鉆孔灌注樁的施工與質量控制

PAGEPAGE5鉆孔灌注樁的施工與質量控制概述鉆孔灌注樁，作為提高基礎整體性和剛度，能承受更大的豎向荷載和水平荷載，已廣泛運用于高層建筑、大橋、高聳塔架、海洋平臺、高速公路等基礎設施。但在施工過程中，因工藝落后、施工人員存在違規(guī)操作，地質情況不明確等原因，使鉆孔灌注樁的質量仍存在較多問題，本文著重從工程實踐的角度，對鉆孔灌注樁的主要問題進行探討。鉆孔灌注樁的質量要點按照國家現(xiàn)行有關規(guī)范，施工并不存在什么困難；然而施工質量卻常常達不到要求，如施工單位在施工中能對最薄弱的環(huán)節(jié)予以關注、予以加強，就能收到事半功倍的效果。下面對鉆孔灌注樁施工質量要點及施工中影響承載力因素作一剖析。1、成孔機具的選用鉆孔灌注樁成孔機具一般分為沖擊鉆、沖抓鉆、回旋鉆和潛水鉆，對于采用何種機具成孔，應根據(jù)地質情況來選用。通常情況為：沖擊鉆成孔，采用十字形鉆頭宜為堅硬土、卵石、漂石、巖石層；管形鉆頭適用于砂粘土、粘砂土、砂和砂礫石層；正、反循環(huán)旋轉鉆機鉆孔適用于粘性土、砂類土及含少量碎石、卵石和石塊等土層；套管鉆機成孔適用于砂性土或粘性土層。2、泥漿在鉆孔灌注樁的施工中，無論對于成孔前的質量還是最終成孔后樁的承載能力的發(fā)揮，泥漿質量都是相當重要的因素。目前，樁基施工隊伍大多數(shù)缺乏對泥漿質量和施工工藝的重視，造成泥漿質量差，其后果是：=1\*GB2⑴泥漿稠度大，比重大，含砂率高，形成泥皮質量差、厚度大，大大降低樁的側摩阻力。不同泥皮厚度時樁側摩阻力發(fā)揮的曲線160140qsk/kpa120=1\*GB3①1008060=2\*GB3②4020慎1020古30利4050耕60裳7080留樁頂相對位移徑船/愈mm=1\*GB3趕①肯反循環(huán)成孔泥剖皮較薄的正常辱樁=2\*GB3耕②攔正循環(huán)成孔泥窩皮較厚的樁圖1=2\*GB2餓⑵抬憑泥漿比重偏低傾，孔內泥漿面消低于孔外水位求，造成坍孔現(xiàn)補象。=3\*GB2膨⑶鐮灰泥漿在鋼筋籠裹鋼筋上沉積粘套附，導致鋼筋閉與砼握裹力降鄭低。泥漿比重習過大，使得砼講水下灌注阻力冷增大，降低砼免的流動速度，灣使砼骨料大部俗分堆積在樁芯紀部位，而鋼筋堪籠外幾乎無骨染料，不僅樁身晶質量不好而且友樁的側摩阻力鐵也難以發(fā)揮。刑有的工程計算傾承載力捎為咬14000K是N衫以上，而靜載及試驗不潑到產(chǎn)5000K照N角就破壞，其中溜就有泥漿的影戒響。因此，對傾泥漿質量的控浴制決不能輕視籮，施工單位一舊定要按規(guī)范要動求嚴格控制。3、孔深伍在惡性工程事傘故的樁基工程超中，孔深不到抹位的例子很多毫。對于孔深的朵量測，實際操穴作中應注意的束問題有：背（交1鼻）測量有誤達懇不到設計深度乏。一般施工隊較常用的測繩一提經(jīng)水泡就會出蟻現(xiàn)收縮現(xiàn)象，詞有的收縮量可珍達門1cm采/轎1m牲左右，測柜50m鋼的孔深就會產(chǎn)誕生勞0.5m辜左右的誤差。搞更大的測量誤電差是由于測繩倍易斷引起的，漂斷了以后不知棵道的人依然以舌斷處為起點繼停續(xù)使用，往往奉可差數(shù)米。采格用細鋼絲測繩愧要當心數(shù)標松即動錯位。徹底超避免誤測的辦侮法是在施工現(xiàn)日場或附近地面諸上設置長度標等記作為準繩，仔每次終孔一定纏把測繩拿去核糞實。張(2)槍等鉆孔入巖深度棉達不到設計要店求，大多的是耳由于地層分布筋不均勻，如巖蛾層分布成傾斜鑒狀或起伏變化嬌劇烈導致判斷年失誤。入巖深隱度的控制因鉆蒜孔工藝不同而炭有所區(qū)別。反陷循環(huán)工藝和沖偶擊鉆成孔的樁集，可采用巖樣咐鑒別法。正循虧環(huán)工藝成孔的蘋樁由于取不到罰完整巖樣確定消嵌巖深度很困古難。較可靠的者辦法是認真分隨析鉆探資料，詳根據(jù)各鉆孔土泥層分布情況綜膀合評判場地地狐質概況，然后摘做出巖層分布束的等高線圖，出按等高線圖確求定成孔深度。拆因本法有一定申的隨機性，應私適當加大安全理系數(shù)，有時尚孩需適當補充鉆斥探孔，在某些良缺少鉆孔的控寶制區(qū)域，也可慎用鉆機換取芯霜鉆頭直接取巖首芯判定。羽4萄、孔的垂直度貴鉆孔灌注樁的殘垂直度是保證慮承載能力的重橋要一環(huán)，目前稿絕大多數(shù)的施庸工現(xiàn)場不檢查廊垂直度，有的牢單位則因測孔只斜費時費力而襯不愿多此一舉茄。斜率超標，柏樁的受力狀態(tài)團被改變；樁頭屆偏位，影響上食部結構質量，作嚴重影響鋼筋絲籠的安置；在纖砂土類地層中塘孔壁極易塌孔縣，沉碴不宜清汗除。巷為避免鉆孔傾咽斜，在鉆機就邀位和鉆孔過程下中，要隨時注菌意校核鉆桿的答垂直度，檢查統(tǒng)樁架安裝是否芹牢固，并對導領架進行水平和劫垂直校正。對懸于地基不均勻謀、土層中夾有摸大孤石或基巖勿傾斜等情形，窄施工前必須作渡好準備。在不餡均勻地層鉆孔要時，如遇有探恒頭石、宜用鉆冊機鉆透，用沖小孔機應低錘密杯擊，把石擊碎肯；基巖傾斜時聲，投入塊石填嬌平，用錘密打彎；傾斜過大時箭，投入粘土石臺子，重新鉆進傅，控制錘速，權慢慢提升下降暑往復掃孔糾正叔。實踐表明，麻終孔后再發(fā)現(xiàn)狹孔斜，糾正起嘴來費時費力，五且修孔常使樁判的充盈系數(shù)增邊大，最大饒達化1.域6靠以上。5、孔徑猾吊姥配在湖、塘、溝爐、谷與河漫灘撈地段新近沉積拳的粘性土和粉辨土中鉆孔容易悄出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象鍬。尤其要重視販液性指薦數(shù)念IL方≥很0.7株5霉呈軟塑狀態(tài)和貞流塑狀態(tài)的粘圣性土而版在尤IL掙≥握1.傾0趴呈流塑狀態(tài)的影淤泥質軟土層艦成孔縮孔現(xiàn)象繳更不可避免。彩與孔經(jīng)有關的癥質量問題有：散（溉1嬌）由于孔徑小使于規(guī)范要求，稈樁的截面縮小毀，承載能力降齡低，實際上降吵低了樁的安全眉系數(shù)。駁（糖2島）軟弱土層一桃般都在地層上司部，縮頸現(xiàn)象范也發(fā)生在此段欲，而樁的內力河也是上段大，系容易造成樁身斤抗壓強度不夠固而破壞。告由于孔徑達不吼到要求，導致烘鋼筋籠無保護拍層，樁的抗壓儀彎能力削弱或缺喪失。防治的抓主要措施是加槽強對孔徑的檢技測與控制，提橋高泥漿質量，禿增大泥漿比重圍和粘性及稠度掃。鉆頭直徑應蝦適當加大，也臭可采用處理孔拿斜的導正器法示，在導正器上像焊一定數(shù)量的眉合金刀片，在戶鉆進或起鉆的構過程中起掃孔婆作用。此外在糖易于產(chǎn)生縮孔迷的土層中施工對，減少空孔時前間也是非常重俯要和有效的措病施。御6柏、奉沉碴與沉淤低一般把沉碴與錘沉淤混為一談胡，凡是孔底的傅沉積物統(tǒng)稱沉翁碴，實際上是避有區(qū)別的。沉頌碴是鉆孔過程問中鉆機切削和倆孔壁塌落的巖細土，主要是砂偵、礫石和碎巖鏈硝等；而沉淤雪則是比重大、非稠度大的劣質楚泥漿由于空孔矩時間過長沉淀源而成的流塑狀秋混合物。沉淤決的厚度往往大農(nóng)于沉碴，百沉碴與沉淤均窄在樁底形成軟罵弱隔層，能導稻致端承力喪失沙殆盡。有的試弊驗結果表明確趁，厚度超過虹30鍋cm艙的沉渣，在極適限狀態(tài)下可使烈端阻力損穴失山9輕0籍％，使側摩阻刺力損俯失貪7掛0癢％以上。樣那沉淤的控制主煤要是提高泥漿選質量和減少空炕孔時間；沉碴誘的清除采用反奏循環(huán)成孔工藝殖能達到較好的看效果，速度能捐達湊到眠2扎～香3m/夠s置，是正循環(huán)噴的幫4夕0詳倍以上，故攜呼碴能力強。為堤此，可采用正菌循環(huán)成孔，反擇循環(huán)清孔的工礙藝，此法現(xiàn)場形只需增加一臺足6m棕3濤的空壓機即可糕，費用不大、嘗簡便易行、效把果良好。采用辜該法，關鍵是折控制好孔內泥途漿面的落降，昏落降快、落差忠大則易塌孔；禍因此，補漿要得跟上，而且抽豪碴時間要短。江實踐證明，應愧用得當，樁的哲承載力能大幅青度提高。遲無論采用反循驅環(huán)還是正循環(huán)矛成孔工藝，都達應重視混凝土肆灌注前的清孔銜。灌注前抽吸騰二分鐘左右，私一方面抽出一宣定的沉碴，另茫一方面泥漿的測抽吸作用導致宜一部分沉碴、洞沉淤上浮，而糾且短時間內不頌會沉淀。此時諒灌注混凝土，紙混凝土墜落的授巨大沖擊力還蕉能濺除最后殘來余的部分沉碴小和沉淤，可基需本上將孔底沉罰碴清除干凈。艦7朽、允均混凝土灌注捷混凝土灌注是陡最后一道也是銹最關鍵的一道槽工序。首先必釘須嚴格按設計名強度配制混凝刪土，許多施工燒單位都是現(xiàn)場閘攪拌混凝土，鴨其常見問題有敘：砂石的含泥削量偏大；配料究的計量不準確棉；水泥保管不魂善而受潮。斗水下混凝土灌南注由于阻力大學不易流暢灌入趣，于是施工單潮位常隨意加大茄水灰比，增大登坍落度便于混艷凝土灌注，結捐果混凝土的強保度等級嚴重降離低，技術人員便應加強現(xiàn)場監(jiān)譯督，決不能輕旁易相信試塊的絡試驗結果。導檢管法水下灌注稱混凝土質量難直以控制的主要遣原因是箭：場1肚）不能象上部葵結構施工那樣就逐層振搗桶；后2燙）由于導管埋有在泥漿和混凝瀉土中，混凝土萬的灌入阻力是熊相當大的，灌唱入阻力可按下伏式估結算拆R=饑π畜(懲D管2港－陰d答2什)旋（喊11r仙w婆＋權12r軋h股）浮/是4利式搞中粱的D怒為樁直徑丑、替d韻為導管直徑自、從r征w稱為泥漿重量束、幫r樣h反為混凝土重量裁。要克服很大脊的灌入阻力，號保護混凝土樁谷身質量，就必鑄須有相當大的在沖擊力，沖擊集力越大、完成太每一斗混凝土兼灌注的時間越杯短，混凝土樁簡身越均勻。由咸于混凝土是由辦水泥、砂、石艇子配制的混合齊料，不同材料硬、不同粒徑則俱摩擦系數(shù)不一莊樣，因此僅靠吐靜力平衡產(chǎn)生漁的超壓力緩慢啊流淌，則易造叢成混凝土粗骨旋料在樁芯堆積腳，隨半徑增大嘆而遞減；造成猛樁身不勻，則艘影響樁的抗壓尸強度。目前，遍最常見的水下掘混凝土灌注法厲的缺點是：鞋（馳1顧）在向大斗投瞎料過程中，混醫(yī)凝土的絕大多基數(shù)勢能在撞擊搜大斗壁的碰撞蝴中損耗掉，混燕凝土料落入導京管中不連續(xù)，晉形不成較大的顯沖擊能量，使熊混凝土沒有足磨夠的力量向四燭周擠壓、擴散爛，樁的摩阻力誤嚴重降低，此副外，還容易使礦樁身不均勻。粥（駐2挑）混凝土料絕古大多數(shù)要經(jīng)過案反彈再落入導傭管，容易造成堵混凝土離析和舉堵管。誼（閃3袋）吊臂上下移眾動速度慢，產(chǎn)倡生不了大的加袋速度，因此混熟凝土料的下降黑沒有足夠的超若壓，造成混凝佛土料在導管附椒近堆積成鐘形貢斷面。由于不拌能將隔漿層水澤平頂升，在鐘寇形斷面塌落時陰容易裹入泥漿拘，造成夾泥芯汪。僑（模4輕）由于導管上粘下移動次數(shù)過憑于頻繁，使得爬泥漿不斷沿導乘管壁滲入混凝路土中，影響樁賭身混凝土質量室。貢鑒于以上缺點叼,界混凝土澆灌時日應注意如下問電題：塞（鬧1繪）功能大、沖語擊力強。物體獅的沖擊能量與裳質量和速度有杠關，在速度相旱同的情況下就雅取決于質量。艦根據(jù)動量原理餐可得，自由落辟體的平均沖擊嬌力公式如逢下壘F=m部g[(2h/采gt2)0.帆5燙＋在1]渾式葬中屠仿m籃為落體質量定、崖t饒為作用時間連、宅h午為落體高度蠢、采g蹲為重力加速度沉；假設大斗方饑量為違2.5m怎3囑、混凝土容重益為適22KN/m丙3搜，淋則級m犁約坑為秧5.5腦t絨，假紀設懶h仿＝核30m閉，占t映＝恢1.0感s瓣，可求豆得侮F桃＝逮1872.6疾79K薪N困。平均沖力是墻混凝土自重出的樹3枝4馬倍、與混凝土躺灌入阻力相比格大悼6償倍。實際瞬時鼓沖力的峰值比克平均沖力高達虛一倍以上。在窗巨大沖力的作沸用下，混凝土趟的向上頂升力丸和側向擠壓力猾就有了保證，撒樁的摩阻力和能樁身混凝土密劈實性都得以提腦高。越（派2著）首斗混凝土儉灌注沖力大，糞沉碴、沉淤被惹濺開，樁端與筋持力層能較好激地結合，確保隸了端承力的發(fā)伙揮。峰（麥3達）混凝土澆灌限要一氣呵成，植不得中斷，間乘歇時間一般控原制稀在帽15mi敲n具內，任何情況矮下不得超過灌30mi閃n慈。聾用大體積混凝允土沖擊灌入法販應注意以下幾球個問題：膨⒈驟碧必須注意排氣欲技術，防止形遇成氣堵，使混稠凝土料灌不下慮去。大斗出料銀口與導管不可柏用螺扣連接成遺一體，會形成午氣堵。應改為估插入式連接方稼式，大斗出料輪口外徑比導管糟內徑采小灣2蚊～爬3cm吉。另外，還要盆在出料管活門脫的下方焊上比紀導管外徑塵大極2編～妖3cm暫的法蘭盤免。駐⒉預衡混凝土料最好把通過網(wǎng)篩（網(wǎng)抬眼洋8蹲～穗10cm化左右）進入料率斗，防止夾雜銷大直徑塊石、慎水泥塊等造成糾卡管坦。已⒊撕偽混凝土和易性買要好，如混凝興土離析，則容雁易在料斗下部偵和出料口處形其成堆積，導致憑出料困難，同午時也容易堵塞翅導管?？谠共財?shù)疑（蹦4變）摩欣混凝土灌注時相，吊車司機的記配合也至關重腰要。當打開活懸門混凝土料下唐落時，必須隨綿混凝土料的下得落不斷向上提己動導管，提動抱量要小，注意岔掌握時機。實楊際證明，有經(jīng)必驗的吊車司機木對縮短混凝土椅的灌注時間，遍防止卡管、堵柴管事故，起相捕當大的作用居。改⒌要鋤當混凝土灌注冠到樁頂部位時嗽，為了保持足番夠的沖力，必扣須注意導管要廢留有一定的長縱度，一般位暫10m霜左右，灌注時阻及時上拔，保度證高度產(chǎn)生沖寬力，使樁頭部相分的混凝土質傲量不至降低。閃此外，不可忽碎視大斗和導管贏的保養(yǎng)，內壁更光滑可大大減坡少摩擦阻力，錢同時也減少堵殘管的發(fā)生率。臂當施工單位機這械化程度低時滴，現(xiàn)場攪拌砼譽可采用臥式大揀斗，在地面裝彈滿料，再用吊善車吊起與導管驚連接進行灌注走。在保證上述李砼材料質量合脈格的前提下，六如每一斗砼灌居注下去孔口返設漿激如泉涌，絨則灌注質量一鏡定好；如孔口蛾返漿弱如滲流賽，甚至反復升遵降導管不見泥乖漿返流，則灌湯注質量必定欠萬佳。抽(扎5)備在混凝土澆灌祥過程中，要隨殿時用探錘測量妙混凝土面的實萬際標高，（至關少三次，取平族均值）計算混衛(wèi)凝土的上升高叮度，導管下口陽與混凝土的相固對位置，統(tǒng)計庭混凝土澆灌量稼，及時做好記勞錄。三、工程管理組鉆孔灌注樁質靜量控制按地面竿作業(yè)和隱蔽作姓業(yè)兩部分劃分嘆。隱蔽作業(yè)的等質量控制關鍵遮是檢測的準確宜性和施工作業(yè)隆配合的適時性墾?？删幹朴沙扇哆^程的不同劈時段表示的動糕態(tài)控制表，無困論對進度還是陜質量的動態(tài)控軟制都十分有效暫。四、技術問題1、嵌巖深度鑼①制疲巖石力學性狀據(jù)在確定嵌巖深察度之前，應對置巖石的力學形竄狀有所了解，橫尤其是抗壓強脫度。微風化軟經(jīng)質巖如粘土巖征，其飽和單軸天極限抗壓強度儀一般腎在成1飾0爆～刪12Mp掛a鞏之間，相當計于當C1木5犬～映C2劑0狡砼；硬質巖如彈微風化砂巖，濤其飽和單軸極紀限抗壓強度一帆般棒在暈5燕0醬～伯60Mpa槽,漸高懂于值C6逗0列砼。這是根據(jù)兄鉆探取芯試驗保的結果得來的毛，實際上未擾盜動巖層的抗壓查強度比這還要符高。事實上，港當嵌巖深度設速計很深時，把帳強度高于或相網(wǎng)當于砼強度的截巖層鉆空，然祥后灌入砼顯然皂是不值得的。=2\*GB3糟②討嵌固力與端阻勒力的關系蝦在計算嵌巖樁笛時，嵌入基巖炊部分的樁與基恭巖的相互作用罪比較復雜，嵌舉巖段的嵌固力執(zhí)與底部的端阻柔力發(fā)揮的過程慚是不同的。實檢測資料說明，齊當嵌巖深度耍為叮3蜜倍樁徑時，樁眨的嵌固力與端久阻力可以得到傭很好的配合，以嵌固力占總承紀載力軋的漫7乏5才％以上，可以臣用最少的工程打量獲得最佳的啟承載效果。榨③輛施工工藝水平映加大樁的嵌巖啊深度，主要目捆的是增加側摩伐阻力。要使入醫(yī)巖段樁的側摩趕阻力能充分發(fā)溝揮，必須使砼象與巖石孔壁很鐘密實地結合為宗一體，這就需甚要清除泥皮，擦目前國內施工壓水平還解決不演了這個問題（曠日本在導管端盛部外周圍安裝佩一環(huán)形管，可霧噴射高壓水，廈噴射力能篇達牧2000N/繩cm牙2吃以上，在比書重標1.聰2肚左右的泥漿中雞，射程達尺1.5m維以上，此法可喬用來清碴、清需淤和清洗孔壁枕），因此，片硬面強調增加嵌相巖深度有時效皺果適得其反。棕2娃、弱極限承載力本確定樁的極限蜘承載力主要是攀依據(jù)規(guī)炎范熄GBJ那7姐（圓8溝9蔽）三和洋JGJ9介4扣，由于這個問守題至今還未圓宅滿解決，所以賢在規(guī)范中都未邪作嚴格的規(guī)定吊。在實際工程連中，對越于蟲Q-笨s往曲線津在協(xié)s挽≤鍛40mm紫時即出現(xiàn)陡降桿的情況，以上宰兩規(guī)范結果一內致；而對歉于燦s筒≥俘40mm某的緩變形曲線躲，則因設計人濱員對規(guī)范的不落同理解，有的浙取么s慶＝銅40mm狗，有的漢取損s悶＝黃60mm奮，所對應的荷或載作為極限承