連云港市建設(shè)監(jiān)理有限公司 楊汝繁
在沿海地區(qū)軟土地基中橋梁樁基施工中采用大直徑鉆孔灌注樁時(shí)，由于地質(zhì)條件極差，土層物理力學(xué)指標(biāo)差異較大，因而成孔質(zhì)量不容易保證。在通過對連云港市薔薇河流域大浦河調(diào)尾工程新港城大道交通橋樁基施工中，我們采取了一系列的監(jiān)控手段，保證了鉆孔灌注樁的成孔質(zhì)量，取得了較為理想成樁效果。
1工程概況
新港城大道交通橋由5×20m鋼筋預(yù)應(yīng)力空心板梁構(gòu)成，110㎝
直徑三柱式鋼筋混凝土橋墩，130㎝直徑，深20m的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。全橋共80棵鉆孔灌注樁。
該項(xiàng)目地處沂沭丘陵區(qū)濱海相沉積平原地貌，該區(qū)地形較為復(fù)
雜，現(xiàn)為交通要道及居民區(qū)。地形平坦，溝河縱橫，其間地表水系發(fā)育暢通，地面標(biāo)高3.5～5.0m左右,橋址區(qū)地層由填土第四紀(jì)全新世粘性土、晚更新世粘性土及中元古代變質(zhì)巖系片麻巖組成。
據(jù)鉆探及土工試驗(yàn)結(jié)果，將地層分為如下工程地質(zhì)層，各層特
征如下：
①—1雜填土，主要是生活垃圾及粘性土組成，平均層深2.15m。
①—2為素填土，由碎石及粘性土組成，平均層厚2.40m。
②粘土，土質(zhì)均勻，可-軟塑，含少量鐵錳氧化物，平均層深2.92m。
③—淤泥層，青灰式及灰黑式，地質(zhì)均勻，飽和，底部含貝殼碎屑及細(xì)砂，層深11.90m-12.30m。層厚9.0-9.4m。高壓縮性，強(qiáng)度差。
④含鈣質(zhì)粘土層，含大量鈣質(zhì)結(jié)核，平均層深12.98m。中壓縮性，強(qiáng)度較好。
⑤粘土，黃褐色夾灰綠式，地質(zhì)均勻，飽和，平均層深14.22m。
2工程監(jiān)控措施
土的力學(xué)性質(zhì)表明，該場地土10.20m以上為流塑性淤泥層，地的力學(xué)強(qiáng)度很差，地場地不良地質(zhì)層。為了保證鉆孔樁順利穿過流塑淤泥層我們工地項(xiàng)目監(jiān)理組采取了以下的監(jiān)控手段，從而保證了鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量。
（1）準(zhǔn)確地控制樁位
在開鉆之前準(zhǔn)確地放出樁位，使之符合驗(yàn)收規(guī)范要求，埋設(shè)護(hù)筒，并且合理地確定其埋設(shè)深度下其頂端高度，護(hù)筒的頂端高度，按情況確定。超過水位2m以上固定鉆位置，隔離地面水。使得鉆孔機(jī)械準(zhǔn)確就位。鉆孔時(shí)，通常鉆機(jī)重心靠上，導(dǎo)向性能較差，容易使樁頭擴(kuò)大偏移。此時(shí)，我們采用了3根12米長0.5in園管,上端焊掛鉤,等距離吊掛在護(hù)筒周邊邊緣上.開鉆時(shí),采取小水量,稠泥漿,自重慢速鉆進(jìn),而且鉆桿上部供水龍頭給予導(dǎo)向,防止歪鉆.
（2）制備泥漿，加強(qiáng)護(hù)壁
軟土地基中橋鉆孔樁施工，泥漿比重與粘度控制極為重要。鉆孔泥漿材料采用膨潤土以機(jī)械和人工制作的方法循環(huán)使用，對護(hù)壁泥漿則采用細(xì)小顆粒含量＞50%，塑性指數(shù)＞25的粘土造漿。其數(shù)量可按鉆渣1/3體積計(jì)，均勻投放孔中。當(dāng)鉆至淤泥層時(shí)，護(hù)壁泥漿用土量再增加50%左右，將足量的粘土與鉆渣混合形成粘稠狀泥漿，懸濁在鉆孔機(jī)內(nèi)的泥水中，在鉆頭鋼圈旋抹作用下，將其涂貼在孔壁內(nèi)側(cè)，形成泥漿護(hù)壁，保護(hù)孔壁的穩(wěn)定，泥漿主要指標(biāo)如下表：
泥漿控制指標(biāo)
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項(xiàng)目 |
相對密度 |
粘度（S） |
含砂率（%） |
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指標(biāo) |
1.1～1.4 |
18～22 |
＜4 |
鉆機(jī)進(jìn)尺時(shí),根據(jù)地質(zhì)變化情況,合理調(diào)速,確?？仔?SPAN lang=EN-US>.鉆機(jī)鉆至淤泥層時(shí),做到少轉(zhuǎn)圈,慢下鉆,低鉆速,以防止出渣過多造成擴(kuò)孔.慢進(jìn)尺可以防止鉆渣抽不出造成縮孔.當(dāng)穿過砂與粘土交界面時(shí),適當(dāng)加壓鉆具,快速穿過,避免造成擴(kuò)孔.同時(shí)為避免孔徑擴(kuò)大,輔以儀器及時(shí)雙向校正鉆桿垂直度。
（3）及時(shí)清孔，縮短待灌時(shí)間
基樁成孔以后，要及時(shí)清孔。要根據(jù)設(shè)計(jì)要求、地質(zhì)情況來確定。清孔時(shí)利用鉆機(jī)本身的反循環(huán)系統(tǒng)，采用抽漿法清孔。清孔工作很重要，直接影響樁的質(zhì)量。清孔方法可根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鉆孔方法，機(jī)具設(shè)備條件，地質(zhì)情況來決定：（1）換漿清孔法適用于下循環(huán)鉆孔法的摩擦樁，開鉆孔完成后，提升鉆錐距孔底10～20㎝，繼續(xù)循環(huán)，以相對密度較低的泥漿壓入，把孔內(nèi)的懸浮鉆渣和相對密度較大的泥漿換出。（2）抽漿清孔法，此法清孔較徹底，適用于各種方法鉆孔的柱樁和摩擦樁，一般用空氣吸泥機(jī)、水力吸泥機(jī)、真空吸泥泵、反循環(huán)鉆機(jī)等進(jìn)行。清孔過程中及時(shí)補(bǔ)給足夠的泥漿，并保持漿面穩(wěn)定。當(dāng)終孔檢查合格后，即認(rèn)真清孔，繼而安放鋼筋骨架與裝設(shè)混凝土導(dǎo)管，這時(shí)再次控測孔深，以確定孔底沉淀厚度。（根據(jù)評定標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定，對于摩擦樁，沉淀厚度不大于0.5d,且不大于50㎝.這里d—樁的直徑,對于端承樁,沉淀厚度不大于5㎝),如果超過允許值,則要進(jìn)行二次清孔,以盡可能排出孔底沉淀物,免得影響樁的承載力或沉淀手被卷入樁的混凝土內(nèi)造成夾泥事故.
a) 正確安放鋼筋籠
制作應(yīng)符合設(shè)計(jì)尺寸，各部尺寸的偏差值應(yīng)小于規(guī)定的允許偏差值，設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮適當(dāng)加厚鋼筋保護(hù)層，而施工中要堅(jiān)持做到沿鋼筋骨架四周分段設(shè)置襯耳，以保證樁身不露主筋，鋼筋骨架的制作人保持整體的順直性，在放入樁孔時(shí)，要保持垂直下落，以免下放過程中撞破孔壁，引起塌孔。灌混凝土?xí)r，應(yīng)采取措施固定鋼筋骨架的位置，鋼筋骨架在制作，運(yùn)輸、安裝過程中，應(yīng)采取措施防止變形。
b) 埋設(shè)導(dǎo)管
導(dǎo)管是灌注水下混凝土的重要工具，使用前應(yīng)檢驗(yàn)其接頭與焊縫強(qiáng)度，并通過壓水試驗(yàn)，以防導(dǎo)管在使用過程中發(fā)生脫焊、破裂脫節(jié)、漏水等事故而導(dǎo)致灌注水下混凝土工作的失敗。為使灌注混凝土?xí)r混凝土下落通暢，應(yīng)在每次使用完畢后，堅(jiān)持及時(shí)沖洗，清理導(dǎo)管內(nèi)壁上的殘漿，而且不能隨意有錘敲打管壁，以免造成管壁大小凹凸，毛糙不平，另外，應(yīng)指出的量，導(dǎo)管兩節(jié)之間，特別是頂端一節(jié)與漏斗之間的連接，一定要堅(jiān)持上滿，上緊螺栓、螺帽，不能為圖省事而不堅(jiān)持這一點(diǎn)，因?yàn)檫@是防止混凝土漏漿的切實(shí)有效的措施。
c) 水下混凝土灌注工藝
橋梁基樁混凝土體積每根近30㎡，為保證混凝土澆灌質(zhì)量，必須連續(xù)、快速灌注，一氣呵成。并要求每根樁的灌注時(shí)間不得超過4小時(shí)，為保證水下混凝土灌注質(zhì)量試驗(yàn)室根據(jù)要求準(zhǔn)確地提供混凝土拌和料的各項(xiàng)指標(biāo)，含砂率＞40%，灰水比2.0,塌落度18-20㎝,除了滿足混凝土強(qiáng)度要求外,還要有良好的流動、緩凝、保水等性質(zhì)，確?；炷猎谶\(yùn)輸過程中不離析，還可以在混凝土中摻入適量的緩凝劑。澆灌水下混凝土，這是鉆孔灌注樁成敗的關(guān)鍵，在混凝土拌制、運(yùn)送、提升與灌注過程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生故障，都會使灌注過程陷于停頓，引發(fā)斷樁、廢樁事故，以致前功盡棄，因此，最主要的是：灌注混凝土之前，必須做好充分準(zhǔn)備，考慮周到，防止意外。灌注樁各工序應(yīng)連續(xù)施工在鋼筋骨架放入地孔后期4小時(shí)內(nèi)必須灌注混凝土，并按規(guī)定表格做好灌注記錄，灌注開始后，必須集中力量，一氣呵成，以此保證地混凝土的連續(xù)性，所用導(dǎo)管的******節(jié)底管長度應(yīng)不小于4m，灌注混凝土前，導(dǎo)管中應(yīng)設(shè)置球、塞等隔水，灌注混凝土?xí)r要有足夠的灌注高度和足夠多的首批混凝土儲量。灌注首批混凝土?xí)r，必須保證：（1）導(dǎo)管下口至孔底的距離為25-40㎝（2）導(dǎo)管底端能埋入混凝土中不小于1.0m。在以后的灌注過程中，應(yīng)保持導(dǎo)管下端插入混凝土中的深度不小于2m和不大于6m ，以此要求來計(jì)算確定導(dǎo)管每次提升的高度與拆除的節(jié)數(shù)，由此來防止因?qū)Ч苈袢牖炷撂珳\而出現(xiàn)夾層，再有，當(dāng)混凝土灌注到接近樁頂一段時(shí)，導(dǎo)管下口應(yīng)超出護(hù)筒內(nèi)水面的高度不小于4-6m，以使混凝土充滿漏斗與導(dǎo)管時(shí)，在導(dǎo)管的下口混凝土有足夠的超壓力，促使混凝土向四周翻涌，強(qiáng)迫泥漿被頂托上升，不讓泥漿裹入樁內(nèi)造成樁身局部缺陷或影響樁的混凝土質(zhì)量。灌注后的樁的混凝土的頂標(biāo)高0.5-1.0 m應(yīng)高于設(shè)計(jì)標(biāo)高,并予以保護(hù),待進(jìn)行以后工序需要時(shí)再鑿除到設(shè)計(jì)標(biāo)高,以確保樁頂處的混凝土的質(zhì)量完好。
（4）大直徑鉆孔灌注樁施工質(zhì)量評定
a) 鉆孔灌注樁質(zhì)量檢查程序
在施工前，由施工單位將施工組織設(shè)計(jì)、材料設(shè)備、試驗(yàn)儀器及施工放樣驗(yàn)單上報(bào)工程監(jiān)理部門，由監(jiān)理部門復(fù)測后方可進(jìn)行施工。各分項(xiàng)工程必須按檢驗(yàn)規(guī)程填寫自檢記錄，上報(bào)工程監(jiān)理部門，經(jīng)復(fù)驗(yàn)合格后方可進(jìn)行施工。灌注樁施工時(shí)應(yīng)跟蹤檢查，基樁強(qiáng)度試塊均由工程監(jiān)理部門抽查。監(jiān)理部門按照規(guī)定抽檢混凝土試塊。
b) 直觀檢查
樁基開挖以后，由監(jiān)理單位對每一棵樁的樁位偏差進(jìn)行檢查，該工程樁位偏差率在驗(yàn)收規(guī)范范圍之內(nèi)，合格率100%。無縮徑、鋼筋骨架浮落等現(xiàn)象。
c) 抽檢試塊驗(yàn)樁
當(dāng)混凝土試塊達(dá)到養(yǎng)護(hù)至規(guī)定日期時(shí)，將試塊送至檢測中心進(jìn)行試抗壓試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果按照規(guī)范GB107-87（混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)）的檢驗(yàn)方法評定，試驗(yàn)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求。
d) 采用先進(jìn)的檢測手段
在鋼筋混凝土鉆孔樁施工的過程中，采用了先進(jìn)的檢測手段，以此來確保工程質(zhì)量。例如在檢查樁徑、樁長的時(shí)候，我們采用先進(jìn)的檢測手段---樁的小應(yīng)變完整性檢測技術(shù)，用CY-1工程檢測儀作為主要的分析接收裝置，形成反射波測試系統(tǒng)，當(dāng)樁身阻抗有明顯變化時(shí)，就會有反射波回到樁頂引起波相幅發(fā)生變化，從記錄分析所接收到的波形特征，就可以獲得判斷樁身質(zhì)量的有關(guān)數(shù)據(jù)和波形標(biāo)志。從而可以得出基樁反射相幅曲線特征圖，并用此特征圖來進(jìn)行樁身完整性評價(jià)。例如，我們在該工程中用此種方法不檢測11＃樁，得出了該樁的時(shí)域波形圖，如下圖，該被檢樁為合格樁。
3結(jié)束語
沿海地區(qū)軟土地基橋梁基礎(chǔ)采用大直徑鉆孔灌注樁施工，監(jiān)理部門只要確實(shí)了解地質(zhì)情況，不同的地質(zhì)情況采取不同的措施，是能夠保證鉆孔灌注樁的質(zhì)量的，另外，監(jiān)理部門認(rèn)真執(zhí)行監(jiān)理制度，施工單位認(rèn)真執(zhí)行操作規(guī)程及驗(yàn)收規(guī)范，嚴(yán)格施工管理，嚴(yán)格驗(yàn)收制度，在施工中只要準(zhǔn)確安置鋼筋籠，迅速合理地澆灌混凝土并正確測量超高度，樁的偏移、欠灌等現(xiàn)象是可以避免的。該橋的80棵樁基經(jīng)檢驗(yàn)完全符合設(shè)計(jì)要求，達(dá)到Ⅰ類樁要求。采用先進(jìn)的檢測手段，也可以從中證明利用先進(jìn)的檢測技術(shù)，檢測大直徑的鉆孔灌注樁質(zhì)量缺陷是完全可靠的。對混凝土有斷樁、夾層、徑縮等嚴(yán)重缺陷，可以做到準(zhǔn)確判斷，為樁基質(zhì)量檢查提供可靠的數(shù)據(jù)。
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