鉆孔灌注樁常見施工質量問題防治措施
通過一個多月的實習,使我受益非淺。我所在的實習單位(云南路建集團股份有限責任公司)是一個擁有國家甲級資質的單位,這個項目部主要負責祥云-臨滄,也就是國道214的一部分。沿線多次跨越苴力河,橋梁和重力式擋墻很多,我所在的項目部就有橋梁11座。我實習主要是關于橋梁這方面的,其中有鉆孔灌注樁大約有100顆。因此,鉆孔灌注樁施工的質量直接影響整個橋梁的質量,并影響整條道路的質量。
一般鉆孔灌注樁的施工工藝流程:測定樁位→埋設護筒→樁機就位→鉆孔(設泥漿池制備泥漿、泥漿循環清渣)→清孔→灌筑水下混凝土→安放鋼筋骨架。
?鉆孔灌注樁的施工大部分是在水下進行的,其施工過程無法觀察,成樁后也不能進行開挖驗收。施工中任何一個環節出現問題,都將直接影響到整個工程的質量和進度,甚至給投資者造成巨大的經濟損失和不良的社會影響。因此,要求基礎施工隊伍在施工技術措施上要落實,并加強施工質量管理,密切注意抓好施工過程中每一個環節的質量,力爭將隱患消除在成樁之前。因此在施工前要認真熟悉設計圖紙及有關施工、驗收規范,核查地質和有關灌注樁方面的資料,對灌注樁在施工過程中可能會發生的一些問題進行分析后制訂出施工質量標準、驗收實施方案和每根樁的施工記錄,以便有效地對樁基施工質量加以控制。
鉆孔灌注樁施工環節多,制約工程質量的因素也多,不同的工程,影響樁基質量的因素也不盡相同。有些比較直觀,易于控制,如鋼筋籠的加工制作與安裝、混凝土的制備、樁位偏差、泥漿性能等;而有些是隱蔽的,難以完全檢測,因而控制起來比較困難,如樁孔垂直度、沉渣厚度、泥皮厚度、樁頂浮漿及樁頂混凝土強度等。如何減少這些因素對樁質量的影響,這篇文章著重對施工過程中難以控制的幾個工序中的技術問題作以下分析,提出防止措施。
一、鉆孔垂直度
樁的垂直度對樁承載力指標影響較大,樁斜會造成樁受力狀態改變,尤其是一些單柱的樁基,會留下一定的工程質量隱患。影響樁孔垂直度的因素主要有鉆機的平穩程度、鉆桿的剛度、鉆桿連接的垂直度及地層情況等多種因素。
目前樁孔垂直度的檢測絕大多數僅限于測上部鉆桿的垂直度來推測樁孔垂直,或者就不測,僅有少部分工程中使用了測孔儀器對樁孔進行全斷面檢測,規范要求樁孔的垂直度不大于1%,然而從測孔儀反映的資料可知,對于一個樁孔,其垂直度上下是不一致的,多數情況存在上部直,下部偏,而且偏心的軌跡也不一致,可能越鉆越偏,成孔時一旦發現孔斜,再進行糾偏難度很大,費時費料,這就要求我們對樁孔的垂直度問題引起足夠的重視。
測孔資料反映鉆機的成孔垂直度較差,其主要原因是鉆機自重輕,易移位,鉆桿剛度相對較小,并且有些鉆桿連接后都不同軸。正反循環回轉工程鉆機相對來講垂直度有一定保證,這主要原因是因為其自重大,底盤大,鉆桿剛度大,鉆機只要調平、調直后不易改變垂直度,但鉆桿的連接形式不同,垂直度也有差異,當采用內六方卡箍式連接時,由于其存在一定的間隙,當孔深時,垂直度易超標,而法蘭連接由于結合緊密,垂直度相對較好,鉆機由于鉆桿剛度大,且同軸,其施工的樁孔垂直度一般較好。由于對垂直度的簡易測量不能完全反映樁孔的垂直度,檢測孔斜的儀器費用又較高,每個工程、每個樁孔不可能全都用測斜儀來檢測,所以防止孔斜的措施主要是通過加強施工現場的管理來保證,開鉆前一定要支穩、調平鉆機,并保證立軸的垂直度,鉆進過程中要隨時觀察、判斷,不斷校核鉆桿垂直度,發生偏斜及時調整。
二、確保樁位、樁頂標高和成孔深度
在護筒定位后及時復核護筒的位置,嚴格控制護筒中心與樁位中心線偏差不大于50mm,并認真檢查回填土是否密實,以防鉆孔過程中發生漏漿的現象。在施工過程中自然地坪的標高會發生一些變化,為準確地控制鉆孔深度,在樁架就位后及時復核底梁的水平和樁具的總長度并作好記錄,以便在成孔后根據鉆桿在鉆機上的留出長度來校驗成孔達到深度。
雖然鉆桿到達的深度已反映了成孔深度,但是如在第一次清孔時泥漿比重控制不當,或在提鉆具時碰撞了孔壁,就可能會發生坍孔、沉渣過厚等現象,這將給第二次清孔帶來很大的困難,有的甚至通過第二次清孔也無法清除坍落的沉渣。因此,在提出鉆具后用測繩復核成孔深度,如測繩的測深比鉆桿的鉆探小,就要重新下鉆桿復鉆并清孔。同時還要考慮在施工中常用的測繩遇水后縮水的問題,因其最大收縮率達1.2%,為提高測繩的測量精度,在使用前要預濕后重新標定,并在使用中經常復核。
為有效地防止塌孔、縮徑及樁孔偏斜等現象,除了在復核鉆具長度時注意檢查鉆桿是否彎曲外,還根據不同土層情況對比地質資料,隨時調整鉆進速度,并描繪出鉆進成孔時間曲線。當鉆進粉砂層進尺明顯下降,在軟粘土鉆進最快0.2m/min左右,在細粉砂層鉆進都是0.015m/min左右,兩者進尺速度相差很大。鉆頭直徑的大小將直接影響孔徑的大小,在施工過程中要經常復核鉆頭直徑,如發現其磨損超過10mm就要及時調換鉆頭。
三、鋼筋籠制作質量和吊放
鋼筋籠制作前首先要檢查鋼材的質保資料,檢查合格后再按設計和施工規范要求驗收鋼筋的直徑、長度、規格、數量和制作質量。在驗收中還要特別注意鋼筋籠吊環長度能否使鋼筋準確地吊放在設計標高上,這是由于鋼筋吊籠放后是暫時固定在鉆架底梁上的,因此,吊環長度是根據底梁標高的變化而改變,所以應根據底梁標高逐根復核吊環長度,以確保鋼筋的埋入標高滿足設計要求。在鋼筋籠吊放過程中,應逐節驗收鋼筋籠的連接焊縫質量,對質量不符合規范要求的焊縫、焊口則要進行補焊。同時,要注意鋼筋籠能否順利下放,沉放時不能碰撞孔壁;當吊放受阻時,不能加壓強行下放,因為這將會造成坍孔、鋼筋籠變形等現象,應停止吊放并尋找原因,如因鋼筋籠沒有垂直吊放而造成的,應提出后重新垂直吊放;如果是成孔偏斜而造成的,則要求進行復鉆糾偏,并在重新驗收成孔質量后再吊放鋼筋籠。鋼筋籠接長時要加快焊接時間,盡可能縮短沉放時間。
四、泥皮厚度
泥皮系指由于施工成孔、成孔工藝等因素,在樁身混凝土與樁周土之間形成的一層粘性泥土。在成孔過程中由于鉆頭的切削、擠壓以及泥漿中自由水在動水位壓力作用下向孔壁滲透,使泥漿中的粘粒不斷粘附在孔壁表面。而形成一層柔韌的粘土膜,它可以抵抗沖洗介質對孔壁的沖刷,而且循環的時間越長,泥皮厚度也會增加,起到穩定孔壁的作用,但成樁后泥皮會影響樁周土摩阻力的發揮,無泥漿循環的樁,樁周泥皮較薄,泥漿循環的樁,樁周泥皮較厚,從一些試樁資料中反映,泥皮厚度的不同可影響樁基承載力達10%,無泥漿循環的成孔工藝承載力相對較。在成孔過程中由于排渣、鉆進、樁周形成泥皮不可避免,要減少泥皮厚度,主要可通過選擇適當的鉆機和成孔方法來縮短成孔時間,成孔后及時灌注來減小孔壁泥皮的形成時間,尤其是泥漿循環成孔工藝,更要加強管理,選擇造漿率高的優質粘土或膨潤土造優質泥漿。并且設置有效的泥漿循環系統,及時清渣、測量、調節泥漿性能。
五、灌注水下混凝土前泥漿的制備和第二次清孔
清孔的主要目的是清除孔底沉渣,而孔底沉渣則是影響灌注樁承載能力的主要因素之一。清孔則是利用泥漿在流動時所具有的動能沖擊樁孔底部的沉渣,使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態,再利用泥漿膠體的粘結力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環流動被帶出樁孔,最終將樁孔內的沉渣清干凈,這就是泥漿的排渣和清孔作用。從泥漿在混凝土鉆孔樁施工中的護壁和清孔作用,我們可以看出,泥漿的制備和清孔是確保鉆孔樁工程質量的關鍵環節。因此,對于施工規范中泥漿的控制指標:粘度測定17~20min;含砂率不大于6%;膠體率不小于90%等在鉆孔灌注樁施工過程中必須嚴格控制,不能就地取材,而要專門采取泥漿制備,選用高塑性粘土或膨潤土,拌制泥漿必須根據施工機械、工藝及穿越土層進行.配合比設計。
灌注樁成孔至設計標高,應充分利用鉆桿在原位進行第一次清孔,直到孔口返漿比重持續小于1.10~1.20,測得孔底沉渣厚度小于50mm,即抓緊吊放鋼筋籠和沉放混凝土導管。沉放導管時檢查導管的連接是否牢固和密實,以防止漏氣漏漿而影響灌注。由于孔內原土泥漿在吊放鋼筋籠和沉放導管這段時間內使處于懸浮狀態的沉渣再次沉到樁孔底部,最終不能被混凝土沖擊反起而成為永久性沉渣,從而影響樁基工程的質量。因此,必須在混凝土灌注前利用導管進行第二次清孔。當孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規范要求后,應立即進行水下混凝土的灌注工作。
六、水下混凝土施工
鉆孔灌注樁水下混凝土施工易出現的問題有:1)、導管接送嚴重漏水,造成斷樁。發生這種故障的后果非常嚴重,進水,使混凝土形成松散層次或囊體,出現浮漿夾層造成斷樁,嚴重影響混凝土質量,導致廢樁重做。2)、導管輕微漏水、導管埋入混凝土太深,混凝土含砂率偏小、和易性欠佳等因素,可能造成導管的堵塞,導致澆注中斷,若重新灌注澆注時,則混凝土內存在浮漿夾層,造成斷樁。3)、護筒外壁冒水,引起地基下沉,護筒傾斜和位移,使樁孔偏斜,無法施工。4)、孔壁坍塌。施工中發生孔壁坍塌,往往都有前兆。有時是排出的泥漿中不斷出現氣泡,有時護筒內的水位突然下隆,這都是塌孔的跡象。
如果上述問題出現,勢必增加工程投資,又拖延工期,工程質量也很難達到預期的目標。
?我們采取了如下施工方法和措施控制施工質量:
1)為防止導管接頭與導管漏水,施工中我們通過嚴格的事前、事中、事后控制,保證導管制作及具備以下條件:(1)足夠的抗拉強度,能承受其自重和盛滿混凝土的重量。(2)各節的安裝接頭所用的膠熱及法蘭的對接位置,預先試拼并作好標記,按插導管時須按試拼時的狀態對號攔裝,所有的法蘭盤接頭均須墊入5~7毫米厚的橡膠墊圈,安放時須對正放平,擰緊螺栓,嚴防漏水。(3)內徑應一致,其誤差應小于±2毫米,內壁須光滑無阻,組拼后須用球塞、檢查錘作通過試驗。(4)最下端一節導管長度要長一些,一般為4米,其底端不得帶法蘭盤,以便在混凝土內。每節導管的長度要整齊統一,便于丈量長度,并作出標記和記錄。(5)導管使用前做好水密性試驗。導管不要埋入混凝土過深,嚴格控制混凝土配合比、和易性等技術指標。
?2)為預防孔壁坍塌,我們采用了維持護筒水位簡外水位高出1.3~1.4米,操作中避免碰撞孔壁,并隨時注意控制泥漿的和比重。
?3)為保證施工質量,水下混凝土的配合比選用要比設計強度高20%左右,坍塌度宜采用18~22厘米。
?4)混凝土自拌合機出料至灌注時不宜超過30分鐘,施工中間每間斷30分鐘后,要上下串一上導管,防止混凝土失去流動性,提升導管困難,增加發生事故的可能性。在施工過程中,中途中斷澆注時間不宜走過30分鐘,整個樁的澆注霎時間不宜過長,盡量在8小時內完畢。
5)注意灌注所需混凝土數量,一般較成孔樁徑計算的大,約為設計樁徑體積的1.2倍左右。為控制混凝土超灌量,要掌握好各導管的鉆孔速度,在正常鉆孔作業時,中途不要隨便停鉆,以避免擴孔導致混凝土超灌量。澆注混凝土要高出樁頂設計標高0.5~1.0米,以便清除浮漿和消除測量誤差。務必注意,不要因誤測而造成短樁。導管埋入混凝土的嘗試取決于澆注速度和混凝土的性質,任何時候不得小于1米,一般控制在2~4米內。
七、樁頂混凝土強度
由于樁頂部混凝土受力最大,其質量的控制也比較關鍵,水下灌注混凝土樁頂的質量比樁身混凝土的質量難控制,當首灌的混凝土沖出導管后向四周擴散,與孔內泥漿相互摻合形成一定厚度的稀釋混合層,隨著混凝土的繼續灌入,該部分始終被頂升在最上層,把泥漿與樁身混凝土分開,最終在樁頂凝固成含浮漿、泥渣的混雜層,施工中混雜層的厚度難以掌握,并且在灌注過程中由于導管要上下抽動,可能使部分浮漿隨導管混入樁身混凝土一定深度,使樁芯夾泥。
樁頂混凝土常見的質量問題有:混凝土強度不夠、樁芯夾泥、未灌注到位或超灌過多。影響因素主要有:1)泥漿性能:當清孔不徹底,泥漿比重大,含泥渣較多時,水下灌注時就影響混凝土的擴散,并使混凝土的頂升困難,這時混雜層厚度必然較大;2)灌注工藝:一般要求導管埋深2~6m,但當導管埋深過大,灌注則困難,一則容易埋管,二則要不停的上下抽動導管促使混凝土下落,這樣必然會使樁頂部分浮漿進入樁身,形成樁頂混凝土芯夾泥;3)清孔工藝:清孔的方式、時間都影響到孔內泥漿的性能,泥漿比重大不利于灌注,混雜層必厚。由于樁頂混凝土的隱蔽性,尚無法清楚判定混雜層的厚度,只能憑經驗來判斷,要防止樁頂混凝土的質量問題,首先要清孔徹底,當孔底泥漿比重在1.2以下時,灌注混凝土均較順利,樁頂混雜層較薄,另外還要有適宜的初灌量,灌注混凝土時要及時拆導管;及時測孔內混凝土面高度,最后還要保持一定的超灌量。使樁頭混凝土強度較低的部分鑿除后,樁頂標高滿足要求。
八、斷樁、夾泥、堵管
為防止發生斷樁、夾泥、堵管等現象,在混凝土灌注時應加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。因為混凝土攪拌時間不足會直接影響混凝土的強度,混凝土坍落采用18cm~20cm,并隨時了解混凝土面的標高和導管的埋人深度。導管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m~4m,不宜大于5m和小于1m,嚴禁把導管底端提出混凝土面。當灌注至距樁頂標高8m~10m時,應及時將坍落度調小至12cm~16cm,以提高樁身上部混凝土的抗壓強度。在施工過程中,要控制好灌注工藝和操作,抽動導管使混凝土面上升的力度要適中,保證有程序的拔管和連續灌注,升降的幅度不能過大,如大幅度抽拔導管則容易造成混凝土體沖刷孔壁,導致孔壁下墜或坍落,樁身夾泥,這種現象尤其在砂層厚的地方比較容易發生。在灌注過程中必須每灌注2m3左右測一次混凝土面上升的高度,確定每段樁體的充盈系數,《建筑施工操作規程》規定樁身混凝土的充盈系數必須大于l。同時要認真進行記錄,這對日后發現有問題的樁或評價樁的質量有很大作用。
九、結論
鉆孔灌注樁的整個施工過程屬隱蔽工程項目,質量檢查比較困難,如樁的各種動測方法基本上都是在一定的假設計算模型的基礎上進行參數測定和檢驗,并要依靠專業人員的經驗來分析和判讀實測結果,同一個樁基工程,各檢測單位用同一種方法進行檢測,由于技術人員的實踐經驗的差異,其結論偏差很大的情況也時有發生。通過十幾年來幾十個鉆孔灌注樁工程的施工實踐,得出這樣一個結論,即加強樁基工程檢測是一個手段,要保證鉆孔灌注樁的施工質量,其關鍵還在于人。強調現場管理人員要有高度責任心,以防為主,對樁基各個施工環節要充分重視并精心施工,只有這樣樁基的質量控制才能得到保證。
鉆孔灌注樁施工中雖然存在諸多影響質量的因素,但是只要重視、認真做好機械設備的選型,尤其是加強施工管理,一些難以控制的指標,在現有技術設備狀況下也能保證,這些工作的深入就能從施工過程中進一步挖掘樁承載潛力,來提高樁基工程質量水平。
篇2:鉆孔灌注樁安全技術規定
1鉆孔灌注樁施工順序、機具位置,泥漿池及沉淀池位置、出渣路線、鋼筋籠加工區域的位置、場內運輸、供水供電線路等,必須嚴格按施工組織設計要求進行。
2陸上鉆孔樁施工一律采用硬地坪施工法,即鉆機應置于地基處理堅實平整的混凝土地面上,確保鉆機運轉時平穩。
3鉆孔樁機在陡坡或水上作業時,必須按施工組織設計要求設置堅固穩定的工作平臺(如水中鋼平臺等)。平臺應設有規范的防護和供人員上下的設施,經驗收合格后投入使用。同時應在各作業點配備相應的救身、防護設備。
4護筒埋設應嚴格按樁位中心軸線和垂直位置進行,埋設深度必須確保成孔過程中不發生筒邊竄水坍孔事故。若樁孔附近有管線時,宜將護筒的埋入深度超過管線埋入深度,確保管線在鉆孔樁成孔過程中的安全。埋設后的護筒應加蓋。
5鉆孔就位時,機架不能靠在護筒上,以免機械振動引起護筒漏水導致坍孔。沖抓鉆或沖擊鉆操作時,不準任何人進入落鉆區。
6裝、拆鉆桿時,應注意吊、放操作與人員之間的配合。在鉆進過程中,若鉆機發生卡鉆跡象時,必須立即停機。
7樁孔成型后,應盡快灌注混凝土,否則應在護筒上加蓋。
8鋼筋籠子的吊點必須焊接牢固,起吊前經驗收合格。起吊時必須設專人指揮,不準斜吊或橫向拖拉,確保鋼筋籠子垂直于鉆孔。
9除全護筒鉆孔施工法外,其它幾種成孔方法,應保持孔內水位穩定。在潮汐地區或河道中鉆孔時,必須有專人隨時觀測、記錄、調整護筒內水位變化。
10每根樁開鉆起至混凝土澆注完成必須連續作業,防止坍孔。
11電氣線路及其設施,必須符合先行規范《施工現場臨時用電安全技術規范》(JGJ46-2005)的要求。設備的電源線必須是整根導線,不得有破皮、接頭??刂齐娤鋺弦幏兑?并嚴禁外接任何用電設備。水上施工應采用發電機供電。
12鉆孔樁機在地面移位時,應采用外動力拖動,禁止采用鉆機主、副鉤的垂直動力經轉向后直接快速拖動。鉆機滾筒下禁止采用磚塊等易碎物體墊襯。采用千斤頂調整鉆機水平度或垂直度時,同樣禁止千斤頂下用磚塊等易碎物體墊襯,調整應緩慢平穩地進行。
13鉆孔樁機的承重、連接銷,必須采用原廠的產品,禁止采用鋼筋等物件代替。
14在地面指揮混凝土車輛進行混凝土灌注的人員,必須隨時關注自己所處的位置是否安全,車輛倒車時,嚴禁進入車尾與樁架構件或其他構筑物之間,嚴禁車輛撞擊樁架。
篇3:鉆孔灌注樁監理實施細則
鉆孔灌注樁工程
(一)依據標準
《建筑樁基技術規范》(JGJ94-94)
《鉆孔灌注樁施工規程》(DBJ08-202-92)
《混凝土結構工程施工及驗收規范》(GBJ50204-92)
《地基與基礎工程施工及驗收規范》(GBJ202-83)
《建筑工程冬期施工規程》(JGJ104-97)
(二)基本要求
1.灌注樁用的原材料和混凝土強度必須符合設計要求和施工規范的規定
2.成孔深度必須符合設計要求,以摩擦力為主的樁,沉渣厚度嚴禁大于300mm以端承樁為主的樁,沉渣厚度嚴禁大于50mm,以摩擦為主的樁或圍護樁沉渣厚度嚴禁大于100mm
3.實際澆筑混凝土量嚴禁小于計算體積,樁身任意一段平均直徑與設計直徑之比嚴禁小于1
4.澆筑后的樁頂標高及浮漿的處理必須符合設計要求和施工規范的規定
5.混凝土灌注樁冬期施工要求
⑴長螺旋鉆孔機的鉆頭宜選用椎型鉆頭并鑲合金刀,鉆過凍土時應加大鉆桿對上層的壓力,并防止擺動和偏位。鉆成的柱孔應及時覆蓋。
⑵泥漿護壁成孔灌注樁宜在初冬或春融期施工,泥漿溫度不低于5℃,并不得摻氯鹽防凍劑。
⑶人工挖孔,其孔應保溫,孔內作好通風。
⑷錘擊(振動)套管成孔應制定保證相臨樁身砼質量的施工順序,提拔套管應及時清除管壁上的泥土,防止凍結在管壁上,當成孔施工有間歇時,宜將套管埋入樁孔中。
⑸混凝土灌注樁的混凝土冬期施工要求,參照(3)基礎混凝土工程①質量標準(三)冬期施工要求?;炷撂钊胪量椎臏囟炔坏陀?℃,沉管灌注樁混凝土填入孔的溫度應根據熱工計算確定。
⑹在地基土最大凍深內和露出地面部分的樁身混凝土養護可采取負溫養護法,水泥宜使用硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥,混凝土澆筑后起始養護溫度不應低于5℃并應以澆筑5d內的預計日最低氣溫或選用防凍劑?;炷翝仓?裸露表面應采用塑料薄模覆蓋保護。采用負溫養護法應加強測溫。當混凝土內部溫度降到防凍外加劑規定溫度之前,硅酸鹽水泥配制的混凝土,應為設計混凝土強度標準值的40%,并不低于4Mpa。
⑺鋼筋工程冬期施工要求,參見(3)基礎混凝土工程①質量標準(四)鋼筋工程冬期施工要求。
(三)允許偏差
1.鋼筋籠制作允許偏差主筋間距±10mm,箍筋間距±20mm,鋼筋籠直徑±10mm,鋼筋籠長度±50mm
2.鋼筋籠安裝允許偏差鋼筋籠安裝深度±100mm,鋼筋籠保護層±10mm
3.樁的位置偏移:單樁條形樁基垂直軸線方向和群樁基礎邊樁1/6d,且不大于100mm,條形樁基順軸線方向和群樁基礎中間樁1/4d,且不大于150mm,支護樁1/12d,樁徑偏差:-0.1d,且≤-50mm。
4.成樁垂直度≤H/100。