關(guān)于水下鉆孔灌注樁施工工藝與質(zhì)量控制的研究

文/田琨、溫舒平、劉全棟、張成、謝明 中建八局第一建設(shè)有限公司 山東濟(jì)南 250000

關(guān)于水下鉆孔灌注樁施工工藝與質(zhì)量控制的研究

文/田琨、溫舒平、劉全棟、張成、謝明 中建八局第一建設(shè)有限公司 山東濟(jì)南 250000

水下鉆孔灌注樁工程是我國(guó)水運(yùn)工程的重要組成部分，在水運(yùn)建設(shè)工作中發(fā)揮著重要的作用。其施工工藝和質(zhì)量控制是確保水下鉆孔灌注樁工程能夠順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，對(duì)這兩個(gè)方面的研究是非常必要的。水下鉆孔灌注樁工程的施工工藝主要分三個(gè)階段，分別是成孔階段、清孔階段、水下混凝土灌注階段。水下鉆孔灌注樁工程的質(zhì)量控制也分為三個(gè)階段，分別是事前控制、事中控制和事后控制。

水下鉆孔灌注樁；施工工藝；質(zhì)量控制

水下鉆孔灌注樁在橋梁工程中的應(yīng)用比較常見(jiàn)，是橋梁施工的基礎(chǔ)形式之一，憑借其適應(yīng)性強(qiáng)、抗震性強(qiáng)、所需設(shè)備簡(jiǎn)單、操作便利、施工安全等優(yōu)勢(shì)受到了廣泛的關(guān)注。水下鉆孔灌注樁在使用過(guò)程中能夠?qū)⑸喜拷Y(jié)構(gòu)傳來(lái)的動(dòng)載和靜載均勻的傳遞至深層穩(wěn)定的土層中，大大的降低了施工過(guò)程中的基礎(chǔ)沉降和不均勻沉降，提升了水下鉆孔灌注樁的使用效果。

1、水下鉆孔灌注樁的主要施工工藝

1.1 成孔階段施工工藝

水下鉆孔灌注樁工程成孔階段的施工工藝主要分兩個(gè)方面進(jìn)行分析，一方面是正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井施工工藝，另一方面是反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)施工工藝。正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井施工工藝是指利用鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)鉆桿和鉆頭的回轉(zhuǎn)，通過(guò)不斷的回轉(zhuǎn)切削破碎巖土，在鉆井過(guò)程中使用泥漿進(jìn)行護(hù)壁、排渣。泥漿主要通過(guò)泥漿泵進(jìn)去到鉆桿當(dāng)中，通過(guò)鉆頭將泥漿射出，帶動(dòng)鉆渣上升，最終到達(dá)泥漿池中進(jìn)行凈化，從而實(shí)現(xiàn)泥漿的循環(huán)使用。

反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井施工工藝是指在樁頂處設(shè)置護(hù)筒，通過(guò)旋轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)鉆桿、鉆頭的運(yùn)動(dòng)，在鉆井過(guò)程中，沖洗液會(huì)從鉆桿產(chǎn)生的間隙中流入，攜帶著鉆渣返回地面，同時(shí)沖洗液又回到孔內(nèi)形成循環(huán)。一般情況下，反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井施工工藝主要應(yīng)用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂礫等土層的成孔階段，進(jìn)入不同的硬度的巖土中需要采用不同形式的鉆頭。按照其沖洗液的循環(huán)方式可以分為泵吸、氣舉、噴射這三種方式[1]。

1.2 清孔階段施工工藝

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷完善，水下鉆孔灌注樁工程的施工工藝也結(jié)合了新理念和新技術(shù)，確保清孔階段的順利進(jìn)行。空壓機(jī)吹砂管反循環(huán)清孔法是現(xiàn)階段一種比較常見(jiàn)的新型清孔階段的施工工藝，主要通過(guò)軟體風(fēng)管將壓縮空氣送進(jìn)吹管底部，與泥漿形成泥漿空氣混合物，通過(guò)泥漿的迅速流動(dòng)排出孔內(nèi)，從而達(dá)到清孔的功效?？諌簷C(jī)吹砂管反循環(huán)清孔法在使用過(guò)程中存在一定的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，只有合理的對(duì)這些優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)進(jìn)行分析與利用，才能更好的發(fā)揮出空壓機(jī)吹砂管反循環(huán)清孔法的效果。

空壓機(jī)吹砂管反循環(huán)清孔法具有清孔時(shí)間短、清孔效果高的優(yōu)勢(shì)，即使是深度比較深的樁孔，也能夠進(jìn)行有效的清理。而且，由于這種方法的清孔時(shí)間比較短，清孔速度比較快，大大的降低了塌孔、縮徑等威脅。但是，在清孔的過(guò)程中，空壓機(jī)吹砂管反循環(huán)清孔法所需要的設(shè)備比較多，涉及到的工序比較復(fù)雜，稍不注意就會(huì)出現(xiàn)施工漏洞，造成很多不必要的麻煩。

1.3 水下混凝土的灌注

水下混凝土灌注是水下鉆孔灌注樁工程中比較重要的環(huán)節(jié)，其灌注結(jié)果的好與壞將會(huì)直接影響到樁基質(zhì)量，所以，科學(xué)的進(jìn)行水下混凝土灌注是非常必要的。首批水下混凝土灌注需要注意灌注量、灌注高度、孔底高度、泥漿密度、導(dǎo)管內(nèi)徑、樁孔直徑等方面的因素，孔徑越大，灌注量就越多。因?yàn)樾枰獢嚢璧幕炷亮窟^(guò)大，所以經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)離析現(xiàn)象，混凝土的易性變差，所受到的阻力也會(huì)隨著增強(qiáng)，不利于水下混凝土灌注。面對(duì)這種情況，應(yīng)該適當(dāng)?shù)募哟笤O(shè)備的起重能力，確保后續(xù)水下混凝土灌注的順利進(jìn)行[2]。

2、水下鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制分析

2.1 水下鉆孔灌注樁工程施工質(zhì)量的事前控制

1.在水下鉆孔灌注樁工程施工之前，要嚴(yán)格進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)資質(zhì)條件審查，確保審查結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤之后才能開(kāi)始進(jìn)行施工。在施工過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的綜合素質(zhì)和專業(yè)能力進(jìn)行審查，明確施工機(jī)械的運(yùn)行情況。

2.要求設(shè)計(jì)人員明確自己的設(shè)計(jì)意圖，有關(guān)部門(mén)組織設(shè)計(jì)交底與圖紙會(huì)審，確保水下鉆孔灌注樁工程的施工質(zhì)量。

3.在水下鉆孔灌注樁工程施工之前，必須要進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)地理環(huán)境的勘察，根據(jù)地質(zhì)情況與施工圖紙相結(jié)合進(jìn)行分析，明確在施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，并且根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果制定相應(yīng)的解決措施。

4.施工單位應(yīng)該嚴(yán)格對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的材料、設(shè)備、半成品進(jìn)行控制，確保進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的材料的設(shè)備都不存在質(zhì)量問(wèn)題和安全問(wèn)題。

2.2 水下鉆孔灌注樁工程施工質(zhì)量的事中控制

水下鉆孔灌注樁工程施工質(zhì)量的事中控制主要表現(xiàn)在三個(gè)方面，分別是鉆機(jī)就位控制、泥漿制備質(zhì)量控制、水下混凝土灌注質(zhì)量控制。由于水下鉆孔灌注樁工程的主要施工位置在水下，所以經(jīng)常會(huì)受到潮汐的影響，無(wú)法保證鉆機(jī)底座和頂端的穩(wěn)定性，鉆機(jī)位置移動(dòng)和沉陷的狀況時(shí)有發(fā)生。施工單位應(yīng)該對(duì)鉆機(jī)就位情況進(jìn)行合理的控制，確保樁位的準(zhǔn)確性。泥漿在水下鉆孔灌注樁工程中的作用就是護(hù)壁、排渣，為水下鉆孔灌注樁工程的施工質(zhì)量控制提供基本保障，確保施工過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都能夠在規(guī)章制度的約束下進(jìn)行。水下混凝土灌注主要使用卡口式導(dǎo)管，在使用之前需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的水密性試驗(yàn)和過(guò)球試驗(yàn)。

2.3 水下鉆孔灌注樁工程施工質(zhì)量的事后控制

當(dāng)樁頭砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的25%時(shí)，施工人員應(yīng)該立即鑿除樁頭的多余砼[3]。一般情況下，鑿除樁頭的多余砼都是采用人工手工鑿除的方法，不會(huì)使用爆破這種會(huì)影響到樁身質(zhì)量的方式。在鑿除過(guò)程中，要注意預(yù)留筋的保護(hù)，如果在鑿除過(guò)程中預(yù)留筋的變形情況比較嚴(yán)重，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。在齡期結(jié)束之后，施工單位要對(duì)混凝土的完整性進(jìn)行檢測(cè)，只有各項(xiàng)檢查數(shù)據(jù)都符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，才能確保水下鉆孔灌注樁工程施工質(zhì)量控制的效果。

結(jié)論：

綜上分析可知，水下鉆孔灌注樁工程是我國(guó)水運(yùn)工程的重要組成部分，對(duì)其施工工藝和質(zhì)量控制的研究是非常必要的，本文主要通過(guò)成孔階段、清孔階段、水下混凝土灌注階段對(duì)水下鉆孔灌注樁工程的施工工藝進(jìn)行研究。針對(duì)事前控制、事中控制和事后控制對(duì)水下鉆孔灌注樁工程的質(zhì)量控制進(jìn)行分析。

[1]楊金國(guó).水下鉆孔灌注樁主要施工工藝及質(zhì)量控制分析[J].中國(guó)水運(yùn)(下半月),2010,05:93-94.

[2]馮忠偉,楊世新.水下鉆孔灌注樁的施工技術(shù)及質(zhì)量控制[J].山西建筑,2010,24:237-238.

[3]陳小芝.水下鉆孔灌注樁施工問(wèn)題與質(zhì)量控制[J].交通世界(工程技術(shù)),2015,06:12-13+19.