橋梁鉆孔灌注樁的施工質量控制

1、<p>　　橋梁鉆孔灌注樁的施工質量控制</p><p>　　摘要：鉆孔灌注樁是樁基礎中常見的一種形式，廣泛應用于房屋建筑、橋墩基礎的施工，其具有施工速度快、噪聲小、承載力大等優(yōu)點。但鉆孔灌注樁施工環(huán)節(jié)較多，容易出現樁位偏差過大、孔底沉渣偏多、埋管、鋼筋保護層不足、樁體砼離析、斷樁、樁爛心等質量問題。這些質量問題往往使成樁難以滿足設計要求，且補救困難，因而嚴格控制鉆孔灌注樁的施工質量是整個施工過程中的一

2、個重要環(huán)節(jié)。 </p><p>　　關鍵詞：橋梁鉆孔灌注樁；施工質量控制 </p><p>　　中圖分類號：TU71文獻標識碼：A </p><p><b>　　工程案例 </b></p><p>　　某工程基本情況：主引橋1座，全長567.194m，共分5跨；匝道橋4座，總長1517.769m。據鉆探勘察報告，橋梁施工

3、場地土層自上而下依次為雜填土，粘土，淤泥質粘土，淤泥質粉質粘土，粉質粘土，含粘性土粉砂，粉質粘土，粘土，粉質粘土，細砂，粉質粘土，中砂，粉質粘土，粘土，粉砂。工程所采用樁基礎主要為直徑φ1200mm的鉆孔灌注樁，平均設計樁長為60m，混凝土的設計強度為C25。 </p><p>　　2、鉆孔灌注樁施工過程前的質量控制 </p><p>　　在準確放樣的前提下埋設護筒，埋設護筒的方法和要求，

4、《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JTJ041-89）（以下簡稱《規(guī)范》）已作出了較詳細的規(guī)定。如果鉆孔是在陸地上進行的，則一般采用挖坑法，比較簡單易行；如果鉆孔在水上進行，則護筒埋設采用錘擊打入的方法，比較快捷穩(wěn)妥，前提條件是均要在護筒上口作好樁中心標記，以便鉆機對中。鉆孔對中過程中，比較易忽視的就是鉆機底座的水平問題，這在一般成套設備中因為有液壓調整裝置，問題不大，只要注意就行了；而在自制的鉆孔設備中，由于沒有水平調整裝置，再加上有時在水上

5、搭設平臺，平臺本身即與水平面不平行，致使鉆桿夾具無法保持水平，引起鉆桿的不垂直，從而影響灌注樁的垂直性。盡管此時鉆頭中心與護筒所標設的樁中心重合，而實則樁位已偏斜。因此在對位及鉆孔過程中，均應觀測調整鉆機的水平和垂直度。 </p><p>　　在該工程主引橋鉆孔灌注樁施工中的某樁，出現了護筒外壁冒水，引起地基下沉，護筒傾斜和移位，造成了鉆孔偏斜。通過檢查，發(fā)現原因是埋設護筒時周圍的土體不夠密實，護筒水位差太大所致

6、，經過及時調整，才使工程得以順利進行。造成護筒壁冒水的主要原因有這幾種：埋設護筒的周圍土體不夠密實，或護筒水位差太大，或鉆頭起落時碰撞。 其防治措施有：在埋筒時應選用最佳含水量的粘土分層夯實，在護筒的適當高度開孔，使護筒內保持1.01.5米的水頭高度，鉆頭起落時，應防止碰撞護筒，發(fā)現護筒冒水時，應立即停止鉆孔，用粘土在四周填實加固，若護筒嚴重下沉或移位時，則應重新安裝護筒。3、灌注樁施工中的質量控制及防治 </p><

7、;p>　　3.1成孔后孔底沉渣量的控制 </p><p>　　該工程某號灌注樁施工完成后，樁設計承載力為2000kN，實施荷載試驗時，當外荷載加至1400kN，樁就出現大量沉降，經施工人員多方面證實是因為樁端沉渣量過多，導致該樁失效，亦影響其它樁的評定?？椎壮猎怯绊憳冻休d能力的重要因素，有關規(guī)范規(guī)定，水下灌注樁樁底沉渣厚度對端承樁不得超過100mm、磨擦樁為300mm，但在施工過程中，常有不少灌注樁的樁底

8、沉渣仍滿足不了此要求，其原因，主要是由于泥漿性能不符合要求，影響鉆孔灌注樁成樁質量的泥漿的性能指標主要是比重和粘度，若泥漿過稀，則攜渣能力不夠，若泥漿過稠，則孔壁會形成一層厚厚的泥皮，無形之中減少了樁徑。泥漿的比重、粘度應根據地下水位高低和地層穩(wěn)定情況等進行確定，如地下水位較高，容易坍塌，泥漿比重、粘度可大些，但不宜過大，比重以1.1～1.2、粘度為18～25s為宜。鉆孔結束后，監(jiān)理人員應要求施工單位在進行一次清孔的同時必須不斷地補充新

9、鮮泥漿，將孔內含砂量大、性能差的泥漿置換出來；二次清孔時宜采用泵吸反循環(huán)清孔，若采用正循環(huán)清孔，要排出巖渣和泥團，須加大泥漿比重和粘度，且清孔的速度要慢。鉆孔完畢后監(jiān)理人員必須對終孔進行驗收，根據鉆桿和鉆頭或測繩</p><p>　　由于清孔時利用大功率的泥漿泵翻騰底部沉渣形成上升力，并利用泥漿的浮力將沉渣排出。因此檢查沉渣厚度前須關閉泥漿泵切斷排渣動力，并等待510min使底部較大顆粒的沉渣沉積，再使用測錘檢測

10、沉渣厚度。由于使用原土造漿，泥漿的膠體率相對較差，會在較短時間內使泥漿懸浮顆粒沉淀增大沉渣厚度。應在清孔結束30分鐘之內灌注混凝土，否則應重新檢測沉渣厚度，不符合要求的須重新清孔排渣。建議泥漿檢測順序依次為：關閉泥漿泵－測泥漿比重－測含砂率－測粘度－測沉渣厚度。 </p><p>　　3.2孔壁坍塌控制 </p><p>　　3.2.1、泥漿護壁技術 </p><p&g

11、t;　　沖擊鉆孔，沖抓鉆孔和回轉鉆削成孔等均可采用泥漿護壁施工技術。 </p><p>　　該施工技術的過程是：場地平整→泥漿制備→埋設護筒→鋪設工作平臺→安裝鉆機并定位→鉆進成孔→清孔并檢查成孔質量→下放鋼筋籠→灌注水下混凝土→拔出護筒→檢查質量。 </p><p>　　泥漿護壁是鉆孔灌注樁施工技術關鍵之一。泥漿護壁的好壞直接關系到鉆孔灌注樁的質量。泥漿護壁按土層的性質可以用原土造漿，即

12、鉆孔時直接注人清水使之與原位的粘土混合成護壁泥漿，也可用人工制備的泥漿。在砂層、砂夾層等易塌孔的土層中鉆孔，應當用人工制備的特殊泥漿。在該工程某小橋的鉆孔灌注樁施工過程中，大量的粘土從樁底排出來，經質檢人員檢測后，與清水混合成護壁泥漿，這樣一來，既經濟，又可就地取材，大大加快了工程的進度。泥漿的作用是護壁、攜砂、冷卻鉆頭和潤滑，其中護壁和攜砂是主要的。注入干凈泥漿的比重應控制在1.1g/cm3左右，泥漿稠度過大會影響鉆進速度，而泥漿過稀

13、則不利于護壁和排渣。排出泥漿的比重應控制在1.21.4 g/cm3左右；當穿過砂夾卵石層或容易塌孔的土層時排出泥漿的比重可增大至1.31.5 g/cm3。泥漿除控制比重外，還應定期測定它的粘度。在不同的土層中鉆孔，泥漿粘度要求是不同的，在混有砂土的淤泥層中，合適的泥漿粘度為2023s；在砂土中為2345s；在沙礫層中大于45s。 </p><p>　　3.2.2、孔壁坍塌控制 </p><p&

14、gt;　　孔壁坍塌一般是因預先未料到的復雜的不良地質情況、鋼護筒未按規(guī)定埋設、泥漿粘度不夠、護壁效果不佳、孔口周圍排水不良或下鋼筋籠及升降機具時碰撞孔壁等因素造成的，易造成埋、卡鉆事故，應高度重視并采取相應措施予以解決。監(jiān)理人員首先應認真審閱場地工程地質勘察報告，對地層情況做到心中有數；其次必須嚴格要求施工單位按規(guī)定埋設鋼護筒，保證孔口排水良好，下設鋼筋籠及升降機具要防止偏斜；再者，在特殊地層鉆進應要求采用優(yōu)質沖洗液護壁，同時也可采用正

15、循環(huán)鉆進、反循環(huán)排渣的作法來抑制不穩(wěn)定段地層的坍塌；最后，在不穩(wěn)定地層中，換漿不要過早，可在下完鋼筋籠后進行二次清孔時替換掉高比重泥漿后，要督促施工單位及時灌注混凝土，減少沉渣時間，以保證樁身質量。 </p><p>　　3.3、擴徑和縮徑控制 </p><p>　　擴徑、縮徑都是由于成孔直徑不規(guī)則出現擴孔或縮孔及其它不良地質現象引起的，擴孔一般是由鉆頭振動過大、偏位或孔壁坍塌造成的，縮孔

16、是由于鉆頭磨損過甚、焊接不及時或地層中有遇水膨脹的軟土、粘土泥巖造成的?？s徑會減少樁的豎向承載力，而擴徑會增加成本，必須采取有力措施予以控制。為避免擴徑的出現，監(jiān)理人員應檢查鉆機是否固定、平穩(wěn)，要求減壓鉆進，防止鉆頭擺動或偏位，在成孔過程中還應要求徐徐鉆進，以便形成良好的孔壁，要始終保持適當的泥漿比重和足夠的孔內水位，確?？變饶酀{對孔壁有足夠的壓力，成孔尤其是清孔后應督促施工單位盡快灌注水下混凝土，盡可能減少孔壁在小比重泥漿中的浸泡時間

17、；為避免縮徑的出現，鉆孔前監(jiān)理人員應詳細了解地質資料，判別有無遇水膨脹等不良地質條件的土層，如有應要求施工單位應采用失水率＜3～5 ml／30 min的優(yōu)質泥漿進行護壁，經常對鉆頭的直徑進行校正，鉆頭直徑一般比所需成孔直徑小20～25 mm為宜。 </p><p>　　3.4、導管埋深控制 </p><p>　　導管底端在混凝土面以下的深度是否合理關系到成樁質量，必須予以嚴格控制。監(jiān)理人員

18、應要求施工單位在開澆時，料斗必須儲足一次下料能保證導管埋入混凝土達1.0m以上的混凝土初灌量，以免因導管下口未被埋入混凝土內造成管內反混漿現象，導致開澆失敗；在澆注過程中，要經常探測混凝土面實際標高、計算混凝土面上升高度、導管下口與混凝土面相對位置，及時拆卸導管，保持導管合理埋深，嚴禁將導管撥出混凝土面，導管埋深一般應控制在1～6 m，過大或過小都會在不同外界條件下出現不同形式的質量問題，直接影響灌注樁的質量。 </p>

19、<p>　　3.5、鋼筋籠上浮控制 </p><p>　　鋼筋籠的尺寸及焊接質量。下鋼筋籠之前應檢查保護塊是否安放到位，核對每節(jié)鋼筋籠的長度。嚴格控制鋼筋的焊接質量。冬季施工時氣溫較低，焊接質量會受影響(鋼筋脆性增大)，故應特別重視。 </p><p>　　在灌注混凝土前，鋼筋籠自重與懸吊力形成平衡狀態(tài)，在混凝土灌注過程中，由于下列原因引起鋼筋籠上?。孩黉摻罨\在孔口固定不牢固或提

20、升導管用力過猛，將鋼筋籠鉤掛；②混凝土面到達鋼筋籠底面時，導管埋深過淺，灌注量過大或混凝土面超過鋼筋籠底一定高度時，導管埋深過大；③混凝土質量差，對于易離析、坍落度損失大的混凝土，都易使鋼筋籠上浮，解決的辦法是操作要正確、確?；炷临|量及加快混凝土灌注。另外，監(jiān)理人員還應要求施工單位做好如下控制措施：①在鋼筋籠上加壓重物，并在上端加焊4根較粗鋼筋（20以上）固定在鋼護筒頂部施工平臺上；②用細鋼筋在鋼筋籠上加焊防浮倒刺；③當混凝土上升至

21、鋼筋籠底部附近時，小步提升導管以保持較小的埋管深度（≥1．5 m），并稍稍減緩混凝土的灌注速度。 </p><p>　　3.6、樁頭質量控制 </p><p>　　有關規(guī)范規(guī)定當鑿除樁頂浮漿層后，應保證設計的樁頂標高及樁身混凝土質量。在鉆孔灌注樁施工中，要想保證樁頭的質量，必須控制好最后一次灌注量，樁頂不得偏低，鑿出浮漿高度后必須保證暴露的樁頂混凝土達到設計強度值，這就要求灌注混凝土的高度

22、要超過樁頂標高。在實際施工中，超灌量控制不當是經常存在的問題，超灌量過大，造成浪費，超灌量不足，樁質量不能得到滿足。另外，在開挖樁頭檢測時發(fā)現，由于樁頂混凝土與孔內泥漿有直接接觸，里面有時會裹有泥砂和浮漿等雜質，對樁頭質量產生極大影響。監(jiān)理人員必須重視影響樁頭質量的因素，要求施工單位采取如下控制措施：①嚴格成孔工藝，清孔徹底，采用正確的水下混凝土灌注工藝，使鉆渣、泥皮被頂起至樁頂，在樁頭形成較厚的浮漿層；②施工中應測準混凝土上升面標高；

23、③應確定合理的超灌量，根據浮漿層厚度及樁頂標高附近的工程地質情況，宜取0．5～1．0 m的超灌高度；④清孔泥漿要滿足要求，灌注混凝土前，要進行孔底泥漿取樣，孔底50 cm范圍內的泥漿比重≤1．25、粘度≤28 s；⑤在混凝土灌注過程中，盡量少上下活動導管，導管埋深要在1～6 m范圍。 </p><p><b>　　4、結論 </b></p><p>　　鉆孔灌注樁的整

24、個施工過程屬隱蔽工程項目，而且在橋梁工程中其質量的控制非常關鍵。鉆孔灌注樁的整個施工過程屬隱蔽工程項目，而且在橋梁工程中其質量的控制非常關鍵。在組織鉆孔灌注樁施工的關鍵幾個工作是施工方法確定、施工機械的選型、施工現場的布置、鉆孔、清孔和灌注水下混凝土。因此，應隨時做好各項技術指標和技術參數的檢測工作，及時發(fā)現各個環(huán)節(jié)可能出現的質量問題，根據不同情況及時采取相應的防治措施，有效的控制施工過程前后的一些通病，只有這樣，灌注樁的施工質量才能得