鐵路橋基加固鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量控制
2016-01-25
1 前言
寶成線YK585+550綿遠(yuǎn)河大橋位于黃許鎮(zhèn)至羅江區(qū)間，建成于1953年，該橋?qū)贉\埋基礎(chǔ)，基礎(chǔ)地質(zhì)為砂夾卵石，建成后曾先后6次對(duì)病害進(jìn)行整治均收效甚微。經(jīng)再次現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，成鐵局決定對(duì)該橋1~14#墩基礎(chǔ)進(jìn)行樁基置換，將原木樁置換為鋼筋砼鉆孔灌注樁，徹底整治該橋病害。該橋14個(gè)墩的148根鉆孔灌注樁成為控制工期的關(guān)鍵所在。2002年12月至次年4月，經(jīng)過施工單位精心組織、精心施工，采用十字形鉆頭的沖擊鉆機(jī)鉆孔，優(yōu)質(zhì)、高效、按期完成了施工任務(wù)，且鍛煉出一支強(qiáng)有力的施工隊(duì)伍，在鉆孔灌注樁的施工方面積累了許多難能可貴的經(jīng)驗(yàn)，在此就施工質(zhì)量控制方面的要點(diǎn)進(jìn)行整理，旨在指導(dǎo)以后的施工，謀求生產(chǎn)管理水平的進(jìn)一步提高。
2 鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制
2.1 施工前質(zhì)量控制
?。?）建立健全施工組織機(jī)構(gòu)，包括現(xiàn)場(chǎng)施工組織、工程監(jiān)理等。組織職工、勞務(wù)工進(jìn)行技術(shù)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，經(jīng)考試合格后方可掛牌上崗。
?。?）對(duì)工程所需的水泥、鋼筋、砂石料等按規(guī)定送檢，選取砼配合比，落實(shí)砼的攪拌及運(yùn)輸機(jī)械，沒有產(chǎn)品合格證的原材料不得進(jìn)場(chǎng)。
?。?）研究設(shè)計(jì)文件和施工組織設(shè)計(jì)，重點(diǎn)包括工程地質(zhì)報(bào)告、樁位平面布置圖、樁基結(jié)構(gòu)施工圖、鉆孔的工藝流程等，對(duì)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不符處及時(shí)向上級(jí)主管部門及設(shè)計(jì)單位提出，使工程質(zhì)量具有可靠的技術(shù)保證。
?。?）檢查供電能力，檢修機(jī)械設(shè)備，備好造漿用的優(yōu)質(zhì)粘土（或膨脹土）及回填修孔用的片石等。
?。?）布好水管路，設(shè)置泥漿池，防止灌注水下砼時(shí)擠出的泥漿污染環(huán)境及影響其它工序。
?。?）建立質(zhì)量監(jiān)督機(jī)制，由技術(shù)人員專人負(fù)責(zé)質(zhì)量檢查及臺(tái)賬管理。
2.2 施工中質(zhì)量控制
?。?）由技術(shù)人員復(fù)查測(cè)量放線、樁位及標(biāo)高控制。
?。?）檢查驗(yàn)收鋼筋籠的制做質(zhì)量，包括鋼筋直徑、數(shù)量、間距、搭接長(zhǎng)度、焊接質(zhì)量等，并按規(guī)范要求進(jìn)行除銹。
（3）在鉆孔過程中，必須保證護(hù)筒內(nèi)規(guī)定的水頭高度和泥漿稠度，隨時(shí)檢驗(yàn)?zāi)酀{比重和含砂率，并填寫泥漿試驗(yàn)記錄表。
?。?）鉆孔應(yīng)一次成孔，不得中途停頓。在鉆孔過程中，應(yīng)隨時(shí)了解地質(zhì)情況并做好記錄，在綿遠(yuǎn)河工程中，就曾有幾根樁因地質(zhì)情況特殊而變更設(shè)計(jì)，并應(yīng)隨時(shí)檢查孔位，其偏差不應(yīng)大于10cm，發(fā)現(xiàn)偏孔及時(shí)處理。為預(yù)防卡鉆，應(yīng)經(jīng)常檢孔。鉆頭直徑磨耗超過1.5cm時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換、修補(bǔ)。鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)對(duì)孔徑、孔深和孔形等進(jìn)行檢查，并填寫鉆孔記錄表。
?。?）沖擊法鉆孔，為防止沖擊震動(dòng)使鄰孔孔壁坍塌或影響鄰孔已灌砼的凝固，應(yīng)待鄰孔砼灌注完畢，并達(dá)到2.5Mpa抗壓強(qiáng)度后方可開鉆，以免因震動(dòng)影響砼質(zhì)量。
?。?）鉆孔至設(shè)計(jì)高程經(jīng)過檢查后，應(yīng)立即進(jìn)行清孔。規(guī)范對(duì)灌注水下砼前容許沉碴厚度控制為：柱樁≯10cm，摩擦樁≯30cm。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，如果清孔測(cè)量與灌注水下砼的時(shí)間間隔超過1h，護(hù)壁泥漿將會(huì)產(chǎn)生一定厚度的沉積需進(jìn)行二次清孔。沖擊鉆機(jī)宜用抽碴法清孔，抽碴時(shí)，應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)注入清水，保持孔內(nèi)水位，避免坍孔。不得用加深孔底深度的方法代替清孔。
（7）清孔后鋼筋籠即吊裝入孔，然后牢固定位，以免在灌注砼過程中發(fā)生掉籠或浮籠現(xiàn)象。注意填寫檢查記錄，確認(rèn)各項(xiàng)都符合設(shè)計(jì)要求且經(jīng)監(jiān)理工程師檢查簽認(rèn)后，方可下串筒灌注水下砼。
?。?）灌注水下砼時(shí)，必須由技術(shù)人員在旁監(jiān)控，要經(jīng)常檢查澆注砼的水灰比，測(cè)定其坍落度及控制攪拌時(shí)間，填寫水下砼灌注記錄。每根樁至少制做一組砼試壓件送檢。
?。?）組織定期和不定期現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量會(huì)議，及時(shí)分析通報(bào)工程質(zhì)量情況。
2.3 施工后質(zhì)量控制
?。?）砼的養(yǎng)生。包括樁頂砼和砼試件的養(yǎng)生，樁頂砼可做蓄水養(yǎng)護(hù)，砼試件可送試驗(yàn)站標(biāo)養(yǎng)。
?。?）樁頂鑿除浮漿后，應(yīng)無松散砼。樁頂標(biāo)高、嵌入承臺(tái)內(nèi)的錨固鋼筋長(zhǎng)度均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
?。?）組織設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位、超聲波檢測(cè)方、施工單位的人員對(duì)施工完達(dá)到養(yǎng)護(hù)期的樁進(jìn)行超聲波檢測(cè)。選擇檢測(cè)樁時(shí)應(yīng)考慮以下因素：①選擇受力比較關(guān)鍵的樁；②盡量選擇有代表性的樁；③選擇對(duì)施工質(zhì)量有懷疑的樁和施工過程中有特殊情況的樁。
3 鉆孔灌注樁施工過程中應(yīng)重點(diǎn)抓好的質(zhì)量問題
3.1 鉆孔事故處理
發(fā)生鉆孔事故后，應(yīng)仔細(xì)分析，查明原因，再進(jìn)行處理，確保成樁質(zhì)量。常發(fā)生的鉆孔事故有以下幾種：
?。?）坍孔。坍孔不嚴(yán)重者，可加大泥漿比重繼續(xù)鉆進(jìn)；嚴(yán)重者回填重鉆。
?。?）偏孔。偏孔不嚴(yán)重時(shí)，可重新調(diào)整鉆機(jī)或卡桿孔繼續(xù)鉆進(jìn)；發(fā)生嚴(yán)重偏孔、梅花孔、探頭石時(shí)，應(yīng)回填硬質(zhì)帶角棱的石塊修孔，必要時(shí)反復(fù)幾次修孔，回填時(shí)應(yīng)多填高0.5m。
?。?）卡鉆。發(fā)生卡鉆時(shí)，不宜強(qiáng)提，以免掉鉆或坍孔。應(yīng)查明原因和鉆頭位置，采用晃動(dòng)大繩或鉆頭以及其它措施，使鉆頭松動(dòng)后再提起。
?。?）掉鉆。發(fā)生掉鉆時(shí)，應(yīng)及時(shí)查明原因，采取有效措施，盡快處理。如鉆頭被埋住，應(yīng)首先清除泥砂，再進(jìn)行打撈；如鉆頭被埋入孔內(nèi)確實(shí)無法打撈時(shí)，一般常采用變更設(shè)計(jì)的方法來處理，即在坍孔樁的橋軸線方向兩邊分別設(shè)計(jì)兩根樁來替代中間的坍孔樁，兩樁之間采用承臺(tái)（抬梁）連接成整體，綿遠(yuǎn)河工程中就曾出現(xiàn)過這種情況。但角樁的變更設(shè)計(jì)更為困難，只有在坍孔樁的45°線方向分設(shè)兩根樁來替代且會(huì)增大承臺(tái)平面尺寸，所以在受力控制樁（特別是角樁）的鉆孔過程中應(yīng)盡量避免鉆孔事故的發(fā)生。
3.2 水下砼灌注
鉆孔灌注樁的水下砼灌注質(zhì)量是影響基樁承載力的主要因素，是整個(gè)鉆孔灌注樁施工過程中最重要的環(huán)節(jié)之一。
3.2.1 砼的配合比
水下砼的骨料宜采用潔凈的河砂、卵石，粗骨料粒徑可采用1~4cm，即常說的豆石。為保證水下砼的灌注質(zhì)量，增強(qiáng)砼的和易性，可摻入適量減水緩凝劑（如按水泥用量的3‰摻入木質(zhì)素磺酸鈣）。在拌制砼時(shí)，技術(shù)人員必須檢查砼的配合比，抽檢砼的坍落度，要求其坍落度為18~22cm。
3.2.2 首灌
首灌直接影響到成樁質(zhì)量及豎向承載力，在保證首灌量滿足規(guī)范要求的前提下，還需保證首灌砼的質(zhì)量及返漿的順暢。砼的初存量應(yīng)滿足首灌砼入孔后，導(dǎo)管埋入砼的深度不小于0.8m以防止泥漿卷入砼中，且首灌砼必須用隔水栓封底。
3.2.3 砼灌注
?。?）砼應(yīng)連續(xù)灌注，不得中途停頓，一般應(yīng)控制在4~6h內(nèi)澆注完畢。水下砼灌注面應(yīng)高出樁頂設(shè)計(jì)高程0.5~1.0m，以便清除浮漿。
?。?）灌注時(shí)要使孔內(nèi)砼保持均勻上升，嚴(yán)禁導(dǎo)管提離砼面，要專人隨時(shí)用探錘測(cè)量砼面的實(shí)際標(biāo)高，推算導(dǎo)管的埋入深度，統(tǒng)計(jì)澆灌量及時(shí)做好記錄。在灌注水下砼時(shí)，導(dǎo)管埋入砼中的深度不得小于1m且不宜大于3m。
（3）灌注過程中，如因?qū)Ч苈┧虬纬鲰琶妗C(jī)械故障、操作失誤或其它原因，造成斷樁事故，應(yīng)予重鉆或向上級(jí)匯報(bào)會(huì)同有關(guān)單位研究補(bǔ)救措施。發(fā)生斷樁事故時(shí)，若灌注時(shí)間不長(zhǎng)，一般不超過2h，砼還沒初凝，樁的灌注高度在幾米以內(nèi)，常采取迅速拔出鋼筋籠重新鉆孔的處理方法；若水下砼灌注時(shí)間較長(zhǎng)，灌注深度較大時(shí)，可考慮用下鋼護(hù)筒的辦法來處理斷樁；若以上兩種方案均難以實(shí)施，則只有會(huì)同有關(guān)單位進(jìn)行變更設(shè)計(jì)，與以上掉鉆變更設(shè)計(jì)的方法相同。
4 結(jié)束語
綿遠(yuǎn)河工程，是沖擊鉆機(jī)應(yīng)用于鉆孔灌注樁施工的一大嘗試，既滿足了工期，控制了成本，更保證了施工質(zhì)量，成績(jī)是有目共睹的。但如何用不同類型的鉆機(jī)，采用不同的方案施工不同地質(zhì)條件下的鉆孔灌注樁，則是擺在我們面前的一個(gè)新課題。只有在積累以往經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的探索，才能取得真正意義上的提高。
