沖擊鉆孔樁在施工中的質(zhì)量控制要點(diǎn)和事故處理

     摘要:沖擊鉆孔樁具有安全性高、設(shè)備簡單、操作方便、適用性強(qiáng)、樁承載力高、工藝成熟等特點(diǎn),因此在公路橋梁與鐵路橋梁的施工中獲得了廣泛的應(yīng)用。同時(shí),鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程,具有工程質(zhì)量控制難的特點(diǎn),所以在施工中應(yīng)做到按流程逐步控制,合理解決突發(fā)事故,這樣才能保證工程的質(zhì)量。

  關(guān)鍵詞:沖擊鉆孔,施工流程,施工要點(diǎn),事故處理

  一、沖擊鉆孔樁的施工工藝及質(zhì)量控制

  1、沖擊鉆孔樁的施工工藝流程

  按照施工技術(shù)要求,沖擊鉆孔樁的施工工藝流程成為:施工準(zhǔn)備→平整場地→測量放樣、樁孔定位→埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位對中→鉆進(jìn)成孔→一次清孔及驗(yàn)孔→下放鋼筋籠→安裝導(dǎo)管→二次清孔及灌注砼→拆除剛護(hù)筒→進(jìn)行樁身無損探傷檢測。

  2、沖擊鉆孔樁的施工質(zhì)量控制

  屬于隱蔽工程的鉆孔灌注樁施工過程是一項(xiàng)復(fù)雜的質(zhì)量控制工程,從開工到灌注完砼的每道工序都必須嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。沖擊鉆孔樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)歸納起來有如下幾點(diǎn):

  1)場地處理:鉆孔樁施工前必須對鉆機(jī)施工平臺進(jìn)行平整以保證鉆機(jī)就位后施工時(shí)不產(chǎn)生滑移。在平整場地的時(shí)候應(yīng)減少對樁孔位置的深度開挖,利用回填對打孔位置進(jìn)行處理,主要是降低對穩(wěn)定土體的擾動(dòng),必須換土或填土平整場地時(shí)應(yīng)對換填土進(jìn)行碾壓夯實(shí)處理,以避免鉆機(jī)施工過程中不均勻下沉造成偏孔。特別是在固定設(shè)備的位置應(yīng)對松軟土進(jìn)行認(rèn)真碾壓夯實(shí),必要時(shí)應(yīng)在鉆機(jī)底座下方支墊鋼板或者枕木加固。

  2)埋設(shè)鋼護(hù)筒:鉆進(jìn)成孔成敗的關(guān)鍵是防止孔壁坍塌,當(dāng)孔內(nèi)水位低于周圍地下水水位的時(shí)候,地下水位以下的孔壁在周圍地下水側(cè)向壓力作用下容易出現(xiàn)向內(nèi)坍塌的情況,孔口孔壁在鉆機(jī)施工時(shí)震動(dòng)下造成孔口坍塌。因此沖擊鉆孔樁施工時(shí)在孔口處必須埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒具有防止坍孔、隔離地表水、保護(hù)孔口地面、固定樁孔位置及鉆頭導(dǎo)向的作用。一般情況下,沖擊鉆孔樁施工采用鋼護(hù)筒,制作護(hù)筒鋼板厚度不小于1cm,護(hù)筒埋深不小于150cm,護(hù)筒露出地面不小于30cm,護(hù)筒內(nèi)徑大于設(shè)計(jì)樁徑20~30cm。埋設(shè)護(hù)筒中心與設(shè)計(jì)樁位偏差不大于5cm,偏斜不大于1%,護(hù)筒固定好后周圍用粘土回填封閉防止漏漿。

  3)泥漿控制:鉆孔用的泥漿也是影響施工質(zhì)量的重要因素,其主要是水、黏土、添加劑的混合物。主要有懸浮鉆渣、冷卻設(shè)備、潤滑增壓的作用,同時(shí)可以在鉆孔內(nèi)形成一個(gè)泥皮,阻隔孔內(nèi)泥漿外滲和防止坍孔等作用。施工中應(yīng)根據(jù)地層實(shí)際情況控制泥漿稠度,過稠或者過稀的泥漿都不利于施工的開展,過稀排渣護(hù)壁效果差,過稠則容易降低鉆進(jìn)速度減弱鉆具性能。

  4)鉆孔監(jiān)控:沖擊鉆孔是一道持續(xù)時(shí)間較長的工序,因此是質(zhì)量控制的關(guān)鍵,施工中應(yīng)先對開孔的質(zhì)量進(jìn)行控制,為了保證樁孔垂直并不擾動(dòng)固定好的護(hù)筒,剛開鉆時(shí)鉆頭不應(yīng)提過高,應(yīng)慢提輕鉆,等鉆孔深度超過護(hù)筒埋深1m后逐漸提升鉆頭高度。鉆孔過程中應(yīng)不斷的添加泥漿和抽渣,并隨時(shí)檢查鉆孔的垂直度及鉆頭直徑以保證樁孔垂直及樁徑滿足設(shè)計(jì)要求。因沖擊式鉆機(jī)施工時(shí)候還會影響周圍鉆孔的穩(wěn)定性,所以在施工中應(yīng)掌握整個(gè)場地的布樁情況,合理的組織鉆孔的順序,保證孔與孔之間的不會產(chǎn)生負(fù)面影響。最終成孔后還應(yīng)對樁孔進(jìn)行檢測孔深、位置、孔徑等,符合設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行下道工序。

  5)一次清孔:在孔深、位置、孔徑檢驗(yàn)合格后應(yīng)立即進(jìn)行排渣清孔,主要是避免間隔時(shí)間過長而導(dǎo)致泥漿沉淀而引起坍孔,孔底沉渣清干凈后進(jìn)行下道工序。

  6)下放鋼筋籠及安裝導(dǎo)管:鋼筋籠是混凝土樁體的骨架,為了保證外側(cè)鋼筋保護(hù)層厚度,應(yīng)每2~3m設(shè)置一塊與樁身同標(biāo)號的混凝土墊塊或設(shè)置保護(hù)層定位筋。在吊放鋼筋籠的時(shí)候應(yīng)嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,在運(yùn)輸和吊裝過程中保證鋼筋籠的完好,避免出現(xiàn)變形情況。安裝入孔的時(shí)候應(yīng)保證豎直輕放、慢放,遇到障礙的時(shí)候應(yīng)反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)使之下落,如果不能繼續(xù)放入嚴(yán)禁強(qiáng)行下放以免造成鋼筋籠變形或損壞鋼筋籠上的聲測管,這時(shí)應(yīng)吊出鋼筋籠重新檢測孔徑或孔內(nèi)是否有坍塌,等查明原因并處理好后再下放鋼筋籠。鋼筋籠下放到位后應(yīng)先對中孔位再進(jìn)行固定,鋼筋籠與孔位對中偏差不應(yīng)大于5cm。為了保證鋼筋籠頂?shù)脑O(shè)計(jì)標(biāo)高,在鋼筋籠的頂端焊接吊筋前應(yīng)根據(jù)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高與護(hù)筒頂實(shí)際標(biāo)高準(zhǔn)確算好吊筋長度,鋼筋籠就位后應(yīng)利用吊筋將其固定在護(hù)筒上的平放枕木或鋼管上,枕木或鋼管兩端超出護(hù)筒長度不應(yīng)小于50cm,嚴(yán)禁直接把鋼筋籠懸掛在護(hù)筒上。鋼筋籠固定好后及時(shí)安裝導(dǎo)管以縮短停止清孔的時(shí)間,導(dǎo)管連接處必須保證封閉密實(shí)不漏漿,首次使用的導(dǎo)管在下鋼筋籠前就必須試拼檢查氣密性,檢查合格后方可投入使用。

  7)二次清孔:由于吊放鋼筋籠和安裝導(dǎo)管過程中已停止換漿清渣,經(jīng)過一段時(shí)間后孔底重新產(chǎn)生一定的沉渣厚度,所以導(dǎo)管安裝完后必須及時(shí)進(jìn)行二次清孔,孔底沉渣清干凈后注入清水調(diào)整泥漿比重,泥漿比重、稠度、含砂率三項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到施工規(guī)范要求后方可進(jìn)行水下混凝土灌注。

  8)水下混凝土灌注:水下混凝土灌注要求混凝土有良好的和易性,灌注前混凝土的塌落度控制在18~22cm。灌注混凝土的時(shí)候?yàn)榱吮WC施工質(zhì)量應(yīng)控制導(dǎo)管的買入深度,灌注前應(yīng)根據(jù)樁徑大小算出首批混凝土的量,首批混凝土的量應(yīng)能滿足導(dǎo)管埋深不小于80cm,進(jìn)入正常灌注后導(dǎo)管埋入混凝土深度控制在2-6m內(nèi)如圖1。

 

  當(dāng)混凝土上升至接近鋼筋籠的結(jié)合部時(shí)應(yīng)放慢速度,防止出現(xiàn)浮籠的情況,導(dǎo)致成樁失敗。灌注的時(shí)候拌合站應(yīng)保證物料的充足及混凝土生產(chǎn)能力,水下混凝土必須一次性連續(xù)灌注完成,嚴(yán)禁中斷,中途拆管間隔時(shí)間應(yīng)保證在半個(gè)小時(shí)以內(nèi)。灌注結(jié)束的時(shí)候考慮到樁頂存在浮渣的情況,所以實(shí)際灌注的高度要保證高出設(shè)計(jì)高程1m左右進(jìn)行控制,以保證樁頂混凝土的質(zhì)量符合承載要求。

  二、沖擊鉆孔樁在施工中的事故處理措施分析

  1、坍孔的處理

  1)可以利用另接一個(gè)直徑相同的護(hù)筒來解決坍孔問題,當(dāng)成孔出現(xiàn)局部坍孔的時(shí)候,通常會導(dǎo)致護(hù)筒下沉,此時(shí)可以利用裝有黏土的編制草袋進(jìn)行回填夯實(shí),然后另接一個(gè)直徑相同的護(hù)筒保證與前面的護(hù)筒連接緊密且同心,其缺點(diǎn)是灌注后下面的護(hù)筒可能會永久性的保留在樁體上。

  2)如果孔壁坍塌的面積過大,且影響了鉆孔的位置與鉆機(jī)穩(wěn)定時(shí),就應(yīng)考慮采用回填夯實(shí)的措施,即對開鉆的孔進(jìn)行回填,并進(jìn)行夯實(shí)后再進(jìn)行鉆孔施工。

  2、預(yù)防坍孔的措施

  在施工中可以采用小沖程的進(jìn)行開孔,通常采用的是0.6m的沖程,使得初步成孔的緊密程度與垂直度、圓順度都有所保證,然后隨著鉆進(jìn)的深度增加,成孔穩(wěn)定后在利用正常沖擊鉆進(jìn)行施工;增加泥漿的比重,在開孔的時(shí)候可以適當(dāng)?shù)脑黾幽酀{稠度,如使用管型鉆頭的時(shí)候,一般的地層質(zhì)量其粘稠度為16-25s,松散地質(zhì)為1.4-1.6時(shí),稠度可以為19-28s。當(dāng)利用實(shí)心鉆頭時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低。同時(shí)對新配置的泥漿其含砂率應(yīng)小于4%,膠體率應(yīng)大于95%。最后,應(yīng)在施工中及時(shí)監(jiān)控鉆孔內(nèi)的水頭高度,不足時(shí)應(yīng)注水保證其壓力與外部平衡。

  3、卡鉆事故處理

  如果出現(xiàn)卡鉆而鋼絲繩沒有斷裂,應(yīng)利用卷揚(yáng)機(jī)使得鋼絲繩繃緊并產(chǎn)生張力,然后利用一重物在一定高度下自由落下對鉆頭產(chǎn)生一個(gè)沖擊,從而使得鉆頭受到振動(dòng)而松脫卡鉆障礙的束縛,而在鋼絲繩的拉力下向上活動(dòng),然后利用卷揚(yáng)機(jī)提出鉆頭。

  如果鋼絲繩已經(jīng)斷裂,應(yīng)采用特殊的打撈工具,如打撈鉤鉤在鉆頭上的打撈環(huán)上,然后利用上面的方法對對其進(jìn)行振動(dòng)并打撈;蛘邔摻z繩系在鋼軌上,在鋼軌前端利用千斤頂將鉆頭頂起。這個(gè)方法在應(yīng)用時(shí)應(yīng)測量鉆頭的位置以便順利打撈。

  4、偏孔事故處理

  遇到偏孔時(shí)先檢查是否鉆機(jī)傾斜或滑移,如果是鉆機(jī)的原因及時(shí)調(diào)整鉆機(jī)底座水平和重新對中繼續(xù)沖鉆;如果是孔內(nèi)地質(zhì)軟硬不均或遇到斜巖引起偏孔,應(yīng)及時(shí)回填堅(jiān)硬的片石至偏孔位置以上1m左右后用小沖程沖鉆,鉆過偏孔范圍后再用正常沖程繼續(xù)沖鉆?傊,無論什么原因引起偏孔都應(yīng)該及時(shí)糾偏,否則偏孔鉆進(jìn)越深越難處理。

  三、結(jié)束語:

  沖擊鉆孔樁施工是一項(xiàng)復(fù)雜的施工質(zhì)量控制過程,在施工中疏忽任何一道工序質(zhì)量控制要點(diǎn)都有可能影響樁基質(zhì)量,甚至要付出慘重的代價(jià)。只有了解施工工藝,施工前做好準(zhǔn)備工作,掌握質(zhì)量控制要點(diǎn),施工過程做到全程質(zhì)量控制,遇到事故及時(shí)根據(jù)實(shí)際情況采用合理的措施進(jìn)行處理,才能安全、順利地完成質(zhì)量合格的鉆孔樁施工。

  參考文獻(xiàn):

  [1]萬斌.沖擊鉆孔樁施工工藝分析及常見問題的處理[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì), 2009,(07) .

  [2]范新崗,張國生,王耀邦.鉆孔樁施工工藝及常見問題處理[J].中國水運(yùn)(學(xué)術(shù)版),2007,(05) .

  [3]趙瑞亮.鉆孔樁施工工藝[J].科技信息, 2009,(07) .

  [4]張志貴.探討鉆孔樁施工工藝及質(zhì)量控制[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2011,(04).

  [5]韓鵬飛,吳其靜.橋梁工程中鉆孔樁施工技術(shù)措施[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào), 2010,(15) .