旋挖鉆孔灌注樁樁基施工細(xì)節(jié)控制分析

魏波

摘要：樁基本身是工程質(zhì)量的重要組成部分，其隱蔽性的特點要求施工人員必須做好鉆孔到灌注的全過程控制，尤其需要及時發(fā)現(xiàn)和處理其中存在的細(xì)節(jié)問題，確保工程的施工質(zhì)量。本文結(jié)合具體工程實例，對旋挖灌注樁樁基施工控制的細(xì)節(jié)進(jìn)行了分析，希望能夠為相似工程提供參考。

Abstract： The basic body of the pile is an important part of the quality of the project. Its concealed characteristics require the construction personnel to do the whole process control from drilling to pouring. In particular， it is necessary to discover and deal with the details in time to ensure the construction quality of the project. This paper analyzes the details of the construction control of the pile foundation with the rotary excavation pile in combination with the specific engineering examples， and hopes to provide reference for similar projects.

關(guān)鍵詞：旋挖鉆孔灌注樁;樁基;施工細(xì)節(jié)控制

Key words： rotary drilling bored pile;pile foundation;construction detail control

中圖分類號：U445.55+1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）18-0151-03

0? 引言

現(xiàn)代工程本身規(guī)模大，自重大，對于基礎(chǔ)的穩(wěn)定性要求嚴(yán)格，也因此推動了樁基礎(chǔ)的發(fā)展和普及。樁基施工的形式有很多，如鉆孔灌注樁就是其中最為典型的一種，通過旋挖鉆成孔的方式，鉆進(jìn)效率好，鉆頭能夠穿越各種復(fù)雜土層，產(chǎn)生的塵土和泥漿較少，在樁基施工中有著相當(dāng)明顯的優(yōu)勢。

1? 工程概況

某高速公路橋梁是連接周邊多個地區(qū)的必經(jīng)之路，橋梁全長832m，跨越河道兩側(cè)，采用樁基礎(chǔ)施工，樁體直徑分為1.5m和1.25m兩種，長度在44-58m之間，構(gòu)成場地的主要地層為第四系人工堆積素填土（Q4ml），坡洪積（Q4dl+pl）粉質(zhì)粘土，下伏侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組（J3p）泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖，密度逐漸增大，施工區(qū)域地下水位在4-16m之間，水量充沛，施工難度相對較大。為了保證施工質(zhì)量，在橋梁施工前，結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)勘查報告，就多種樁基施工技術(shù)進(jìn)行了分析和論證，最終選擇泥漿護(hù)壁旋挖灌注樁的方式來進(jìn)行樁基施工。

2? 旋挖灌注樁樁基施工控制細(xì)節(jié)

以下主要從成孔過程、混凝土澆筑及后續(xù)處理三個方面論述旋挖樁施工細(xì)節(jié)控制，其他測量、泥漿制備、鋼筋籠制安等方面本文不予以論述。

2.1 成孔階段細(xì)節(jié)控制

2.1.1 入孔

在初始鉆進(jìn)階段，護(hù)筒存在于地口以上，此時應(yīng)該選擇高檔位快速鉆進(jìn)，一方面能夠有效縮短鉆孔時間，另一方面也可以振落粘附在護(hù)筒上的土體，保證施工的順利進(jìn)行。當(dāng)鉆頭即將達(dá)到護(hù)筒底部時，應(yīng)該適當(dāng)減緩速度，確保護(hù)筒與土體的交接位置能夠緊密結(jié)合在一起，而鉆進(jìn)深度超過護(hù)筒底部約1.2m后，可以采用正常速度鉆進(jìn)。

2.1.2 鉆進(jìn)

正常鉆進(jìn)過程，如果地層的承載力在160kPa以內(nèi)，土層松軟，則可以采用自重鉆進(jìn)模式，不需要進(jìn)行加壓。當(dāng)遇到硬度較大的土層時，則應(yīng)該適當(dāng)加壓。要結(jié)合地質(zhì)條件調(diào)整鉆機(jī)的運行速度。在粘土層中，鉆機(jī)的入尺維持在0.8-0.9m/次旋挖，于基巖層內(nèi)，鉆機(jī)的入尺維持在0.4-0.5m/次旋挖。在鉆進(jìn)階段，鉆桿的上升速度維持在0.4m/s，同時要時刻留意鉆機(jī)儀表，若儀表展示豎直度出現(xiàn)變化，要立即調(diào)整再鉆進(jìn)。由于故停鉆時，禁止鉆頭留于孔中，提鉆后孔洞加蓋保護(hù)。旋挖鉆孔要超深挖0.3m，以確保樁長，同排樁超挖深度要基本相同，維持在±0.5m之內(nèi)。

2.1.3 成孔檢查

成孔滿足設(shè)計高度后，檢查孔深、直徑、內(nèi)壁垂直性、孔底沉渣厚度等，前期準(zhǔn)備充足檢查設(shè)備、測繩等。測量樁頂標(biāo)高，根據(jù)樁頂設(shè)計標(biāo)高計算孔深。用檢孔器檢測孔徑和孔的豎直度。

2.1.4 清孔

鉆孔到設(shè)計高程，通過對孔位、孔徑、孔深以及孔形等展開檢查確定達(dá)標(biāo)后，立刻清孔，注意在空轉(zhuǎn)清土?xí)r不得加深鉆進(jìn)，提鉆時不得回轉(zhuǎn)鉆桿。清孔沉渣厚度要達(dá)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的0.4cm內(nèi)。終孔后檢測終孔深度，借助清孔器打磨孔底，清渣，要讓清孔深度超過或與終孔深度一樣，清孔后，用測繩檢測孔深。自檢達(dá)標(biāo)后，以書面方式告訴旁站監(jiān)理項目師驗收展開檢測，并做好驗收記錄，驗收達(dá)標(biāo)，請監(jiān)理項目師及時簽字。

2.2 鋼筋孔制作安裝

在對鋼筋籠進(jìn)行制作和安裝的過程中，需要采取合理且規(guī)范的措施進(jìn)行，以此防止鋼筋籠安裝期間對孔壁產(chǎn)生不良的影響，這樣的話，能夠在降低沉渣厚度的基礎(chǔ)上避免塌孔問題的出現(xiàn)?；诖?，就要求相關(guān)人員加大對鋼筋籠制作質(zhì)量的監(jiān)督控制力度，對于鋼筋籠的長度和配筋規(guī)格來講，必須遵循設(shè)計圖紙中的要求進(jìn)行加工作業(yè)，以鋼筋孔外徑和直線度控制工作為重點，使得鋼筋搭接和縱橫筋交叉點的焊接質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)要求相一致。再者，吊裝鋼筋籠的過程中，使用三點起吊的方式，鋼筋孔軸線保持良好的重合性，將其慢慢的放入樁孔就位，結(jié)合設(shè)計深度實施安裝作業(yè)，明確最佳的位置。最后，將護(hù)塊安裝于鋼筋籠中，這樣做的目的是為了防止安裝鋼筋籠時和孔壁相碰撞，在增強(qiáng)混凝土保護(hù)層厚度均勻性的基礎(chǔ)上確保鋼筋籠灌注樁體位置的準(zhǔn)確度。

2.3 安裝導(dǎo)管

在應(yīng)用鋼管的前期階段中，要做好試連接工作，以此避免導(dǎo)管發(fā)生漏水以及變形等不良問題，如此的話，對混凝土進(jìn)行澆筑的過程中就不會出現(xiàn)導(dǎo)管進(jìn)水以及漏漿等現(xiàn)象，從而對混凝土澆灌性能產(chǎn)生直接的影響。等到完成上述的鋼筋安裝工作之后就需要馬上安裝導(dǎo)管，防止樁孔孔壁中的泥土發(fā)生脫落現(xiàn)象，導(dǎo)致樁孔沉渣量增加。

2.4 混凝土灌注

在混凝土灌注環(huán)節(jié)，需要注意幾個方面的問題：①導(dǎo)管懸空。在混凝土灌注環(huán)節(jié)，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)導(dǎo)管懸空，懸空的高度控制在50cm左右，這樣最能保證施工質(zhì)量，如果懸空高度過小，容易出現(xiàn)堵管等問題，影響封底效果，底部混凝土的密實度可能無法達(dá)到設(shè)計要求;如果懸空高度過大，混凝土?xí)趯?dǎo)管底部出現(xiàn)離析的現(xiàn)象，同樣會影響下料以及混凝土的密實度;②導(dǎo)管埋深。很多施工人員覺得導(dǎo)管埋深愈深愈好，事實上，若埋深太大，底部砼的流動性將變小，在提高導(dǎo)管時會由于疑問真空效應(yīng)造成其提升受阻;③封底灌注。在進(jìn)行封底混凝土灌注的過程中，必須做好混凝土灌注量的控制，確保料斗溶劑不低于1.8m3，以此來確?？ㄇ蚝箜诺膲毫梢哉Ｍ瓿煞獾?。砼灌注過程要強(qiáng)調(diào)全過程管理，砼罐車抵達(dá)工地后，要保障轉(zhuǎn)動最少15s，再放出少量砼做坍落度試驗，若坍落度在18-22cm之間，可以進(jìn)行灌注施工?；炷凉嘧h(huán)節(jié)，堵管問題經(jīng)常發(fā)生，當(dāng)遇到堵管后，施工人員需要對導(dǎo)管埋深展開計算，再提高導(dǎo)管，將埋深維持在50mm之上，如果埋深為70mm但是砼依然無法順利落下，則應(yīng)該更換較大的料斗，同時盡可能抬升料斗下口高度，提高導(dǎo)管中的壓力，再根據(jù)封底方式再次灌注砼。

2.5 裁樁、接樁樁頭剔鑿

樁基澆筑完成，混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%后采用風(fēng)鎬配合人工處理樁頭混凝土，嚴(yán)格控制剔除深度，但必須保證鑿除至新鮮、密實混凝土面且達(dá)到樁頂設(shè)計標(biāo)高。

接樁處理、裁樁過程中若發(fā)現(xiàn)浮漿厚度過大或因澆筑原因造成裁樁后的樁頂標(biāo)高低于設(shè)計標(biāo)高，應(yīng)在做完相關(guān)試驗檢測后處理。采用人工磚砌護(hù)壁從實際樁頂標(biāo)高到設(shè)計標(biāo)高，二次澆筑高一個標(biāo)號混凝土保證樁頂達(dá)設(shè)計標(biāo)高。

2.6 配備專業(yè)性的質(zhì)量檢測人員

首先，挑選專業(yè)性強(qiáng)并且經(jīng)驗豐富的管理人員，配置專職的質(zhì)檢員。當(dāng)實施灌注樁工程之前，需要經(jīng)由質(zhì)檢工程人員進(jìn)行自檢，然后監(jiān)理工程師同意之后才能夠進(jìn)入下一環(huán)節(jié)的施工作業(yè)。

2.7 常見問題處理

在旋挖鉆成孔的過程中，經(jīng)常會遇到一些問題，這些問題的存在會對施工質(zhì)量乃至施工安全造成威脅，必須得到施工人員的重視和處理。

2.7.1 卡鉆問題

結(jié)合大量的現(xiàn)場實踐經(jīng)驗分析，卡鉆的深度通常在37m以下，具體表現(xiàn)為鉆頭轉(zhuǎn)動困難，主泵壓力增大且無法提鉆，嚴(yán)重的甚至?xí)霈F(xiàn)鉆頭完全停滯的情況。分析卡鉆原因，首先是地質(zhì)問題，結(jié)合該工程地質(zhì)勘查報告分析，在超過37m后，地層以堅硬砂層為主，密度相對較大，鉆進(jìn)過程中需要為鉆頭加壓，而如果遭遇局部孤石或者鉆頭上部出現(xiàn)局部坍塌，則會造成孔壁將鉆頭裹緊，引發(fā)卡鉆問題;其次是人為原因，在鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中，如果操作人員出現(xiàn)疏忽，可能導(dǎo)致鉆進(jìn)深度超出鉆頭高度，導(dǎo)致泥沙進(jìn)入鉆頭和孔壁之間的楔形區(qū)域，高壓作用會將鉆頭緊緊擠壓在孔內(nèi);然后是其他原因，如上部孔壁少量坍塌后，泥沙回填到楔形區(qū)域，同樣會引發(fā)卡鉆問題。

針對卡鉆問題產(chǎn)生的原因，施工人員需要采取有效的應(yīng)對措施。在卡鉆問題發(fā)生后，需要立即停止鉆進(jìn)，在上提鉆頭的同時將其反轉(zhuǎn)，待鉆頭上升高度達(dá)到30cm時，可以適當(dāng)進(jìn)行正鉆，但是不能回落，確保存在于楔形區(qū)域內(nèi)的泥沙可以沿縫隙返回到鉆頭下方，從而對卡鉆問題進(jìn)行解決。如果通過上述方式進(jìn)行處理后，卡鉆現(xiàn)象依然存在，則應(yīng)該在鉆桿上橫向焊接兩根45工字鋼，下側(cè)各使用一臺200t千斤頂慢速提升，依照現(xiàn)場實際情況，在提升一段距離后，應(yīng)該間歇1-2h，然后繼續(xù)提升，為了保證安全，應(yīng)該將厚度較大的鋼板放置在孔口位置，作為千斤頂?shù)鬃?/p>

2.7.2 埋鉆

如果鉆機(jī)在鉆進(jìn)的過程中，突然出現(xiàn)鉆進(jìn)困難或者鉆頭無法轉(zhuǎn)動，且顯示屏提示鉆進(jìn)深度超過實際測量孔深，則表明發(fā)生了埋鉆問題。對埋鉆的原因進(jìn)行分析，主要是當(dāng)鉆頭經(jīng)過松散砂層時，受局部水壓過大的影響，可能引發(fā)塌孔問題，另外，如果施工人員對于泥漿的比重和稠度沒有做好控制，孔壁內(nèi)部沒有形成堅實泥皮，同樣可能引發(fā)塌孔埋鉆的情況。

在對埋鉆問題進(jìn)行處理時，施工人員需要先對泥漿的濃度進(jìn)行檢查，如果濃度不達(dá)標(biāo)，需要通過增加泥漿濃度、促進(jìn)孔內(nèi)泥漿循環(huán)的方式來對泥漿護(hù)壁的效果進(jìn)行強(qiáng)化，然后結(jié)合反循環(huán)鉆原理，對孔內(nèi)的泥沙進(jìn)行清理，鉆頭漏出后依照卡鉆的處理方式進(jìn)行提鉆即可。

2.7.3 塌孔現(xiàn)象

塌孔是鉆孔灌注樁施工期間普遍存在的一種現(xiàn)象，在成孔過程中或者是成孔之后，孔壁會產(chǎn)生一定的塌落。針對于此種現(xiàn)象的發(fā)生，相關(guān)人員就需要對泥漿性能進(jìn)行有效的改進(jìn)，采取管口直對護(hù)筒壁添加的方式。在松散粉砂土鉆進(jìn)期間，控制好進(jìn)尺的速度，選擇性能良好的泥漿。

3? 結(jié)語

在旋挖灌注樁樁基的施工控制中，通過相應(yīng)的細(xì)節(jié)控制，樁基的質(zhì)量能夠得到保障。從施工人員的角度，必須具備高度責(zé)任心，重視對于樁基工程的全過程控制，及時發(fā)現(xiàn)細(xì)節(jié)問題并做好處理，確保工程質(zhì)量的同時，實現(xiàn)其按期交付，減少人力物力資源浪費的現(xiàn)象，實現(xiàn)工程效益的最大化。

參考文獻(xiàn)：

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