1引言
鉆孔灌注樁基礎(chǔ)作為深基礎(chǔ)的一種,由于其所用設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、施工安全等優(yōu)點(diǎn),在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。但由于鉆孔灌注樁是在地下加之成孔方法各異、混凝土灌注時(shí)間的長(zhǎng)短、施工技術(shù)人員水平等因素,鉆孔灌注樁極易出現(xiàn)各種缺陷,最常見(jiàn)的缺陷有縮頸、擴(kuò)徑、短樁、斷樁(夾泥)、混凝土離析及樁頂部分混凝土密實(shí)性差等。
2鉆孔灌注樁施工成孔階段施工方法與控制
2.1鉆進(jìn)方法的選擇
由于在樁基施工中所遇到的土層種類(lèi)多種多樣,在成孔時(shí)就要采取不同的鉆進(jìn)方法,有時(shí)即使在同一孔中鉆進(jìn),也需要幾種方法交替使用。譬如,從鉆進(jìn)效率和對(duì)地層適應(yīng)性上,一般回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)優(yōu)于沖擊鉆進(jìn),而對(duì)于卵礫石、硬巖地層,沖擊鉆進(jìn)又優(yōu)于回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。于是又有把幾種方法結(jié)合起來(lái)的回轉(zhuǎn)、沖擊反循環(huán)鉆進(jìn),更好地滿(mǎn)足了在復(fù)雜地層中的鉆進(jìn)。
(1)粘土、粘性淤泥、淤泥質(zhì)土層及粉砂層,可采用回轉(zhuǎn)、沖抓、沖擊及振動(dòng)沉管、內(nèi)擊沉管法等鉆進(jìn)。應(yīng)用泥漿護(hù)壁時(shí),粘性土及輕亞粘土可采取原土造漿護(hù)壁,砂性土需要選用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁;
(2) 厚大的砂性土層,可采用回轉(zhuǎn)、沖抓、潛水法施工,但應(yīng)采取優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁;
(3) 充填物較密實(shí)的礫石層,粒徑小于 20mm 時(shí)可采用正循環(huán)或反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn),當(dāng)粒徑大于 20mm 而小于反循環(huán)鉆頭吸渣口尺寸時(shí),可用反循環(huán)鉆進(jìn),一般大于 100mm直徑的卵石層,采取沖擊或沖抓鉆進(jìn)效果較好,但都應(yīng)配以?xún)?yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁;
(4) 人工堆集的大塊石層,塊石間充填物質(zhì)膠結(jié)較好,可采用十字鉆頭沖擊加粘土塊護(hù)壁的方法鉆進(jìn)。塊徑大小不一,互相松散堆架在一起時(shí),或采取人工掘進(jìn)開(kāi)挖的辦法鉆進(jìn);或往孔中投入素混凝土,待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度和松散的塊石膠結(jié)以后,再下入護(hù)筒,采用沖擊、沖抓法鉆進(jìn)。
2.2施工控制措施
(1)施工過(guò)程控制
①樁位控制
鉆機(jī)就位前,必須認(rèn)真核對(duì)樁位;若發(fā)現(xiàn)樁位有移位或被破壞,應(yīng)根據(jù)相近控制點(diǎn)重新定位,并與相鄰樁位復(fù)核,護(hù)筒埋設(shè)嚴(yán)格按前述要求進(jìn)行。鉆機(jī)就位后,必須周正穩(wěn)固,確保在施工中不發(fā)生傾斜、位移,鉆架垂直地面,鉆頭中心必須對(duì)正樁位中心。
、诖怪倍瓤刂
開(kāi)孔時(shí)可用水平尺校正鉆機(jī)平整度,并在鉆進(jìn)過(guò)程中時(shí)常檢測(cè),確保鉆機(jī)水平。鉆進(jìn)時(shí)主動(dòng)鉆桿應(yīng)始終與滑車(chē)保持在一條垂直線上,所用鉆桿不得彎曲,發(fā)現(xiàn)彎曲現(xiàn)象及時(shí)更換。
、劭讖娇刂
根據(jù)地層實(shí)際情況,選擇鉆頭。
、芸咨羁刂
準(zhǔn)確丈量鉆具長(zhǎng)度,準(zhǔn)確測(cè)量孔位或樁基標(biāo)高,嚴(yán)格按鉆具長(zhǎng)度進(jìn)行孔深控制。因?yàn)橛脺y(cè)繩等設(shè)備進(jìn)行孔深控制,由于沉渣的影響或參照物的變化,孔深可能會(huì)有誤差。
對(duì)端承樁,應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確記錄進(jìn)入持力層時(shí)的深度、標(biāo)高,即確定頂板深度,嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求,控制進(jìn)入持力層的深度。
⑤孔底沉渣的控制
使用優(yōu)質(zhì)泥漿,提高攜砂、排渣能力,泥漿比重控制在 1.1~1.3。終孔時(shí),用較大泵量沖孔 10~15 分鐘,并用凈漿置換孔底沉淀泥漿,以降低施工泥漿的比重。泥漿必須經(jīng)過(guò)凈化處理后方可重復(fù)使用;炷翝沧⑶鞍胄r(shí)內(nèi),必須測(cè)量孔底沉渣厚度,并做記錄,達(dá)到設(shè)計(jì)或規(guī)范要求后方可開(kāi)始澆注,否則應(yīng)再次清孔。
、蘅妆诜(wěn)定性控制
為確保成孔過(guò)程中孔壁的穩(wěn)定,避免孔壁坍塌、埋鉆等質(zhì)量事故的發(fā)生,主要應(yīng)對(duì)成孔過(guò)程中的泥漿進(jìn)行控制。遇地層為砂層時(shí),必須用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁?删偷剡x用塑性指數(shù) 10~17 的粉質(zhì)粘土調(diào)制。
施工過(guò)程中,泥漿采取凈化回收利用,但應(yīng)隨時(shí)淘汰劣質(zhì)泥漿,補(bǔ)充新泥漿。施工中提升鉆具或因故停鉆時(shí),必須保持孔內(nèi)漿面達(dá)到溢流口,利用泥漿壓力的作用,防止坍孔,保持孔壁穩(wěn)定性、完整性。
(2) 成孔質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)方法
、倏咨,一般用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)繩吊錘測(cè)量?咨钶^大時(shí),應(yīng)用校正鉆桿和鉆具方法進(jìn)行檢測(cè);
、诳讖(含孔形),一般可用自制的一根3米長(zhǎng)、外徑等于樁孔直徑的圓管或鋼筋籠下入孔內(nèi)。如果能順利下入,則保證了孔徑不小于設(shè)計(jì)尺寸,同時(shí)又檢驗(yàn)了孔形,并保證了孔的垂直度;
、畚黄,在施工放點(diǎn)和施工時(shí)要從嚴(yán)控制。在施工開(kāi)始、中間、終孔時(shí)都應(yīng)用經(jīng)緯儀測(cè)定;
、軜犊状怪倍葯z測(cè),可用測(cè)斜儀加導(dǎo)正裝置,吊放到孔內(nèi)測(cè)量,或用②項(xiàng)論述的方法;
、菘椎壮猎,常用的檢測(cè)方法是用兩根標(biāo)準(zhǔn)測(cè)繩,一根吊以 3kg 重的鋼錐,另一根吊以平底錘,下入孔底,這兩根測(cè)繩之差即為沉渣厚度。
3清孔階段的施工控制
3.1常用的清孔方法
清孔方法應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求、鉆孔方法、機(jī)械設(shè)備和土質(zhì)情況而決定。先介紹幾種常用的清孔方法如下。
(1)抽漿法清孔
采用抽吸的方法將孔內(nèi)含有鉆渣的漿液抽出,并以符合要求的泥漿替換。該法清孔比較徹底,適用于各種鉆孔方法形成的樁孔。
、儆梅囱h(huán)方法成孔時(shí),泥漿相對(duì)密度一般控制在 1.1 以下,孔壁不易形成泥皮。樁孔達(dá)到要求的深度后,只需將鉆頭稍提起并空轉(zhuǎn),維持反循環(huán) 5~15min 就可清除孔底沉淀鉆渣;②用正循環(huán)方法成孔時(shí),可以用灌注水下混凝土的導(dǎo)管作為吸渣管,采用氣舉反循環(huán)、泵吸反循環(huán)或射流反循環(huán)的方法,清除樁孔底部沉淀的鉆渣。
(2) 換漿法清孔
采用泥漿泵,通過(guò)鉆桿以中速向孔底壓入相對(duì)密度為 1.15 左右、含砂率小于 4%的泥漿,把孔內(nèi)懸浮鉆渣多的泥漿替換出來(lái)。換漿法對(duì)于正循環(huán)鉆進(jìn)成孔,不需另加機(jī)具,且孔內(nèi)維持泥漿護(hù)壁,不易坍孔。但換漿法有較多的缺陷:①孔內(nèi)較大的顆粒鉆渣難以清除;②用相對(duì)密度小的泥漿由下向上頂替相對(duì)密度較大的漿液時(shí),有可能在孔內(nèi)形成對(duì)流運(yùn)動(dòng),需要花很長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到清孔要求;③當(dāng)泥漿含砂率較高時(shí),絕不能用清水清孔,以免砂粒沉淀而達(dá)不到清孔目的。
(3) 掏渣法清孔
沖擊、沖抓鉆進(jìn)過(guò)程中,沖碎的鉆渣一部分連同泥漿被擠入孔壁,大部分則靠掏渣筒、大鍋錐或沖抓錐清除。要求用手摸泥漿中無(wú) 2~3mm 大的顆粒為止,并使泥漿的相對(duì)密度減小到 1.05~1.20,本法僅適用于各類(lèi)土層摩擦樁的初步清孔。對(duì)沖擊鉆進(jìn),可在清渣前,投入水泥 1~2 袋,通過(guò)沖擊錐低沖程的反復(fù)沖拌數(shù)次,使孔內(nèi)泥漿、鉆渣和水泥形成混合物,然后以掏渣工具掏出。
降低泥漿相對(duì)密度的方法是在掏渣后用一根水管插到孔底注入高壓水,水流將泥漿沖稀,泥漿相對(duì)密度逐漸降低后向孔口溢出,達(dá)到所要求的清孔標(biāo)準(zhǔn)后,即可停止清孔。對(duì)大直徑、深孔,應(yīng)在用掏渣法清孔后,再用氣舉抽漿法清孔。
(4) 噴射法清孔
噴射法清孔是在灌注混凝土前,對(duì)孔底進(jìn)行高壓射水或射風(fēng)數(shù)分鐘,使沉淀物漂浮后,立即灌注水下混凝土。常在其它方法清孔后或清孔過(guò)程中配合使用。鉆孔工作完畢,由于有拆卸鉆桿、鉆頭、下鋼筋骨架及導(dǎo)管等工序,沉淀厚度可能會(huì)增大,導(dǎo)管無(wú)法插到底,故常用噴射法,將沉淀層沖起漂浮。
3.2清孔注意事項(xiàng)
清孔時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)。
(1) 不論采用那種清孔方法,在清孔排渣時(shí),必須注意保持孔內(nèi)水頭,防止坍孔;
(2) 柱樁以抽漿法清孔。清孔后,將取樣盒(即開(kāi)口鐵盒)吊到孔底,待灌注水下混凝土前取出檢查沉淀在盒內(nèi)的渣土;
(3) 用換漿法或掏渣法清孔后,孔口、孔中部和孔底提出的泥漿的平均值應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求;灌注水下混凝土前,孔底沉淀厚度應(yīng)不大于設(shè)計(jì)規(guī)定;
(4) 不得用加深孔底深度的方法代替清孔。