淺談?wù)ń负蟮男逼聨r灌注樁施工質(zhì)量控制

■林 明

（福建省陸海建設(shè)管理有限公司，福州 350009）

1 工程概況

福州港羅源灣港區(qū)可門作業(yè)區(qū)1#～3#多用途泊位工程位于福建省福州市連江縣境內(nèi)羅源灣的南岸，下宮鄉(xiāng)境內(nèi)。1#～3#泊位建設(shè)岸線總長911m，建設(shè)4萬噸級泊位1個和5萬噸級泊位2個，水工結(jié)構(gòu)均按靠泊30萬噸級散貨船舶設(shè)計。1#～3#泊位共設(shè)置兩條鋼軌，兩軌間距30m，為卸船機(jī)和裝船機(jī)共用，前軌位于胸墻上，后軌采用鉆孔灌注樁+軌道梁結(jié)構(gòu)。沿后軌軸線共布置134根灌注樁，樁距為3.1～6.8m不等，其中Φ1200mm共62根，Φ1400mm共72根，混凝土C35，設(shè)計樁頂標(biāo)高+6.95m。

圖1 灌注樁位置圖

由于本工程地質(zhì)為炸礁后的斜坡巖，其上為拋石棱體，工程地質(zhì)復(fù)雜，為檢驗碼頭基槽炸礁對后軌樁基位置基巖的破壞程度，由建設(shè)單位在施工前安排地質(zhì)勘察，以確保后軌樁基進(jìn)入完整基巖的深度。灌注樁樁底高程按樁端進(jìn)入完整的中/微風(fēng)化巖深度控制、樁底設(shè)計高程校核，終孔前應(yīng)得到監(jiān)理工程師確認(rèn)。灌注樁樁端持力層為完整的中/微風(fēng)化花崗巖，樁端入巖深度不小于3m，入巖深度的起算面須考慮巖面斜度的不利影響。為判定樁端持力層巖性，確保樁端進(jìn)入完整基巖的深度，在鋼護(hù)筒下沉至中/微風(fēng)化巖面，清理完孔內(nèi)拋石后，由地質(zhì)勘察單位對每根樁進(jìn)行鉆孔取芯并判定樁端持力層巖性。鉆孔取芯位置為鋼護(hù)筒內(nèi)壁最靠近碼頭前沿線方向處，鉆孔深度進(jìn)入完整的中/微風(fēng)化花崗巖不少于6m。為保證成樁質(zhì)量，施工過程要求鋼護(hù)筒下沉至完整的巖面，澆筑灌注樁混凝土后不能拆除。通過以下措施對灌注樁施工進(jìn)行質(zhì)量控制，保證炸礁后的斜坡巖灌注樁的施工質(zhì)量。

2 灌注樁施工準(zhǔn)備階段質(zhì)量控制

灌注樁分項開工前，熟悉圖紙，對地質(zhì)勘察報告深入研究，充分了解灌注樁施工區(qū)域的地質(zhì)狀況。認(rèn)真編制施工方案，特別是對施工工藝要進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的討論，確保編制的施工工藝能夠符合本項目的需要，然后對機(jī)械設(shè)備的選型和進(jìn)場的數(shù)量進(jìn)行認(rèn)真的規(guī)劃。

為確保樁位放樣的準(zhǔn)確性，每根樁開孔前應(yīng)認(rèn)真復(fù)核控制點，嚴(yán)格控制孔位的準(zhǔn)確性，保證樁位中心偏差在50mm以內(nèi)。同時防止在拋石棱體上成孔易發(fā)生串孔，施工過程中采取跳孔施工工藝，孔距宜為10～15m。

3 灌注樁成孔施工過程的質(zhì)量控制

3.1 樁位控制

本工程的灌注樁位于炸礁后斜坡巖，斜坡巖上為拋石棱體（厚度從幾米到數(shù)十米不等），棱體塊石粒徑不均，縫隙大，強(qiáng)度高，設(shè)計要求嵌巖中/微風(fēng)化巖不少于3m，難度高，成孔工期較長。因此本工程采用卷揚式?jīng)_擊鉆機(jī)鉆孔，成孔過程中由于不斷沖擊振動致使鋼護(hù)筒向斜坡方向滑移、傾斜，導(dǎo)致樁位中心偏差大幅度超出規(guī)范要求。為控制樁位符合設(shè)計規(guī)范要求，在開孔時先埋設(shè)比設(shè)計樁徑大20cm的大鋼護(hù)筒進(jìn)行沖擊造孔，待孔位穩(wěn)定后按設(shè)計樁位再埋設(shè)符合設(shè)計樁徑的小護(hù)筒，保證樁位的準(zhǔn)確性。

3.2 漏漿控制

由于回填棱體的空隙大，且受漲退潮影響，在施工過程中造成漏漿及塌孔嚴(yán)重，因此要求施工單位前期沖孔采用低錘密擊，反復(fù)沖擊造壁，使孔內(nèi)泥漿保持穩(wěn)定。后期向孔內(nèi)回填同樣的塊石外加粘土或袋裝水泥，反復(fù)沖孔使之?dāng)D入拋石層，提高泥漿性能以加強(qiáng)護(hù)壁并阻止漏漿。同時及時跟進(jìn)鋼護(hù)筒，每進(jìn)尺一段及時跟進(jìn)安放一段且全程跟進(jìn)不得拆除，進(jìn)一步防止塌孔和漏漿，保證樁身的完整性。

3.3 泥漿質(zhì)量控制

泥漿在成孔過程中主要是維護(hù)孔壁的穩(wěn)定，保證樁徑符合設(shè)計要求。影響灌注樁成樁質(zhì)量的泥漿性能主要指標(biāo)是相對密度和粘度，要嚴(yán)格控制泥漿各項性能指標(biāo)，在松散易坍塌地層（砂層、碎石層）沖孔時泥漿相對密度為1.20～1.45g/cm3較適合，在一般地層鉆孔時應(yīng)控制在1.05～1.2g/cm3。泥漿的含砂率大時會降低粘度、同時加大對泥漿泵的損耗及增加沉淀，在日常沖孔過程中，監(jiān)理工程師隨機(jī)抽查孔內(nèi)泥漿指標(biāo)，確保其符合規(guī)范和設(shè)計要求。同時現(xiàn)場設(shè)置泥漿池，廢棄泥漿、鉆渣及時進(jìn)行外運處理，不得污染環(huán)境。

3.4 持力層位置的判定

當(dāng)鉆機(jī)穿過拋石層時，清理完孔內(nèi)石渣后，由地質(zhì)勘察單位對每根樁進(jìn)行鉆孔取芯并判定樁端持力層標(biāo)高。鉆孔取芯位置為鋼護(hù)筒內(nèi)壁最靠近碼頭前沿線方向處，鉆孔深度進(jìn)入完整的中/微風(fēng)化花崗巖不少于6m?，F(xiàn)場取芯完畢后由地質(zhì)勘察單位出具柱狀圖經(jīng)由建設(shè)單位發(fā)至設(shè)計單位，設(shè)計單位依此確認(rèn)其終孔標(biāo)高。在沖孔過程中，檢查成孔記錄，當(dāng)達(dá)到設(shè)計終孔標(biāo)高時，采用長度為4～6倍設(shè)計樁徑，外徑為鋼筋籠直徑加100mm的籠式檢孔器檢查成孔質(zhì)量，如檢孔器能順利下放到孔底則說明樁身垂直度和樁徑符合要求，同時量測鉆孔深度，確保成孔深度符合設(shè)計要求。

圖2 現(xiàn)場取芯芯樣圖

3.5 清孔質(zhì)量控制

本工程灌注樁清孔采用懸浮排渣正循環(huán)清孔，在灌注樁到達(dá)設(shè)計高程后，應(yīng)進(jìn)行第一次清孔，利用泥漿將孔內(nèi)懸浮顆粒和孔底沉渣置換出來，直到孔口返漿密度持續(xù)小于1.1～1.2g/cm3及孔底沉渣厚度小于3cm，接著吊放鋼筋籠和安放混凝土導(dǎo)管，為防止吊放過程中，孔內(nèi)懸浮沉渣和沙粒沉入孔底，因此在混凝土灌注前需要進(jìn)行二次清孔，同時對泥漿進(jìn)行循環(huán)補(bǔ)充，清孔過程中實時監(jiān)控泥漿指標(biāo)。最后按照規(guī)范要求泥漿相對密度宜為1.05～1.20g/cm3，粘度宜為 16～22s，含砂率宜不大于 4%，沉渣厚度不大于3cm等指標(biāo)控制孔底沉渣厚度和孔內(nèi)泥漿的性能指標(biāo)。

4 成孔過程中出現(xiàn)問題及處理辦法

4.1 孔內(nèi)坍塌與縮徑

由于本地潮差大，成孔過程中鉆進(jìn)速度過快未及時跟進(jìn)鋼護(hù)筒，泥漿護(hù)壁不夠，都會引起塌孔，因此要求在成孔過程中及時跟進(jìn)鋼護(hù)筒，同時當(dāng)進(jìn)入地質(zhì)變化層時應(yīng)控制成孔速度，改善泥漿性能（如控制含砂率和密度）使之形成有效護(hù)壁。拋石層每進(jìn)尺4-5m，應(yīng)對鉆頭進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)沖錘磨損時應(yīng)及時進(jìn)行錘牙貼邊修復(fù)或更換新的沖錘。

4.2 鋼護(hù)筒底部偏位變形

灌注樁開孔地面高程普遍在+8～+9m，而巖面高度在-2m～-49不等，樁徑為1200mm的采用δ=10mm的鋼板軋制的直徑為1250mm鋼護(hù)筒，樁徑為1400mm采用直徑為1450mm鋼護(hù)筒，每節(jié)長度為1500mm，每根樁下放護(hù)筒長度在10m～58m不等，所以焊接好每節(jié)鋼護(hù)筒至關(guān)重要，底護(hù)筒應(yīng)做加強(qiáng)措施。在成孔時由于錘牙補(bǔ)焊不及時導(dǎo)致擴(kuò)孔不足以及下護(hù)筒時強(qiáng)行安放，導(dǎo)致底部鋼護(hù)筒偏位和變形。針對這種情況必須拔出所有護(hù)筒并及時進(jìn)行回填，待回填穩(wěn)定后重新定位鉆孔。

4.3 鉆孔傾斜

在成孔時在進(jìn)入巖面傾斜段或者鉆頭受力不均時均可能出現(xiàn)鉆孔傾斜，應(yīng)利用鉆頭上下反復(fù)掃孔糾正，低錘沖擊，并同時回填同類塊石進(jìn)行反復(fù)修正，若斜孔嚴(yán)重?zé)o法修正時，必須拔出護(hù)筒重新回填，待回填穩(wěn)定后重新沖孔。因此在沖孔過程中要定期檢查，發(fā)現(xiàn)傾斜及時修復(fù)。

5 鋼筋籠制作和安裝質(zhì)量控制

在鋼筋進(jìn)場后，對鋼筋下料、鋼筋綁扎等進(jìn)行巡視檢查，檢查其數(shù)量、規(guī)格、分段長度、尺寸、鋼筋焊接、槽鋼、加強(qiáng)箍、墊塊設(shè)置、加密箍位置數(shù)量等是否符合設(shè)計與規(guī)范要求。逐節(jié)驗收鋼筋籠，檢查其機(jī)械連接質(zhì)量，相鄰主筋接頭位置是否錯開35d。在鋼筋籠吊放安裝過程時，逐節(jié)驗收鋼筋接頭，滿足要求后方可繼續(xù)安放。安放完畢后在鋼護(hù)筒設(shè)置定位鋼筋，并加以點焊固定，防止?jié)仓^程中鋼筋籠偏位和上浮。同時本工程設(shè)置3根超聲波檢測管（Φ60mm×4mm無縫鋼管），檢測管采用液壓鉗連接，鋼筋籠安放時應(yīng)認(rèn)真檢查檢測管連接的接頭是否緊密，在鋼筋籠安放完畢后，應(yīng)及時向檢測管內(nèi)灌水封堵，避免在混凝土澆筑過程中發(fā)生檢測管堵塞，造成超聲波檢測無法進(jìn)行。

6 水下混凝土澆筑質(zhì)量控制

6.1 混凝土原材料和配合比控制

加強(qiáng)混凝土原材料的質(zhì)量檢驗，確保所用的材料合格，滿足工程需要。根據(jù)材料的實際狀況結(jié)合現(xiàn)場的實際調(diào)整施工配合比，確保混凝土的質(zhì)量符合設(shè)計要求和規(guī)范規(guī)定。

6.2 導(dǎo)管埋深控制

在混凝土澆筑前應(yīng)檢查導(dǎo)管埋深是否距孔底30～50cm，在供料滿足的條件下，盡量取大值。同時計算料斗初灌量是否滿足導(dǎo)管埋深不少于1m的要求，以防出現(xiàn)夾層、夾泥和斷樁現(xiàn)象。

6.3 坍落度控制

在澆筑前和澆筑過程中抽測混凝土坍落度，看是否符合配合比設(shè)計要求，混凝土的坍落度對成樁質(zhì)量有著直接影響，坍落度在配合比規(guī)定范圍內(nèi)的混凝土可有效地保證混凝土灌注性、連續(xù)性和密實性，樁身質(zhì)量才有保證。

6.4 混凝土澆筑控制

圖3 現(xiàn)場樁頭

混凝土開始灌注時，要求其緊湊、連續(xù)地進(jìn)行，禁止中途停工，必須一次性澆注完畢。在灌注過程中隨時觀測孔口泥漿排放并檢查導(dǎo)管埋管情況以及混凝土面上升情況，以便及時拆卸導(dǎo)管。導(dǎo)管要上、下來回串動，確保混凝土的密實度和施工質(zhì)量。在澆筑到巖面交界處應(yīng)放緩澆筑速度，防止?jié)仓^快導(dǎo)致鋼筋籠上浮影響成樁質(zhì)量。每次拆除導(dǎo)管應(yīng)慢提并記錄已灌注混凝土方量、實測孔內(nèi)混凝土表面高度以及當(dāng)前導(dǎo)管埋深，同時應(yīng)根據(jù)灌注混凝土的數(shù)量，計算校核導(dǎo)管的埋置深度與實測是否相符，防止拆除導(dǎo)管過多而出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，同時防止導(dǎo)管埋深過深導(dǎo)致鋼筋籠上浮以及導(dǎo)管不能拆除等現(xiàn)象。導(dǎo)管埋管深度宜控制在2～6m，拆完導(dǎo)管后保證埋管深度大于2m。為保證樁頂成樁質(zhì)量，設(shè)計單位原要求超灌不少于1m，后經(jīng)建設(shè)單位要求變更為超灌1.2m，澆筑過程要求施工單位做好水下灌注混凝土施工記錄。同時在混凝土澆筑過程中，在距沖孔10m范圍內(nèi)混凝土灌注樁強(qiáng)度達(dá)到5MPa前（一般為灌注24h后）不得進(jìn)行沖孔施工。

6.5 樁頭鑿除

在開挖完畢后，先用水準(zhǔn)儀復(fù)核高程并在鋼護(hù)筒上做好樁頂高程標(biāo)志，在切割完外側(cè)鋼護(hù)筒，用切割機(jī)沿樁周切縫（3～5cm深），以保證鑿除后樁頭缺棱掉角，最后用風(fēng)鎬慢慢鑿除其他部分。

從目前來看，鑿除的樁頭超灌混凝土質(zhì)量較好，未見太多浮漿。

7 水下混凝土澆筑過程中易出現(xiàn)問題及處理辦法

本工程85#樁灌注時，出現(xiàn)鋼筋籠上浮現(xiàn)象，經(jīng)分析其混凝土面正好在巖面上下交界處、導(dǎo)管埋深過深、混凝土灌注速度太快所導(dǎo)致。因此要求減緩混凝土灌注速度，測量孔內(nèi)混凝土面深度，待鋼筋籠回到原位置后，在滿足導(dǎo)管埋設(shè)深度的情況下拆除部分導(dǎo)管，并將鋼筋籠焊接在護(hù)筒上。

8 基樁檢測

樁基完成施工后，安排樁基檢測，截止目前共完成75根樁的檢測，每個樁均進(jìn)行了超聲波檢測和低應(yīng)變檢測，其中Ⅰ類樁70根，Ⅱ類樁5根。同時各抽取1根1200mm和1400mm樁進(jìn)行高應(yīng)變檢測，檢測結(jié)果均符合設(shè)計和規(guī)范要求。

9 結(jié)語

由于本工程灌注樁樁徑大、嵌巖深度深、地質(zhì)變化多端、隱蔽項目多、成孔難度大，施工過程中容易出現(xiàn)問題，因此需要注意以下幾點：

（1）施工時須采用隔孔跳打，以防相鄰孔位坍塌和串孔。

（2）鋼護(hù)筒應(yīng)及時跟進(jìn)，沖錘應(yīng)及時貼邊補(bǔ)焊，同時加強(qiáng)孔徑及深度的檢查，以確?？讖揭约扒度牖鶐r深度符合設(shè)計要求。

（3）施工過程中注意聲測管的保護(hù)，以便后期進(jìn)行檢測。

在實際工作中應(yīng)多看圖紙及規(guī)范，常入工地，找出現(xiàn)場問題和質(zhì)量控制應(yīng)對措施，在實際中嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙及規(guī)范組織施工，灌注樁的質(zhì)量就能得到有效監(jiān)控。通過福州港羅源灣港區(qū)可門作業(yè)區(qū)1#～3#多用途泊位工程后軌灌注樁施工質(zhì)量控制經(jīng)驗的總結(jié)，可為后續(xù)樁基施工及類似工程提供參考借鑒。

[1]JTJ285-2000，港口工程嵌巖樁設(shè)計與施工規(guī)程[S].

[2]JTJ248-2001，港口工程灌注樁設(shè)計與施工規(guī)程[S].

[3]TJ249-2001，港口工程樁基動力檢測規(guī)程[S].

[4]JGJ106-2014，建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范[S].

[5]JTJ202-2011，水運工程砼施工規(guī)范[S].

[6]JTS167-2012，港口工程樁基規(guī)范[S].