地鐵車(chē)輛段旋挖鉆孔水下灌注樁施工質(zhì)量控制

彭增建

北京城建道橋建設(shè)集團(tuán)有限公司技術(shù)質(zhì)量部，中國(guó)·北京 100022

1 引言

中國(guó)北京地鐵12 號(hào)線東壩車(chē)輛段工程由聯(lián)合檢修庫(kù)、運(yùn)用庫(kù)、備品備件庫(kù)、咽喉區(qū)、共享綜合樓及食宿樓組成。樁基工程總量約1.5 萬(wàn)顆，均為水下旋挖灌注成樁。樁基施工周期短、連續(xù)性強(qiáng)，成樁質(zhì)量直接影響著上部建（構(gòu)）筑物的質(zhì)量，需要對(duì)樁基施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控。

2 工程概況

北京地鐵12 號(hào)線工程土建施工25 合同段東壩車(chē)輛段位于朝陽(yáng)區(qū)東壩鄉(xiāng)北區(qū)北小河以西地塊，用地南側(cè)為規(guī)劃安德大街，北側(cè)為規(guī)劃東壩路，東壩車(chē)輛段總建筑面積634421m2。其中樁基1.5 萬(wàn)余顆，樁基均采用泥漿護(hù)壁旋挖水下灌注樁施工。樁徑為0.8m、1m，樁長(zhǎng)為29m、32m、34m、35m、36m、50m；工程樁施工完畢后應(yīng)依次進(jìn)行樁身完整性和單樁豎向抗壓承載力檢測(cè)，樁身完整性檢測(cè)方法為低應(yīng)變實(shí)驗(yàn)（檢測(cè)比例為總樁數(shù)的30%）、聲波投射法實(shí)驗(yàn)（低應(yīng)變?cè)囼?yàn)樁的10%）與單樁豎向抗壓靜載實(shí)驗(yàn)（同一條件下樁基分項(xiàng)工程總樁數(shù)的1%，且不少于3 根）。

3 工程地質(zhì)情況

3.1 地形地貌

本工程位于永定河洪沖積扇中下部，地貌上屬于古金溝河道及古清河故道的河間地塊，地勢(shì)基本平坦?？卓诘孛鏄?biāo)高為26.93～31.26m。

3.2 樁端持力層

12 號(hào)線咽喉區(qū)樁端持力層為⑧3 細(xì)中砂層⑦1 細(xì)中砂；3 號(hào)線咽喉區(qū)樁端持力層為⑨1 中砂、細(xì)砂。

4 施工工藝

本工程采用旋挖鉆機(jī)成孔水下灌注作業(yè)，樁基施工工藝如圖1 所示。

圖1 樁基施工工藝圖

5 鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量控制保證措施

樁基成樁質(zhì)量檢查主要包括成孔及清孔、鋼筋籠制作和安裝、混凝土質(zhì)量及灌注，要求對(duì)以上各個(gè)施工程序認(rèn)真檢查并填寫(xiě)質(zhì)量檢查記錄；并對(duì)樁基在施工過(guò)程中有可能出現(xiàn)的問(wèn)題和影響成樁質(zhì)量的事件制定預(yù)防及處理措施。

5.1 鉆孔孔深、成孔孔徑控制

樁基成孔深度由鉆機(jī)操作室的微電腦液晶顯示器計(jì)量并控制，樁基成孔后經(jīng)過(guò)項(xiàng)目部質(zhì)量人員用重錘測(cè)繩測(cè)量孔深，孔徑用鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)檢查。

①必須二次清孔，清孔后的泥漿密度應(yīng)小于1.1。

②吊機(jī)安放鋼筋籠的過(guò)程中嚴(yán)禁碰撞孔壁；盡量減少成孔以后到混凝土灌注的間隔時(shí)間；鉆孔過(guò)程中要經(jīng)常檢查鉆頭的直徑，保證樁徑。

5.1.2 預(yù)防坍孔和縮孔的措施

①根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，調(diào)配出與現(xiàn)場(chǎng)相匹配的泥漿，保證在灌注混凝土前孔壁穩(wěn)定不塌孔。

②根據(jù)不同的土層采用不同的泥漿比重和不同的轉(zhuǎn)速，在砂性土和含少量卵石中鉆進(jìn)時(shí)，可用一或二擋轉(zhuǎn)速，并控制進(jìn)尺；在水位高的粉砂層鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)低檔慢速鉆進(jìn)，并加大護(hù)壁泥漿比重。

③一旦出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象，應(yīng)采取鉆頭上下反復(fù)進(jìn)行掃孔，將孔徑擴(kuò)大到設(shè)計(jì)文件要求。

課后習(xí)題環(huán)節(jié)是對(duì)前期學(xué)習(xí)效果的檢驗(yàn)和鞏固，是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。基于雨課堂平臺(tái)的課后學(xué)習(xí)活動(dòng)主要是線上學(xué)習(xí)，授課教師通過(guò)PC端制作課后習(xí)題，并上傳到教師手機(jī)端，然后再通過(guò)雨課堂微信平臺(tái)發(fā)布習(xí)題，選擇截止時(shí)間、考試時(shí)長(zhǎng)、公布答案時(shí)間和發(fā)布班級(jí)。發(fā)布之后學(xué)生會(huì)實(shí)時(shí)收到課后作業(yè)提醒，點(diǎn)擊即可進(jìn)入做題，學(xué)生需要在截止日期之前完成課后練習(xí)，完成之后便會(huì)有答題詳情反饋，可以看到自己做題的正確率、得分和總用時(shí)。

5.2 樁基中心位置控制

樁位經(jīng)過(guò)測(cè)量人員核實(shí)無(wú)誤后，用十字線法進(jìn)行樁位控制，鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)樁位中心，同時(shí)調(diào)整好鉆桿垂直度；隨時(shí)用十字樁線檢查鉆頭中心是否與樁中心一致。

5.3 樁體標(biāo)高控制

樁基施工時(shí)應(yīng)該在開(kāi)鉆之前和成孔以后對(duì)鋼筋籠的安裝標(biāo)高進(jìn)行量測(cè)，吊放鋼筋籠前對(duì)護(hù)筒標(biāo)高進(jìn)行量測(cè)，如果護(hù)筒標(biāo)高存在偏差，應(yīng)該及時(shí)調(diào)整鋼筋籠的標(biāo)高，以確保樁基的成孔深度、鋼筋籠標(biāo)高的準(zhǔn)確性[1]。

5.4 鋼筋籠安裝位置控制

①由于設(shè)計(jì)圖紙對(duì)基礎(chǔ)樁進(jìn)入持力層深度的要求，以及后注漿技術(shù)要求必須將鋼筋籠放至孔底，因此鋼筋籠按照統(tǒng)一長(zhǎng)度加工，利用焊接吊筋來(lái)靈活調(diào)節(jié)各個(gè)樁位實(shí)際對(duì)應(yīng)的鋼筋籠長(zhǎng)度。

②鋼筋籠加焊吊點(diǎn)，確保吊裝穩(wěn)固。

③吊放鋼筋籠入孔時(shí)，對(duì)準(zhǔn)孔位，吊直扶穩(wěn)，緩慢下沉，避免出現(xiàn)碰撞孔壁情況。

④為保持主筋的保護(hù)層厚度，防止主筋接觸孔壁應(yīng)設(shè)置保護(hù)層鋼筋，保護(hù)層鋼筋為4C10@2000mm，保護(hù)層鋼筋高度5cm。均勻單面焊接10d 在主筋上，且每組保護(hù)筋應(yīng)在同一截面上。使鋼筋籠平面位置對(duì)準(zhǔn)樁孔軸線，吊機(jī)安放鋼筋籠時(shí)，鋼筋籠需垂直狀態(tài)入孔。

5.5 孔內(nèi)沉渣厚度控制

①配置優(yōu)質(zhì)泥漿，在能夠保證孔壁穩(wěn)定的前提下，應(yīng)該盡量減小泥漿的比重，減少沉渣厚度。

②保證各道工序之間的有效銜接，特別是在第二次清孔后盡快進(jìn)行混凝土灌注作業(yè)，降低樁孔內(nèi)的沉渣厚度。

③定期檢測(cè)泥漿質(zhì)量，當(dāng)泥漿性能參數(shù)超出標(biāo)準(zhǔn)后，應(yīng)重新拌制泥漿，并用成孔質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)準(zhǔn)確檢測(cè)沉渣厚度[2]。

6 施工過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題和防治措施

現(xiàn)場(chǎng)樁基施工過(guò)程中出現(xiàn)了樁底沉渣過(guò)厚；后注漿壓力、注漿量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

6.1 樁底沉渣過(guò)厚

樁孔內(nèi)殘留的泥沙過(guò)厚或者孔壁的泥土塌落在孔底。

原因分析：泥漿比重過(guò)小；清空不徹底；成孔后超時(shí)間未進(jìn)行灌注作業(yè)又沒(méi)有進(jìn)行二次清孔。

防治措施：

①根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況，采用鈉基膨潤(rùn)土（7%），外添加純堿（膨潤(rùn)土的0.3%～0.5%）、CMC 羧甲基纖維素鈉（0.05%～0.1%）使泥漿達(dá)到最佳配比（泥漿比重控制在1.15～1.2g/cm3，粘度20～28s，含砂率＜8%）。

②確認(rèn)配比后每天早晚各一次檢測(cè)或每拌制一盤(pán)泥漿檢測(cè)一次，泥漿比重＞1.3g/cm3，粘度＞50s，含砂量＞11%時(shí)應(yīng)廢棄泥漿，重新拌制。

③樁基成孔以后鉆頭提離孔底10～20cm 保持慢速空轉(zhuǎn)，保證循環(huán)清孔時(shí)間不得少于30min，禁止采用加深孔深的方式代替清孔。

④灌注混凝土采用的是北京建工第五建設(shè)公司成品混凝土，距離現(xiàn)場(chǎng)約20km，平均需要1h 能夠到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。待樁基鉆進(jìn)1/2 時(shí)上報(bào)商混站進(jìn)行發(fā)灰。保證樁基成孔后0.5～1h 內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。

6.2 后注漿壓力、注漿量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求

原因分析：水泥漿攪拌站設(shè)備未進(jìn)行標(biāo)定、壓力表未進(jìn)行校訂；注漿管接頭不嚴(yán)密、堵管；開(kāi)塞不及時(shí)、注漿順序未按方案執(zhí)行；水泥攪漿站距離樁基距離過(guò)遠(yuǎn)。

防治措施：

①由第三方檢測(cè)單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的水泥攪拌站稱重設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，顯示設(shè)備進(jìn)行校正，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

②注漿導(dǎo)管為內(nèi)徑25mm 無(wú)縫鋼管，接頭方式采用絲接，絲頭連接前需用生料帶纏繞飽滿，并用管鉗擰緊，注漿環(huán)管采用PVC 鋼絲增強(qiáng)軟管，提前按250mm 間距開(kāi)孔，并用膠帶封口。

③樁基施工完成后在注漿管上懸掛標(biāo)牌，內(nèi)容包括成樁日期、開(kāi)塞日期、注漿日期。最晚在成樁2.5 天內(nèi)開(kāi)塞完成，開(kāi)塞后2～5 天內(nèi)注漿完成.注漿順序?yàn)橄葮秱?cè)注漿，后樁端注漿，樁側(cè)注漿順序?yàn)橄认潞笊?，先外圍后中間，樁側(cè)注漿和樁底注漿時(shí)間間隔不小于2h[3]。每項(xiàng)工作完成后在標(biāo)牌上填寫(xiě)對(duì)應(yīng)信息，最后噴涂油漆進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并建立施工臺(tái)賬，保證沒(méi)有漏注情況。

④對(duì)距離注漿站300m 范圍內(nèi)的樁基使用注漿站直接泵送注漿，并保證注漿壓力不小于3MP。

⑤根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況在超過(guò)300m 范圍以外的樁基改用自動(dòng)注漿車(chē)進(jìn)行注漿。

7 結(jié)語(yǔ)

北京地鐵12 號(hào)線東壩車(chē)輛段考慮蓋上開(kāi)發(fā)，樁基工程的質(zhì)量好壞對(duì)蓋上二次開(kāi)發(fā)的建筑物有著很關(guān)鍵的影響。因此對(duì)樁基的質(zhì)量進(jìn)行了深入的分析，樁底沉渣厚度和后注漿的效果對(duì)旋挖成孔水下灌注樁的質(zhì)量有很大影響，尤其是在北京等土質(zhì)較為松軟地質(zhì)條件下，樁基后注漿工藝對(duì)樁基承載力有很大的提升和保證。