩部分:一方面項(xiàng)目部組織相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)交底,施工技術(shù)人員學(xué)習(xí)和掌握灌注樁圖紙,現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)線控制點(diǎn)的復(fù)測(cè);另一方面對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行平整:旱地上先清除雜物,置換軟土,整平夯實(shí),然后搭設(shè)施工平臺(tái),平臺(tái)采用枕木上鋪槽鋼搭設(shè)。鉆孔樁在施工平臺(tái)旁挖好泥漿池、循環(huán)池和沉淀池。工地備有足夠數(shù)量的并經(jīng)檢驗(yàn)合格的各種原材料,符合要求的全套鉆孔灌注樁施工設(shè)備,灌注導(dǎo)管的水壓試驗(yàn),施工場(chǎng)地的平整壓實(shí)、硬化以及為鉆孔灌注樁施工的其他有關(guān)的一切準(zhǔn)備工作。
(2)樁位放樣
利用已復(fù)測(cè)的導(dǎo)線控制點(diǎn),用精度較高的全站儀,根據(jù)圖紙所給的鉆孔樁樁位坐標(biāo),放出鉆孔樁中心的位置,報(bào)監(jiān)理工程師核驗(yàn)后,把確定好的放樣點(diǎn)在護(hù)筒四周設(shè)四只保護(hù)樁并作好記錄,以便于隨時(shí)復(fù)核放樣點(diǎn)。
(3)護(hù)筒埋設(shè)
在陸地或淺水處鋼護(hù)筒的埋設(shè)一般均采用人工挖埋的方法,即在樁位中心周圍護(hù)筒四周0.5~1.0m范圍內(nèi)的土挖除,夯填粘性土至護(hù)筒底0.5m以下。護(hù)筒底端埋置深度,對(duì)于粘性土應(yīng)為1.0~1.5m,對(duì)于砂性土不小于1.5m。護(hù)筒頂端高程,應(yīng)高出地下水或孔外水位1.0~2.0m,當(dāng)護(hù)筒處于旱地時(shí),其頂端高出地下水位1.0~2.0m,護(hù)筒中心豎直線應(yīng)與樁中心線重合,除設(shè)計(jì)另有規(guī)定外,一般平面允許誤差50mm,護(hù)筒垂直線傾斜不大于1.0%。護(hù)筒埋設(shè)完成后,均需用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量鋼護(hù)筒頂面高程,并經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)測(cè)后,將護(hù)筒頂高程記入有關(guān)原始記錄表格。
4)搭設(shè)鉆孔工作平臺(tái)和鉆機(jī)就位
a 搭設(shè)鉆孔工作平臺(tái)
陸地鉆孔工作平臺(tái)較為簡(jiǎn)單,在整平壓實(shí)的地面上,在樁位兩則,距樁中線約2米左右,橫橋方向鋪設(shè)兩排大方木(25×25×600cm),每排兩根大方木寬0.5米,既是工作平臺(tái),又是鉆孔橫向移動(dòng)的軌道。
水上鉆孔工作平臺(tái),首先在船上安裝打樁機(jī)械,然后打排架樁(鋼管樁),樁的數(shù)量和入土深度經(jīng)過認(rèn)真的驗(yàn)算,確保承載能力和穩(wěn)定性并具有足夠的安全系數(shù),在排架樁上安裝帽梁,然后和陸上一樣用大方木等組成水上鉆孔工作平臺(tái),工作平臺(tái)裝有縱移和橫移系統(tǒng),便于鉆孔移動(dòng)就位,河中埋設(shè)鋼護(hù)筒就是在鉆孔工作平臺(tái)上進(jìn)行的。
b鉆機(jī)就位
首先在工作平臺(tái)上安裝鉆機(jī)底盤,并初步定位,底盤可以預(yù)先在平地上拼裝好,用輪胎式起重機(jī)吊放到平臺(tái)上就位調(diào)平。然后安裝鉆架,鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤,鉆機(jī)、電動(dòng)機(jī)以及起吊系統(tǒng)等,最后反復(fù)調(diào)整鉆機(jī)底盤水平,并使吊點(diǎn)中心,轉(zhuǎn)盤中心和樁位中心位于同一鉛垂線上,中心偏位不大于50mm。鉆機(jī)就位以后,經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)查無誤,將鉆機(jī)底盤固定牢固。
鉆機(jī)就位是一項(xiàng)很重要的工作,關(guān)系到鉆孔樁平面位置和垂直度的準(zhǔn)確性,鉆孔就位后,反復(fù)調(diào)整,仔細(xì)檢查糾正,直至完全符合要求為止。
(5)泥漿制備與泥漿設(shè)置
泥漿的主要作用是護(hù)壁和通過泥漿循環(huán)將孔底鉆渣帶出孔外,因此,必須選用性能符合要求的粘性土(膠泥)或膨潤(rùn)土用清水徹底拌和和成懸浮液,使在鉆孔及灌注混凝土全過程中保持孔壁穩(wěn)定不坍塌,泥漿的性能指標(biāo)應(yīng)符合部頒“公路工程國(guó)內(nèi)招標(biāo)文件范本”技術(shù)規(guī)范的規(guī)定?,F(xiàn)摘錄與本工程有關(guān)部分如下表:
泥漿性能指標(biāo)
鉆孔 方法 | 地層情況 | 泥漿性能指標(biāo) | |||||||
相對(duì)密度 | 粘度(s) | 含砂率 (%) | 膠體率 (%) | 失水率 (ml/30min) | 泥皮厚 (mm/30min) | 靜切力 (Pa) | 酸堿度 (PH) | ||
正循環(huán) | 一般地層 | 1.05~1.20 | 16~22 | ≤1 | ≥96 | ≤25 | ≤2 | 1.0~2.5 | 8~10 |
易坍地層 | 1.20~1.45 | 19~28 | ≤1 | ≥96 | ≤15 | ≤2 | 3~5 | 8~10 | |
泥漿的前四項(xiàng)指標(biāo)對(duì)成孔非常重要,必須在鉆孔過程中,隨時(shí)進(jìn)行檢測(cè)并符合上述要求,泥漿各項(xiàng)性能指標(biāo)測(cè)定方法見《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041)附錄C.2。
有時(shí)為了使所拌制的泥漿達(dá)到上述指標(biāo),應(yīng)通過試驗(yàn),加入適量的各種添加劑以改善泥漿性能,各種添加劑的摻量見《公路橋涵技術(shù)規(guī)范》(JTJ041)附錄C.1。
鉆孔孔內(nèi)泥漿的標(biāo)高應(yīng)始終高出孔外水位或地下水位1.0~1.5米。(按地層情況,鉆孔方法等決定取高限或低限)。泥漿池的大小按樁徑,樁長(zhǎng)進(jìn)行設(shè)置,儲(chǔ)漿池和沉淀池用墻隔開,并加過濾網(wǎng)過濾后進(jìn)入儲(chǔ)漿池。
(6)鉆孔工藝
正式開鉆前還需量測(cè)鉆頭的直徑,其直徑大小以設(shè)計(jì)樁徑為基礎(chǔ),結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整,但必須保證成孔后實(shí)測(cè)樁徑不小于設(shè)計(jì)值,且鉆頭需經(jīng)常修補(bǔ)。此處以1.8米樁徑鉆頭為例,實(shí)際中由于鉆孔過程中的擠壓,晃動(dòng)等原因,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際取1.79米為實(shí)際鉆頭直徑。
將鉆具和泥漿泵安裝就位,再次檢查吊桿中心,轉(zhuǎn)盤中心和樁位中心是否在同一鉛垂直線,其偏差<20mm,合格后開始鉆孔工藝,首先向孔內(nèi)注入泥漿,采用低轉(zhuǎn)速低進(jìn)尺進(jìn)行,待鉆頭導(dǎo)向部分進(jìn)入土層以后,根據(jù)不同的地質(zhì)情況選擇適當(dāng)?shù)某煽追椒ā?duì)于粘性土、砂土、碎石土、卵石、漂石層可采用正循環(huán)回鉆成孔或者沖擊成孔,成孔時(shí)粘性土層泥漿相對(duì)密度一般保持在1.06~1.20之間,砂土、碎石土、卵石、漂石層泥漿相對(duì)密度應(yīng)在1.20~1.45之間;粘性土、砂土、碎石土也可采用錐鉆沖抓成孔,粘性土層泥漿相對(duì)密度應(yīng)在1.10~1.20之間,砂土、碎石土泥漿相對(duì)密度應(yīng)在1.20~1.40之間;粘性土、砂土、碎石土也可采用反循環(huán)回鉆成孔,回孔時(shí),泥漿相對(duì)密度要求較小,粘性土層在1.02~1.06之間,碎石層在1.00~1.10之間,碎石土層在1.10~1.15之間;對(duì)于嵌巖鉆孔樁一般采用沖擊成孔,泥漿相對(duì)密度要求較大。在成孔的過程中,鉆進(jìn)速度不宜過快,應(yīng)緩慢均勻地進(jìn)行,同時(shí)確保泥漿的稠度比重。對(duì)卵石層孔要更加注意,為了防止該地層中有滲漿現(xiàn)象,為此在該地層成孔時(shí)應(yīng)加大泥漿相對(duì)密度,并備有泥漿池,配足泥漿,一旦發(fā)生漏漿,立即補(bǔ)漿,以確保不坍孔。
①各種不同土層鉆進(jìn)要點(diǎn)
a.通過粘質(zhì)土、粉質(zhì)土?xí)r,使用沖擊鉆宜用中沖程(75cm),使用卷?xiàng)顧C(jī)沖擊鉆宜采用1m~1.5m小沖程,并應(yīng)輸入較低稠度的泥漿,防止卡鉆埋鉆。
b.通過易坍孔的土層流砂地段時(shí),各種鉆機(jī)均應(yīng)多投粘土提高泥漿的粘度與相對(duì)密度,并填加片、碎、卵石,使之被擠入孔壁,此時(shí),沖擊鉆宜使用小沖程(0.5m左右),卷?xiàng)顧C(jī)沖擊鉆宜使用1.0m的小沖程。
c.通過松散砂、礫石夾土、卵石夾土或松散的碎石層時(shí),必須加大泥漿稠度,增添小石反復(fù)沖擊,使孔壁被擠實(shí)。
d.通過大塊石、漂石、基巖或堅(jiān)硬密實(shí)的碎石層時(shí),如表面不平整,應(yīng)先投入粘土小片石(粒徑小于15cm)將表面墊平。此時(shí)沖擊鉆使用的最高沖程(1m),沖擊鉆4m~5m最高不超過6.0m。高錘猛擊或高低沖程交替沖擊,務(wù)須將大石塊搗碎,碎塊擠入孔壁,并通過粘稠的泥漿和將孔壁石縫堵嚴(yán)避免孔壁漏水,防止發(fā)生斜孔坍孔事故。
②鉆孔工序必須注意以下幾點(diǎn):
a.樁的鉆孔應(yīng)在中距5米內(nèi)的任何灌注樁混凝土完成后24小時(shí)才能開始,以避免干擾鄰樁混凝土的凝固。
b.軟土地基的鉆孔,首先應(yīng)進(jìn)行地基加固,后再行鉆孔以保證鉆孔設(shè)備的穩(wěn)定和鉆孔孔位的準(zhǔn)確。
c.大中橋鉆孔時(shí),繪制鉆孔地質(zhì)剖面圖,根據(jù)按不同的土層選用適當(dāng)?shù)你@頭,鉆進(jìn)壓力,鉆進(jìn)速度和不同指標(biāo)的泥漿。
d.鉆孔作業(yè)分班連續(xù)作業(yè),不得中斷,拆裝鉆桿時(shí)力求迅速,提升或下放鉆具時(shí)應(yīng)防止鉆頭碰撞護(hù)筒,孔壁和鉤掛護(hù)筒底部。
e.在鉆進(jìn)過程中,應(yīng)經(jīng)常對(duì)鉆孔泥漿進(jìn)行試驗(yàn),不合要求時(shí),隨即改正。
f.鉆孔時(shí)及時(shí)填寫鉆孔記錄,在土層變化處撈取渣樣分析,判明土層以便與地質(zhì)剖面圖相核對(duì)。
g.鉆孔過程中采取有效措施,防止鉆機(jī)上的零部件、鐵件以及其它雜物掉入孔內(nèi),以防造成鉆孔事故。
除上述注意事項(xiàng)外,還必須遵循技術(shù)規(guī)范和監(jiān)理工程師的要求。當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定深度并經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)測(cè)確認(rèn)孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求后即可停止鉆孔。
本工程對(duì)楊林塘大橋8-4#樁進(jìn)行了試鉆,實(shí)際地質(zhì)基本上和圖紙標(biāo)明的地質(zhì)吻合。我項(xiàng)目將繼續(xù)按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求,控制好鉆進(jìn)速度,保證成孔質(zhì)量。
③鉆孔中常出現(xiàn)的問題及解決辦法
正循環(huán)鉆孔灌注樁施工過程中,常出現(xiàn)的主要問題有:護(hù)筒冒水、塌孔、縮孔、擴(kuò)孔、鉆桿折斷、
a. 護(hù)筒冒水:護(hù)筒外壁冒水,嚴(yán)重的會(huì)引起地基下沉、護(hù)筒傾斜和移位,造成鉆孔偏斜,嚴(yán)重的可導(dǎo)致無法施工。
原因:埋設(shè)護(hù)筒周圍土不密實(shí)或護(hù)筒水位差太大,還有可能是鉆進(jìn)過程中的鉆頭起落碰撞。
預(yù)防及解決方法:埋設(shè)護(hù)筒時(shí),坑與四周要選用最佳含水量的粘土分層壓實(shí);在護(hù)筒內(nèi)適當(dāng)高度開孔,使護(hù)筒內(nèi)外水頭保持1.0~1.5米高度差;鉆頭起落時(shí)注意碰撞。
b.孔壁塌陷:鉆孔過程中,如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷夾有氣泡或泥漿突然漏失,則有孔壁坍陷的跡象。
原因:造成塌陷的原因很多,主要有土質(zhì)松散,護(hù)筒埋設(shè)太淺,護(hù)筒周圍回填土與原土不密實(shí),漏水,泥漿密度太小等等。
預(yù)防及解決方法:在松散的土層中,埋設(shè)教深護(hù)筒,用枯土密實(shí)回填護(hù)筒四周,使用優(yōu)質(zhì)泥漿,搬運(yùn)與吊裝鋼筋籠時(shí)注意不要與孔壁碰擦,成孔后不要擱置太久。
c.縮孔:部分樁徑縮小,截面不規(guī)則。
原因:護(hù)壁泥漿性能差,成孔后放置時(shí)間過長(zhǎng)等。
預(yù)防及解決方法:鉆孔前認(rèn)真研究地層,配置優(yōu)質(zhì)泥漿,注意鉆進(jìn)速度,成孔后放置時(shí)間一般不要超過三天,反復(fù)掃孔。
d.鉆孔偏斜:成孔或鉆進(jìn)過程中,出現(xiàn)較大垂直度偏差或彎曲。
原因:鉆機(jī)不平整,穩(wěn)定性差和鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)沉降,鉆桿彎曲,地層中局部出現(xiàn)石塊等造成鉆頭受力不均勻。
預(yù)防及解決方法:場(chǎng)地要平整,檢查鉆桿垂直度,鉆頭大小,鉆進(jìn)過程中每鉆進(jìn)一節(jié)鉆桿后均要重新測(cè)量鉆機(jī)平整度。發(fā)現(xiàn)偏斜時(shí),提桿上下反復(fù)掃孔。若無效則應(yīng)回填土至偏斜上處0.5~1米處,重新鉆進(jìn)。
(7)清孔
a.鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定深度后,且成孔質(zhì)量符合圖紙要求并經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)測(cè)批準(zhǔn)后立即進(jìn)行清孔,常見方法有換漿法和抽漿法清孔。
b.清孔時(shí)將鉆具稍向上提升30~40cm,正循環(huán)采用優(yōu)質(zhì)泥漿將孔底鉆渣及泥砂等沉淀物全部置換出來為止;反循環(huán)采用將鉆頭提升30cm左右,持續(xù)吸渣15分鐘的方法將鉆渣清除。經(jīng)檢查孔底鉆渣沉淀層厚度小于或等于圖紙規(guī)定并經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)測(cè)確認(rèn)孔底沉淀層厚度符合圖紙規(guī)定,即可停止清孔。
c.清孔過程中應(yīng)始終保持孔內(nèi)水位高于地下水位或孔外水位1.5米以上。
d.清孔結(jié)束,立即拆除鉆桿及鉆頭,拆除時(shí)同樣要按上述要求保持孔內(nèi)水位。
e.拆除鉆具后,對(duì)孔徑,孔形和傾斜度,應(yīng)采用專用儀器測(cè)定,特殊情況下,采用外徑D等于鉆孔樁鋼筋籠直徑加100mm(但不得大于鉆頭直徑),長(zhǎng)度不小于4D~6D的鋼筋籠檢孔器(孔規(guī)),吊入鉆孔內(nèi)檢測(cè),若檢孔器在孔內(nèi)從上到孔底順利通過,則孔徑、孔形符合要求,傾斜度亦可測(cè)量,當(dāng)檢孔器在孔底時(shí)(應(yīng)吊懸空),測(cè)得吊繩的斜度即為鉆孔的傾斜度。檢測(cè)時(shí),必須有監(jiān)理工程師在場(chǎng)的情況下進(jìn)行,檢查合格后進(jìn)行下道工序的施工。
f.如經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)缺陷,如中心線不符,超出垂直線,直徑減小,橢園截面,孔內(nèi)有漂石等,應(yīng)將這些缺陷書面報(bào)告監(jiān)理工程師,并采取適當(dāng)措施預(yù)以改正。
(8)鋼筋骨架制作吊裝和導(dǎo)管的拼接與吊裝
a.鉆孔灌注樁的鋼筋骨架,事先在鋼筋制作場(chǎng)斷配成型,運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)綁扎電焊成型,鋼筋骨架一般分節(jié)綁扎,分節(jié)長(zhǎng)度按起重機(jī)吊臂長(zhǎng)度和確保鋼筋骨架不變形等,一般每節(jié)長(zhǎng)度13.5米,接頭一般采用搭接單面焊,焊縫長(zhǎng)度為10d,同一斷面內(nèi)接頭面積不超過50%,鋼筋骨架焊接質(zhì)量經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)查合格后方可放入孔內(nèi)。
b.樁的鋼筋骨架,在混凝土灌注之前分節(jié)整體吊放到孔內(nèi)。如果混凝土不能緊接在鋼筋骨架放入之后灌注,則鋼筋骨架應(yīng)從孔內(nèi)移去,在鋼筋骨架重放入之前,應(yīng)對(duì)鉆孔的完整性,包括孔底松散物,重新進(jìn)行檢查。
c.鋼筋骨架設(shè)有強(qiáng)勁的內(nèi)撐架,防止在吊裝入孔時(shí)變形,在頂面應(yīng)采取有效方法進(jìn)行固定,防止混凝土灌注過程中鋼筋骨架上升,支承系統(tǒng)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)中線防止鋼筋骨架傾斜和移動(dòng)。
d.鋼筋骨架上事先安設(shè)控制鋼筋骨架與孔壁凈距的鋼筋,鋼筋以等距離焊接在鋼筋骨架的周徑上,其沿樁長(zhǎng)的間距不超過2米,橫向圓周圍不少于4個(gè)塊。鋼筋骨架底面高程允許偏差為±50mm。
e.灌注樁聲測(cè)管埋設(shè):根據(jù)監(jiān)理工程師的指定設(shè)置。灌注樁聲測(cè)管是超聲探頭上下移動(dòng)的通道,預(yù)埋在砼內(nèi),必須保證整個(gè)聲測(cè)管內(nèi)的暢通,不能有任何異物阻塞管內(nèi)。聲測(cè)管共有3根,固定在鋼筋籠架立筋內(nèi)側(cè),如圖所示,各段聲測(cè)管用螺絲口上下相連或者用套管焊牢密封。埋設(shè)聲測(cè)管詳細(xì)事項(xiàng)如下:
①聲測(cè)管尺寸
采用外徑54mm聲測(cè)管,壁厚3.5mm。
②聲測(cè)管的檢查
安裝聲測(cè)管前應(yīng)檢查鋼管,不得有變形的異物(例如加工螺紋的金屬屑等)阻塞其中。
③聲測(cè)管的連接和密封
聲測(cè)管下底用A3鋼板,規(guī)格φ70×10焊死,上端應(yīng)加蓋帽,不得漏水。管與管接頭處用套管(φ64×3.5)焊牢密封。為防止泥漿進(jìn)入,絲口上纏上膠帶。
④聲測(cè)管的安裝
3根聲測(cè)管呈正三角形固定在架力筋內(nèi)側(cè),3根聲測(cè)管彼此平行。可用粗鉛絲每2米綁扎,或焊接圓環(huán)加固,但聲測(cè)管必須緊貼架立筋內(nèi)側(cè)。聲測(cè)管頂應(yīng)露出樁頂50厘米。
⑤測(cè)試前的準(zhǔn)備
測(cè)試前最好開挖到基礎(chǔ)底高,外露聲波檢測(cè)管,管內(nèi)注滿清水,封住管口待測(cè)。
f.鋼筋骨架定位后,立即吊放導(dǎo)管。導(dǎo)管經(jīng)事先試拼和水密承壓和接頭抗拉等試驗(yàn),合格后交付使用,導(dǎo)管內(nèi)徑為300mm,每節(jié)長(zhǎng)度為180~200cm,最下面一節(jié)導(dǎo)管長(zhǎng)度不小于5米;導(dǎo)管整體拼裝后,由下向上用油漆標(biāo)注尺寸,以便計(jì)算導(dǎo)管的總長(zhǎng)度和精確計(jì)算導(dǎo)管在混凝土中的埋置深度。下放導(dǎo)管時(shí),應(yīng)使導(dǎo)管盡量位于孔的中心部位垂直下沉,防止導(dǎo)管碰撞鋼筋骨架。導(dǎo)管底端距離孔底距離約為30cm,導(dǎo)管總長(zhǎng)根據(jù)孔深和澆筑平臺(tái)的高程經(jīng)計(jì)算確定。導(dǎo)管的提升與下降可用鉆機(jī)上副卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行起吊。導(dǎo)管吊裝定位后立即吊裝儲(chǔ)料斗,儲(chǔ)料斗的提升用鉆機(jī)上主卷揚(yáng)機(jī)。儲(chǔ)料斗的大小應(yīng)考慮澆筑灌注樁砼首批砼能確保導(dǎo)管埋深1.0米以上。
(9)灌注水下混凝土
①灌注程序
a.灌注水下混凝土前,檢測(cè)孔底泥漿沉淀層厚度,如大于清孔的要求,則進(jìn)行二次清孔,直到沉淀層厚度符合要求。
b.混凝土拌和物運(yùn)到灌注地點(diǎn)時(shí),檢查其均勻性和坍落度,如不符合技術(shù)規(guī)范的要求,進(jìn)行第二次拌和,二次拌和仍達(dá)不到要求,堅(jiān)決不使用。
c.孔身及孔底得到監(jiān)理工程師認(rèn)可和鋼筋骨架安放后,立即開始灌注混凝土,并連續(xù)進(jìn)行,不中斷。首批混凝土灌注后,立即用特制的測(cè)錘,準(zhǔn)確測(cè)量導(dǎo)管在混凝土中的埋深,保證埋深大于1.0米以上,在整個(gè)灌注過程內(nèi),導(dǎo)管出料口深入先灌注的混凝土內(nèi)至少2米,以防止泥漿及水沖入管內(nèi),且不得大于6米。經(jīng)常測(cè)量孔內(nèi)混凝土面的高程,及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管出料口與混凝土表面的相應(yīng)位置,并始終予以嚴(yán)密的監(jiān)視,導(dǎo)管應(yīng)在無水的狀態(tài)下填充。
d.灌注的樁頂高程灌注到比設(shè)計(jì)高出0.5--1.0米,以保證混凝土質(zhì)量,多余部分應(yīng)在接樁前鑿除,樁頭應(yīng)無松散層。
e.灌注混凝土?xí)r,溢出的泥漿引流至適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)集中處理,以防止污染或堵塞河道和交通。
f.除圖紙另有規(guī)定外,地面或最低沖刷線以下部分護(hù)筒應(yīng)在灌注混凝土后拔除。
g.澆筑結(jié)束時(shí),應(yīng)保證混凝土面比設(shè)計(jì)標(biāo)高至少高出50cm 以上,以防止?fàn)€樁頭。
②灌注過程中容易出現(xiàn)的問題及解決方案
a.樁底沉渣厚:使灌注中混凝土與樁底巖基接觸不好,影響樁基承載力
原因:清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔或清孔過程中泥漿比重小,清孔后放置時(shí)間過長(zhǎng)。
預(yù)防及解決方法:成孔后鉆頭高于孔底10~20cm,慢速空轉(zhuǎn),進(jìn)行清孔;使用性能好,比重大的泥漿清孔;清孔過程中特別要注意含沙率的控制;縮短停止清孔至澆筑前時(shí)間。
b. 卡管:澆筑過程中,混凝土下不去。
原因:初灌時(shí)導(dǎo)管距離孔底太低,巔管時(shí)導(dǎo)管底部插入沉渣中拔不出來;混凝土配合比差,流動(dòng)性及和易性差;澆筑時(shí)間過長(zhǎng);導(dǎo)管埋設(shè)較深;各種機(jī)械故障等。
預(yù)防及解決方法:初灌時(shí),導(dǎo)管口離孔底30~50cm;保證初灌混凝土量;灌注過程中控制導(dǎo)管埋深在2~6米之間;隨時(shí)觀察混凝土質(zhì)量,并不時(shí)做塌落度試驗(yàn)。
c.鋼筋籠上?。轰摻罨\突然向上浮起。
原因:混凝土塌落度太小或者澆筑速度過快。
預(yù)防及解決方法:控制混凝土塌落度等指標(biāo);清孔過程中保證孔內(nèi)沉渣厚度與含沙率;當(dāng)混凝土澆筑至鋼筋籠底部時(shí),放慢澆筑速度,待澆筑超過其籠底標(biāo)高時(shí),恢復(fù)正常灌注。
d.斷樁:混凝土連接不連續(xù),樁身截面出現(xiàn)夾層。
原因:導(dǎo)管底端距離孔底遠(yuǎn),使得混凝土被泥漿稀釋,造成混凝土不凝固,形成混凝土上的樁體與巖基不凝固的混凝土填充;導(dǎo)管密封不良,進(jìn)水;拔管過快,使導(dǎo)管離開混凝土內(nèi)部。
預(yù)防及解決方法:成孔后認(rèn)真清孔,嚴(yán)格控制沉渣的密度與含沙率;保證開盤首灌混凝土量及導(dǎo)管懸空高度;澆筑前做導(dǎo)管密閉水壓試驗(yàn),保證導(dǎo)管質(zhì)量;澆筑過程中控制導(dǎo)管拔出速度,保證導(dǎo)管的埋深在2~6米。
(10)質(zhì)量檢驗(yàn)
a.混凝土質(zhì)量的檢查和驗(yàn)收,應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范的規(guī)定,每根鉆孔灌注樁至少制取試件2組,樁長(zhǎng)20米以上者至少制取3組,樁徑大,澆筑時(shí)間長(zhǎng)時(shí),至少制取4組,每組試件由3個(gè)150mm×150mm×150mm立方體組成,制取混凝土試件應(yīng)在監(jiān)理工程師監(jiān)督下完成。
b.灌注樁成樁后,達(dá)到一定強(qiáng)度,破除樁頭后,按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試:小應(yīng)變或大應(yīng)變,并按要求進(jìn)行超聲波檢測(cè)。
c.對(duì)檢測(cè)質(zhì)量差的樁,如有必要還應(yīng)采取鉆芯發(fā)進(jìn)行檢測(cè)。取整體樁數(shù)量的3%~5%的樁(同時(shí)不小于兩根)進(jìn)行檢測(cè),以檢驗(yàn)樁的混凝土質(zhì)量。檢驗(yàn)結(jié)果若不合格,則應(yīng)視為廢樁,應(yīng)按技術(shù)規(guī)范處理。
結(jié)語:
鉆孔灌注樁質(zhì)量控制技術(shù)多種多樣,工程技術(shù)人員需結(jié)合具體施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),從施工準(zhǔn)備,樁位放樣,護(hù)筒埋設(shè),鉆孔及成孔,清孔,下放鋼筋籠、導(dǎo)管,混凝土澆筑等環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制此過程中的原材料,鋼筋籠加工,樁位(坐標(biāo)和高程)、垂直度,孔深,泥漿比重、粘度、含沙率,初始澆筑方量,導(dǎo)管埋深等指標(biāo),及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題,減少工程施工中的質(zhì)量事故和不必要損失。
本文通過對(duì)正循環(huán)鉆孔灌注樁施工技術(shù)的介紹,簡(jiǎn)要說明了灌注樁施工過程中應(yīng)該注意的問題與控制事項(xiàng),為楊林塘大橋的樁基施工提供了技術(shù)參考,同時(shí)對(duì)從事與工程施工與管理的技術(shù)人員具有一定的參考價(jià)值。
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