淺析建筑工程鉆孔灌注樁與施工技術(shù)控制
關(guān)鍵詞:建筑工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)
一、工程概況
河源某工程現(xiàn)場(chǎng)勘查資料顯示，該工程現(xiàn)場(chǎng)地面存在一塊大巖石。按探土報(bào)告此地點(diǎn)面層是很厚的散石層，以及基巖最深點(diǎn)距離地面約30m。該工程的位置部分位于斜坡上，所以有關(guān)斜坡需要地盤(pán)平整。設(shè)計(jì)上采用直徑1.8m鉆孔樁及擴(kuò)展式基礎(chǔ)，容許基巖承載力為3000K/m2。
由于該工程地質(zhì)條件和埋深較深，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為：直徑1.8m鉆孔灌注鋼筋混凝土抗拔樁，共計(jì)235根，總樁長(zhǎng)7755m，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)暫定33m。樁必需深入巖石層達(dá)三倍直徑的深度并需保證以下特征值：樁底單位面積阻力特征值必需大于5000Kpa；石層樁單位面積側(cè)摩擦力必需大于1000KPa;在樁端1.5m抽取的巖石樣板，其抗壓強(qiáng)度必需大于20Mpa。進(jìn)行鉆孔灌注樁工程：直徑1.8米，包括打入臨時(shí)套筒和永久套筒；清除套筒內(nèi)的土和石；按照設(shè)計(jì)圖紙放入鋼筋籠，包括所有的連接和附件等材料；用于鉆孔灌注樁的B40,3級(jí)混凝土；音波測(cè)試（SIT）的金屬鋼管；安裝金屬鋼管，用于試驗(yàn)樁與巖層的連接。
二、施工方法
由于該工程鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)的單樁承載力較高，樁入土深度較深，施工難度大，施工技術(shù)要求高.為此，選用穩(wěn)定性好，垂直度較好控制的IHI-CCH50型鉆孔樁機(jī)，采用鉆孔法進(jìn)行施工。施工前，選擇具有代表性地質(zhì)層的位置進(jìn)行2～3根實(shí)驗(yàn)試鉆樁，以確定鉆孔樁的各種技術(shù)參數(shù)，如樁長(zhǎng)、基巖標(biāo)準(zhǔn)等。
鉆孔灌注樁的施工，因其所選護(hù)壁形成的不同，有泥漿護(hù)壁方式法和全套管施工法兩種，選擇全套管施工法.該施工法的過(guò)程是：平整場(chǎng)地→鋪設(shè)工作平臺(tái)→安裝鉆機(jī)并定位→壓套管→鉆進(jìn)成孔→檢查成孔質(zhì)量→下放鋼筋籠→放導(dǎo)管→灌注混凝土→拉拔出套管→聲波檢查質(zhì)量。
1.施工準(zhǔn)備
施工準(zhǔn)備包括：選擇鉆機(jī)、鉆具、場(chǎng)地布置等。
鉆機(jī)是鉆孔灌注樁施工的主要設(shè)備，可根據(jù)地質(zhì)情況和各種鉆孔機(jī)的應(yīng)用條件來(lái)選擇。
2.鉆孔機(jī)的安裝與定位
安裝鉆孔機(jī)的基礎(chǔ)如果不穩(wěn)定，施工中易產(chǎn)生鉆孔機(jī)傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響，因此要求安裝地基穩(wěn)固。對(duì)地層較軟和有坡度的地基，可用推土機(jī)推平，在墊上鋼板或枕木加固。
為防止樁位不準(zhǔn)，施工中很重要的是定好中心位置和正確的安裝鉆孔機(jī)，對(duì)有鉆塔的鉆孔機(jī)，先利用鉆機(jī)的動(dòng)力與附近的地籠配合，將鉆桿移動(dòng)大致定位，再用千斤頂將機(jī)架頂起，準(zhǔn)確定位，使起重滑輪、鉆頭或固定鉆桿的卡孔與護(hù)筒中心在一垂在線，以保證鉆機(jī)的垂直度。鉆機(jī)位置的偏差不大于2cm。對(duì)準(zhǔn)樁位后，用枕木墊平鉆機(jī)橫梁，并在塔頂對(duì)稱于鉆機(jī)軸在線拉上纜風(fēng)繩。
3.壓入套管
壓入套管的垂直度，取決于挖掘開(kāi)始階段的5～6m深時(shí)的垂直度。因此應(yīng)該隨使用水平儀及鉛垂校核其垂直度。
4.鉆孔
鉆孔是一道關(guān)鍵工序，在施工中必須嚴(yán)格按照操作要求進(jìn)行，才能保證成孔質(zhì)量，首先要注意開(kāi)孔質(zhì)量，為此必須對(duì)好中線及垂直度，并壓好護(hù)筒。在施工中要注意隨時(shí)檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。采用沖擊式或沖抓式鉆機(jī)施工時(shí)，附近土層因受到震動(dòng)而影響鄰孔的穩(wěn)固。所以鉆好的孔應(yīng)及時(shí)清孔，下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。鉆孔的順序也應(yīng)實(shí)事先規(guī)劃好，既要保證下一個(gè)樁孔的施工不影響上一個(gè)樁孔，又要使鉆機(jī)的移動(dòng)距離不要過(guò)遠(yuǎn)和相互干擾，一般可采用從中央向兩邊施鉆，以減少甚至避免鉆樁振動(dòng)擠土隆起以致樁身上抬。
5.灌注混凝土
清完孔之后，就可將預(yù)制的鋼筋籠垂直吊放到孔內(nèi)，定位后要加以固定，然后用導(dǎo)管灌注混凝土，灌注時(shí)混凝土不要中斷，否則易出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。
三、鉆孔樁的質(zhì)量控制
為了保證鉆孔樁的質(zhì)量，必須按以下措施操作：嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工；根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖測(cè)量放線，定樁位并做好標(biāo)識(shí)，并在施工前應(yīng)重新校核樁位。鉆孔在終孔和清孔后，對(duì)孔徑、孔形和傾斜度，應(yīng)采用專用儀器測(cè)定；當(dāng)缺乏上述儀器時(shí)，可采用外徑D等于鉆孔樁鋼筋籠直徑加10mm(但不得大于鉆頭直徑)，長(zhǎng)度不小于4～6D的鋼筋檢孔器吊入鉆孔內(nèi)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師復(fù)查。如經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有缺陷，例如中心線不符、超出垂直線、直徑減小、橢圓截面、孔內(nèi)有漂石等，應(yīng)就這些缺陷書(shū)面報(bào)告監(jiān)理工程師，并采取適當(dāng)措施，予以改正；對(duì)于嵌巖樁，還應(yīng)檢查嵌巖深度和孔底巖石是否發(fā)生變化，承包人應(yīng)將施工記錄和收集的地質(zhì)樣品提交監(jiān)理工程師檢驗(yàn)。嵌巖樁必須滿足圖紙要求的嵌巖深度，樁底巖層強(qiáng)度應(yīng)不低于圖紙規(guī)定強(qiáng)度經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)成孔滿足要求時(shí)，應(yīng)立即填寫(xiě)成孔檢查單，并經(jīng)監(jiān)理工程師簽認(rèn)后，即可進(jìn)行下道工序工作。鉆孔應(yīng)符合表1的允許偏差。
四、鋼筋骨架
樁的鋼筋骨架，應(yīng)緊接在混凝土灌注前，整體放入孔內(nèi)。如果混凝土不能緊接在鋼筋骨架放入之后灌注，則鋼筋骨架應(yīng)從孔內(nèi)移去。在鋼筋骨架重放前，應(yīng)對(duì)鉆孔的完整性，包括孔底松散物的出現(xiàn)，重新進(jìn)行檢查。
鋼筋骨架應(yīng)有強(qiáng)勁的內(nèi)撐架，防止鋼筋骨架在運(yùn)輸和就位時(shí)變形，在頂面應(yīng)采取有效方法進(jìn)行固定，防止混凝土灌注過(guò)程中鋼筋骨架上升。支承系統(tǒng)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)中線防止鋼筋骨架傾斜和移動(dòng)。
鋼筋骨架上應(yīng)事先安設(shè)控制鋼筋骨架與孔壁凈距的混凝土墊塊，這些墊塊應(yīng)
可靠地以等距離綁在鋼筋骨架周徑上，其沿樁長(zhǎng)的間距不超過(guò)2m，橫向圓周不得少于4處�；蛘卟捎闷渌行Х椒ㄒ员ＷC圖紙要求的保護(hù)層得到滿足。鋼筋骨架底面高程允許偏差為±50mm。
鋼筋骨架制作和吊放的允許偏差：主筋間距±10㎜；箍筋間距±20㎜；骨架外徑±10㎜；骨架傾斜度±0.5%；骨架保護(hù)層厚度±20㎜；骨架中心平面位置20㎜；骨架頂端高程±20㎜。
五、水下混凝土的灌注
灌注混凝土前，應(yīng)進(jìn)行終孔檢測(cè)�；炷涟韬臀镞\(yùn)至灌注地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)檢查其均勻性和坍落度，如不符合的要求，應(yīng)進(jìn)行第二次拌和，二次拌和仍達(dá)不到要求，不得使用。灌注水下混凝土的攪拌機(jī)能力，應(yīng)能滿足樁孔在規(guī)定時(shí)間內(nèi)灌注完畢。灌注時(shí)間不得長(zhǎng)于首批混凝土初凝時(shí)間。若估計(jì)灌注時(shí)間長(zhǎng)于首批混凝土初凝時(shí)間，則應(yīng)摻入緩凝劑�？咨砑翱椎讬z查值得到監(jiān)理工程師認(rèn)可和鋼筋骨架安放后，應(yīng)立即開(kāi)始灌注混凝土，并應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中斷。當(dāng)氣溫低于0℃時(shí)，灌注混凝土應(yīng)采取保溫措施。強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)等級(jí)50%的樁頂混凝土不得受凍。
混凝土一般用鋼導(dǎo)管灌注。導(dǎo)管管徑視樁徑大小而定，由內(nèi)徑200～350㎜的管子組成，用裝用墊圈的法蘭盤(pán)連接管節(jié)。導(dǎo)管應(yīng)進(jìn)行水密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn)。在灌注混凝土開(kāi)始時(shí)，導(dǎo)管底部至孔底應(yīng)有250～400mm的空間。首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管初次埋置深度≥1.0m)和填充導(dǎo)管底部間隙的需要。在整個(gè)灌注時(shí)間內(nèi)，出料口應(yīng)伸入先前灌注的混凝土內(nèi)至少2m，以防止泥漿及水沖入管內(nèi)，且不得大于6m。應(yīng)經(jīng)常量測(cè)孔內(nèi)混凝土面層的高程，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管出料口與混凝土表面的相應(yīng)位置，并始終予以嚴(yán)密監(jiān)視，導(dǎo)管應(yīng)在無(wú)水進(jìn)入的狀態(tài)下填充。如為泵送混凝土，泵管應(yīng)設(shè)底閥或其它裝置，以防水和管中混凝土混合。泵管應(yīng)在樁內(nèi)混凝土升高時(shí)，慢慢提起。管底在任何時(shí)候，應(yīng)在混凝土頂面以下2m。輸送到樁中的混凝土，應(yīng)一次連續(xù)操作。初凝前，任何受污染的混凝土應(yīng)從樁頂清除。
灌注混凝土?xí)r，溢出的泥漿應(yīng)引流至適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)處理，以防止污染環(huán)境或堵塞河道和交通。處于地面或樁頂以下的井口整體或剛性護(hù)筒，應(yīng)在灌注混凝土后立即撥出；處于地面以上能拆除的護(hù)筒部分，須待混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到5MPa后拆除。當(dāng)使用合護(hù)筒灌注混凝土?xí)r，應(yīng)逐步提升護(hù)筒，護(hù)筒底面應(yīng)保持在混凝土頂面以下1～2m�；炷翍�(yīng)連續(xù)灌注，直至灌注的混凝土頂面高出圖紙規(guī)定或監(jiān)理工程師確定的截?cái)喔叨炔趴赏Ｖ節(jié)仓�，以保證截?cái)嗝嬉韵碌娜炕炷辆_(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)高出一定高度，一般為0.5～1.0m，以保證混凝土強(qiáng)度，多余部分應(yīng)在接樁前必須鑿除，樁頭應(yīng)無(wú)松散層。混凝土灌注過(guò)程中，如發(fā)生故障應(yīng)及時(shí)查明原因，并提出補(bǔ)救措施研究后進(jìn)行處理。
