鉆孔灌注樁施工工藝及其施工質量問題處理,土木工程施工論文

鉆孔灌注樁施工工藝及其施工質量問題處理,土木工程施工論文鉆孔灌注樁具有適應性強、造價低、承載力大、施工簡便等特點，被廣泛應用于公路橋梁、房建、市政工程等領域。是民用和工業(yè)建筑工程常用的基礎形式。其施工經(jīng)過的質量控制和對質量問題的處理，對能否完成施工任務具有重要意義。結合某開發(fā)區(qū)入?yún)^(qū)大門樁基施工，對常見問題及處理方式方法作扼要闡述，為類似工程提供參考，減小同類問題的發(fā)生。1工程大概情況某開發(fā)區(qū)入?yún)^(qū)大門樁基工程采用沖(鉆)孔灌注樁，總樁數(shù)8根，樁徑1．0m，鉆孔深度25m。以強風化花崗巖作為樁端持力層，樁端全斷面進入持力層深度不小于二倍樁徑。樁身混凝土設計強度為C35。該場地的工程地質條件簡述如下:(1)填筑土:鉆探揭露厚度0．70～6．60m，主要由粘性土混少量砂礫、碎石和塊石等組成，回填時間約5年左右，尚未完成自重固結。由于回填時未經(jīng)專門壓實或夯實處理，均勻性及密實度相差較大。(2)殘積中液限粘質土:揭示厚度1．45～4．40m，可塑狀，主要由長石、石英等礦物風化后的粘粉粒組成，粘性較差，韌性中等、遇水易崩解軟化，為場地母巖細粒花崗巖風化殘留原地而成。(3)全風化花崗:揭示厚度1．50～7．30m，巖芯成砂土狀，細?；◢彉嬙欤瓗r構造尚可分辨體認，礦物成分顯著變化，組織構造基本毀壞，遇水易軟化。巖體極破碎。(4)強風化花崗巖:厚度2．10～11．55m，堅硬土狀或碎塊狀，細?；◢彉嬙?，組織構造大部呈散體狀構造或碎塊狀構造，力學強度較高。遇水易軟化、崩解。2主要施工工藝本工程采用簡易沖擊鉆機、配十字鉆頭沖擊鉆進成孔，利用原土造漿。當鉆進至強風化花崗巖面要求取樣鑒別，直至鉆(沖)進至25米(設計孔深)終孔。使用吊車配合施工，采用C35商品混凝土灌注，灌注前應保證孔底沉渣厚度不大于50mm(設計要求)。全部8根樁施工完畢后，經(jīng)檢測全部合格，符合交工要求。3成孔經(jīng)過中出現(xiàn)的施工質量問題及處理3．1護筒冒水鉆(沖)孔施工時，考慮到樁徑1．0m，鉆頭采用同一直徑(1．0m)，護筒內(nèi)徑要求大于鉆頭200mm。場地上部為填筑土，埋設護筒周圍的土均勻性、密實性差;施工中鉆頭升降經(jīng)常對護筒造成碰撞;護筒內(nèi)外水位因附近海面潮汐漲落影響，水位差也較大;導致施工中出現(xiàn)護筒底漏水、護筒外壁冒水、護筒移位和傾斜、護筒下沉等現(xiàn)象。為了施工順利，主要采取下面措施:(1)在埋設護筒時，利用從其他地方運來的造漿性能較好的粘性土，對護筒周圍進行換填、壓實。(2)施工中，要求操作人員小心操作，起落鉆頭時，防止鉆頭碰撞護筒。假如發(fā)現(xiàn)護筒外冒水，應立即停止沖孔，并用粘性土對護筒四周進行加固填實。如碰到護筒下沉或者發(fā)生位移時，要求立即停止沖孔，拔出護筒重新安裝。(3)護筒設置應比場地高30－40cm，要求保持護筒內(nèi)有1．0－1．5米的水頭高度。3．2掉鉆頭施工左幅ZK4#孔時，在孔深16米處，由于作業(yè)人員沒有能發(fā)現(xiàn)鋼絲繩磨損嚴重，在提升鉆頭經(jīng)過中鋼絲繩斷裂，發(fā)生鉆頭掉落在孔內(nèi)的現(xiàn)象，俗稱掉鉆。在施工之初，為應對掉鉆的現(xiàn)象，項目部要求在鉆頭上部外緣用鋼絲繩繞1－2圈，以利發(fā)生掉鉆時方便撈取鉆頭。事故發(fā)生后，采用直徑32mm螺紋鋼筋自制的三爪倒刺打撈鉤，用鉆機上的鋼絲繩攜帶入孔內(nèi)，在孔內(nèi)沿徑向反復勾撈，最終三爪倒刺打撈鉤勾到預留鉆頭外緣的鋼絲繩，成功打撈起事故鉆頭。3．3鉆孔偏斜(或位移)施工左幅ZK3#孔時，出現(xiàn)孔位偏斜。由于鉆機安裝不穩(wěn)，鋼管滾筒沒有很好的固定，施工中也沒有經(jīng)常對鉆架進行水平和垂直校正;沖擊鉆頭反復沖擊，擺動幅度過大，也造成整個沖擊鉆機發(fā)生移動，造成鉆孔發(fā)生孔位偏斜，甚至位移;進入不均勻的地層也容易發(fā)生此現(xiàn)象。為解決這一常見的問題，主要采取下面措施:(1)場地用挖掘機平整后碾壓夯實，枕木要求均勻與地面全接觸，鋼滾筒要求固定牢固，施工中要經(jīng)常檢查底座能否發(fā)生位移;(2)施工前，要求對孔位進行復測，保證鉆頭中心、主滑輪上的鋼絲繩與護筒四周護樁直徑穿插定出的中心在同一鉛垂線上，中心偏差不得大于20mm。(3)為解決不同地層交界處發(fā)生的孔位偏斜，最有效的方式方法是:在孔位偏斜處，掉住沖擊鉆頭反復上下掃孔，糾正偏斜的鉆孔。偏斜嚴重時，要求重新回填粘土至偏斜處0．5米以上，待鉆孔內(nèi)穩(wěn)定后，再進行沖孔。3．4孔底沉渣過厚在施工中，多數(shù)鉆孔到達設計孔深后測井，發(fā)現(xiàn)孔底沉渣過厚或吊放鋼筋籠后，沉渣超過規(guī)定要求。孔底沉渣過厚，超過設計要求，嚴禁進行水下混凝土灌注。必須通過二次清孔，用比重在1．2－1．3之間的泥漿，由砂泵通過供漿管輸送到孔底進行正循環(huán)，利用泥漿流動對孔底沉渣進行不斷沖擊，使沉渣中的泥塊、砂礫、巖屑被帶出孔外，到達清孔降低沉渣厚度的目的。造成孔底沉渣過量的原因有:施工中，泥漿經(jīng)反復使用比重變小，難以將孔底沉渣浮起;鋼筋籠在吊放入孔內(nèi)，由于操作不細心，沒有從鉆孔中心對中下放，發(fā)生偏移，致使鋼筋籠外緣靠著鉆孔井壁下放，造成井壁護壁泥皮被鋼筋籠刮落，造成孔底沉渣過量;清孔時間過短或沒有進行二次清孔，孔內(nèi)沉渣還未被完全帶出孔外;鋼筋籠安頓好，并且經(jīng)過了二次清孔，由于準備工作不充分，等待灌注的時間過長，造成泥漿、鉆渣沉淀。針對這類問題的處理是:(1)在接近孔底適當孔深，投入造漿性能好的粘性土，控制好泥漿的比重和粘度，一般比重在1．2－1．4為宜，盡量不要用清水置換，除非泥漿比重過大。(2)吊放鋼筋籠時，應對準孔位中心，保持鋼筋籠的中心與樁孔中心在一垂線上，避免鋼筋籠偏移，造成鋼筋籠外緣碰撞、刮削井壁。(3)鉆(沖)至設計孔深，清孔時間盡量長些，當沉渣厚度符合要求，應立即下鋼筋籠。(4)下好鋼筋籠，再次測沉渣厚度，假如沉渣量超過規(guī)范(或設計)要求，應用導管進行二次清孔，直至沉渣厚度符合規(guī)范(或設計)要求，清孔后泥漿比重在1．15－1．25之間為宜，方可施行灌注。4水下混凝土灌注經(jīng)過中出現(xiàn)的質量問題及處理4．1卡管(也稱堵管)施工中ZK3#樁孔在灌注到距離孔口10－8米處，屢次發(fā)生導管內(nèi)混凝土沒有能流出導管引起卡管。造成此次卡管的直接原因是混凝土中部分粗骨料太大，超過規(guī)范要求的4cm以上，并且因道路阻塞，停滯時間過長，造成和易性、流動性變差，導管內(nèi)的混凝土因停留時間較長而堵管;混凝土沖擊力不夠也是造成水下混凝土堵管無法繼續(xù)灌注的原因之一。當灌注至接近樁頂設計標高時，由于孔內(nèi)上部混凝土外表承受大比重泥漿的浸入，壓力較大，導致導管內(nèi)混凝土無法順利，也是造成堵管的因素。根據(jù)施工前制定的施工方案，要求發(fā)生此類事故，盡量采取下面措施處理:(1)少量提升導管，并加以左右晃動，配合敲擊而后快速下落;(2)加大一次性混凝土的灌注量同時快速提升、下放導管，利用沖擊力使導管內(nèi)的混凝土流出。(3)對于灌注快接近樁頂標高，孔內(nèi)剩余導管長度較短，混凝土沖擊力缺乏引起的堵管，要求接長上部孔口導管，配合振動、上下沖擊、同時以一次性較大量混凝土灌注到達沖擊疏通導管的效果。ZK3#樁孔就是采用了以上3種方式方法相結合，解決了卡(堵)管問題。(4)當灌注愈接近樁頂標高，能夠用清水通過供漿管注入孔內(nèi)稀釋導管外泥漿濃度，降低孔內(nèi)泥漿比重，減輕導管內(nèi)外壓力差，幫助導管內(nèi)混凝土順利流出導管。4．2鋼筋籠錯位施工中ZK5#出現(xiàn)了鋼筋籠錯位。究其原因是:在鋼筋籠對接時，下入孔內(nèi)的鋼筋籠在孔口沒有固定好、對接時，上下鋼筋籠未對正;或下導管時，操作不慎，導管掛住鋼筋籠;或樁孔超徑或保衛(wèi)塊安頓缺乏，鋼筋籠靠在井壁，造成鋼筋籠偏離樁孔中心。為預防此事故發(fā)生，處理方式方法是(1)要求施工人員嚴格按操作規(guī)程作業(yè)，下鋼筋籠時，把鋼筋籠對中固定在孔口綁扎或者焊接在護筒上。(2)鋼筋籠下入孔內(nèi)，要求用護筒四周護樁直徑穿插定出的中心位置進行比對或由測量人員復測，檢查鋼筋籠能否處在樁中心。(3)要求鋼筋籠四周保衛(wèi)墊塊要安頓足夠，不允許遺漏。4．3鋼筋籠上浮在灌注施工中，個別樁孔發(fā)生鋼筋籠上浮現(xiàn)象。引起鋼筋籠上浮的原因有:鋼筋籠與孔口沒有綁扎牢固;灌注經(jīng)過中沒有經(jīng)常測樁深，沒有能及時拔卸導管，導致導管埋深過大;或因停電、機械故障等原因導致灌注時間過長，使孔內(nèi)上部外表混凝土接近初凝，構成一層硬殼，當導管內(nèi)混凝土以一定的沖擊速度流出，產(chǎn)生一定的向上的沖力，帶動鋼筋籠向上浮。對于此類事故的處理，主要采取下面措施:(1)下放鋼筋籠要求對接準確，并與孔口綁扎固定牢固或者與護筒焊接在一起。(2)要求勤測井深，準確計算混凝土澆筑的標高和導管埋深，做到及時拆卸導管，控制適當?shù)膶Ч苈裆睢?3)灌注前應做好準備工作，盡可能縮短灌注時間。(4)當混凝土接近鋼筋籠底部時，控制導管埋深1．5－2．0m;當混凝土灌注超過鋼筋籠底部2－3m時，宜把導管提升至鋼筋籠底部上端。灌注混凝土時，灌漿導管在混凝土中的埋深一般宜保持在24m，不宜大于5m和小于1m。嚴禁把導管拔離混凝土面。發(fā)生鋼筋籠上浮現(xiàn)象，應立即停止灌注混凝土，先測樁深，準確計算已經(jīng)澆筑的混凝土標高和導管埋深，適當提升導管，繼續(xù)灌注，上浮現(xiàn)象能夠消失。4．4樁頂超灌缺乏施工中，個別樁孔發(fā)生樁頂超灌缺乏，造成后期接樁。灌注混凝土愈接近樁頂標高，難度愈大。由于孔內(nèi)泥漿濃度較大，加上灌注時間長，孔內(nèi)上部混凝土接近初凝、泥漿中的沉渣沉淀厚度較大等各種因素影響，作業(yè)人員測井深時，對于測錘能否接觸到實際灌注的混凝土外表，手感也不明顯，容易造成誤判，造成混凝土已灌注標高計算錯誤，導致樁頂超灌缺乏。為預防這種情況的發(fā)生，要求施工時樁頂超灌按0．8－1．0m控制，以避免樁頂超灌缺乏，增加后期接樁的費用，同時也保證了樁基質量。5結束語灌注樁施工中存在的質量問題還有很多的，只要分清楚質量事故產(chǎn)生的原因，找出相應的處理對策，質量事故是能夠避免的，成樁質量也是有保證的。在這里僅就施工中碰到的一些常見質量問題及處理措施做一些闡述，希望對類似工程有借鑒作用。灌注樁施工工藝日益成熟，施工設備愈加多樣，施工技術日趨完善，但是施工中的質量控制仍要引起工程技術人員的高度重視。只要認真做好施工前的準備工作，制定完善的預防措施，施工中嚴把質量關，落實防治措施，避免質量事故的發(fā)生是能夠做到的。以下為參考文獻：［1］李佳，馬延松．鉆孔灌注樁常見施工質量問題及防治措施［J］．黑龍江交通科技，2008(12):108－109．［2］張輝．鉆孔灌注樁通病的防治及處理［J］．遼寧工程技術大學學報:自然科學版，2018，29(11)．［3］劉松良．鉆孔灌注水下混凝土灌注施工重點［J