鋼筋混凝土灌注樁施工要點及控制措施

陳星　薛華

鋼筋混凝土灌注樁以其對各種地質條件、各種地理條件廣泛的適應性,單樁承載力高,無擠土效應,無震害,無噪音,施工對周圍建筑影響小,施工機械簡單等優(yōu)點,廣泛應用于高等級公路和高層建筑中。針對該類型樁基在施工過程中比較容易出現(xiàn)的質量問題,提出了一系列相應的控制措施。

鋼筋混凝土;灌注樁;施工要點;控制

1.施工方案的選擇

接受施工任務后,首先應仔細研究勘察設計部門給出的地質資料及設計圖紙和現(xiàn)場條件,確定施工入場機械設備、人員、材料,根據(jù)地質條件和現(xiàn)場情況合理地選擇成孔機具和鉆具,然后確定開孔施工順序,成孔、灌注應互不影響,形成流水施工。合理布置現(xiàn)場,采用機械成孔的尤其要注意泥漿槽與泥漿坑及沉淀池的位置,以不影響鋼筋骨架的入孔就位和混凝土的灌注現(xiàn)場為宜。

2.成孔的控制

人工挖孔灌注樁。地質條件良好,無地下水,孔深在10m以內無有害氣體的灌注樁成孔,宜采用人工成孔的施工方案。如遇地下水位為10~15m的孔,筆者建議在不影響機械就位的情況下,采用人工開孔至地下水位以上,然后再機械施工至終孔的施工方案。這在施工前準備階段勞動力的合理調配、現(xiàn)場布置及文明施工方面有很大的優(yōu)越性;另一方面其所帶來的經(jīng)濟效益是很明顯的,尤其是野外高等級公路的樁基施工,首先盡可能的使機械節(jié)能降耗。通過經(jīng)濟分析,采用人工成孔和機械成孔相結合的方法比機械成孔的方法可節(jié)約資金20~30%,工期可縮短20%。

對護壁井圈的要求:開孔前,樁位必須放樣準確,在樁位外設置定位龍門樁。安裝護壁井圈模板必須用樁樁中心點校正模板,其位置與設計軸線的偏差不得大于20mm。護壁頂面應比場地高出150~200mm,壁厚比場地地標高面下的厚度大100~150mm,每節(jié)井圈高約1m。護壁的厚度不宜小于100mm,混凝土強度等級不得低于樁身混凝土,拉結鋼筋、配筋應符合設計要求。上、下節(jié)護壁的搭接長度不得小于50mm,每節(jié)護壁應在當天完成,混凝土必須保證密實,如有滲水,應使用速凝劑修補,井圈模板拆除應在24h后進行,井圈混凝土有蜂窩、滲漏現(xiàn)象應及時補強,以防發(fā)生事故。同一水平面上的井圈任意直徑的極差不得大于50mm。遇有局部或厚度小于1.5m流動性淤泥和可能出現(xiàn)涌土涌砂時,每節(jié)護壁井圈的高度可減小至300~500mm,并隨挖隨驗隨澆注混凝土;也可采用鋼護壁井圈(即鋼護筒)或有效的降水措施等方法進行處理。

清底和安放鋼筋籠挖至設計標高后檢測孔深并清理好護壁井圈上的泥土和孔底殘渣及積水。符合設計要求后,立即安放鋼筋籠并再次清理孔底殘渣和封底、澆注樁身混凝土。

澆注樁身混凝土:人工挖孔灌注樁的樁長一般都大于3m,澆注混凝土應用串筒,串筒末端離孔底不宜大于2m?；炷敛捎貌迦胧秸駬v器振實。當孔底或孔壁有滲水影響混凝土澆注質量時,應采取有效措施保證混凝土的澆注質量。

泥漿護壁鉆孔灌注樁施工技術,應符合下列要求:泥漿護壁成孔時,宜采用孔口護筒,護筒按下列規(guī)定設置:泥漿埋設應準確、穩(wěn)定,護筒中心與樁位中心的偏差不得大于50mm護筒內徑大于鉆頭直徑100mm。護筒的埋設深度:在黏性土中不宜小于1.0m;砂土中不宜小于1.5m,其高度尚應滿足孔內泥漿面高度的要求;采用旋挖鉆機施工時護筒的埋設深度不宜小于2.5m;受水位漲落影響或水下施工的鉆孔灌注樁,護筒應加高加深,必要時應打入不透水層。除能自行造漿的黏性土層外,均應制備泥漿。泥漿制備應選用高塑性黏土或膨潤土。泥漿應按照設計配合比拌制,制備泥漿的性能指標應符合設計要求。

泥漿護壁應符合下列規(guī)定:正、反循環(huán)鉆機施工期間護筒內的泥漿面應高出地下水位1.0m以上,在受水位漲落影響時,泥漿面應高出最高水位1.5m以上;旋挖鉆機施工期間護筒內的泥漿面宜高出地下水位3.0m以上;在清孔過程中,應使用經(jīng)沉淀處理或新制備的優(yōu)質泥漿置換孔內未達標的泥漿;澆注混凝土前,孔底500mm以上的泥漿相對密度應小于1.25;含砂率小于8%;黏度小于28s;在容易產生泥漿滲漏的土層中應采取投擲黏土土塊、加大泥漿相對密度等維持孔壁穩(wěn)定的措施。

清孔后和灌注水下混凝土前應檢測孔底的沉渣厚度。不符合要求時應重新清孔直至沉渣厚度符合要求為止。

泥漿護壁鉆孔灌注樁應采用導管法澆注水下混凝土。水下混凝土必須具備良好的和易性,坍落度宜為160~220mm,水泥用量不少于360kg/m3。

使用的隔水栓應有良好的隔水性能并保證能順利從導管內排出。為此,導管底部至孔底的距離宜為300~500mm,樁直徑小于600mm時可適當加大導管底部至孔底距離。

首次灌注混凝土時,應有足夠的混凝土儲備量,使導管一次埋入混凝土面以下0.8m以上。水下混凝土應連續(xù)澆注,且邊灌注混凝土邊提升導管,使導管埋深控制在2~6m范圍內,嚴禁導管提出混凝土面,以防造成導管堵塞或斷樁。

沉管成孔灌注樁施工技術,應符合下列要求:活瓣樁尖應有足夠強度和剛度,預制樁尖混凝土強度不得低于C25;必須預先制定防止縮孔和斷樁等措施,沉管過程中,應經(jīng)常探測管內有無地下水或泥漿,如發(fā)現(xiàn)水或泥漿較多,應拔出樁管進行處理后再繼續(xù)沉管;澆筑混凝土和拔管時應保證混凝土質量,混凝土的坍落度宜控制在70~100mm范圍內,并確保其和易性,防止混凝土離析,樁管灌滿混凝土后可拔管,管內應保持不少于2.0m高度的混凝土,拔管速度:錘擊沉管時應為0.3~1.0m/min。4~2.5m/min;錘擊沉管擴孔灌注樁施工時,必須在第一次灌注的混凝土初凝前完成復打工作,第一次灌注混凝土的高度應高于地下水位和樁頂設計標高,復打前,應把樁管外壁的污泥清除,樁管每次打入時,中心線應重合。

夯擴樁施工前宜進行試成樁,詳細記錄混凝土的分段灌入量、外管上拔高度、內管夯擊次數(shù)、雙管同步沉入深度,并檢查外管的封底情況,有無進水、涌泥等,經(jīng)核定后作為施工質量的控制依據(jù)。

振動沉管灌注樁采用單打法時,每次拔管高度應控制在50~ 100cm;采用反插法時,反插深度不宜大于活瓣樁尖長度的2/3;

沉管成孔灌注樁任意一段平均直徑與設計直徑之比嚴禁小于1。實際澆筑混凝土量嚴禁小于計算體積。混凝土強度必須符合設計要求。

干作業(yè)成孔灌注樁施工技術,應符合下列要求:螺旋鉆機鉆孔時,應保持鉆桿垂直位置正確,防止鉆桿晃動擴大孔徑及增加孔底虛土,鉆進中遇到地下水、塌孔等異常情況應同有關單位研究處理。鉆孔擴底樁應根據(jù)電流值或油壓值調節(jié)擴孔刀片切削土量,防止出現(xiàn)超負荷現(xiàn)象。成孔后應用探測器檢查孔徑、深度和孔底情況,并將回落土及泥水清除干凈并加蓋保護。澆筑混凝土前應在鋼筋籠放入后再次檢測孔內虛土厚度且符合要求后方能澆筑混凝土。坍落度宜控制在80~100mm,并分層澆搗密實。每層澆注厚度約500~600mm,最大不得超過1500mm。若為擴底成孔灌注樁,混凝土第一次先澆注到擴大頭的1/2高度處,即可安設鋼筋籠并繼續(xù)灌注混凝土到擴底部位的頂面后,再分層澆注樁身部分混凝土,混凝土澆注時,應隨澆隨振搗。為防止混凝土離析,樁孔中應掛長串筒。實際澆注的混凝土量嚴禁小于計算體積。

3.鋼筋籠制作及就位的控制

制作。由于鋼筋籠是在平面制作平臺上制作,為確保骨架的成型質量,應按施工規(guī)范的要求,增設加強支撐箍筋,必要時還應該在支撐圈內設三角或十字支撐,入孔時若影響下導管則應取掉。鋼筋焊接應采用雙面焊接,螺旋箍筋應采用梅花點焊?；\底螺旋箍筋應在距籠底2m范圍內滿焊,以防初盤混凝土入孔時沖擊力過大,使螺旋箍筋移位,籠身變形。條件允許時鋼筋籠應制作成整籠,采用可靠的起吊方法如4點起吊動滑輪起身的方法,整籠入孔。條件不允許的情況下,如樁身過長,則必須采用籠身對接的方法。籠身對接必須采用焊接且嚴格按規(guī)范執(zhí)行,確保接頭質量。

入孔就位。鋼筋籠整體吊裝時應采取有效措施防止鋼筋籠變形。為確保鋼筋有足夠的保護層厚度,除鋼筋籠的自身保護層限位筋之外,現(xiàn)場施工還應該準備4根6m長的鋼管,一頭焊鋼筋

鉤子掛于護筒上沿,沿孔壁伸于孔內。然后將鋼筋籠下到設計標高。校驗鋼筋籠的中心位置和標高后.將籠頂掛鉤與插杠點焊,并用大道釘將插杠與枕木固定牢,并在以后的施工中隨時觀察,以防鋼筋籠移位。

4.灌注混凝土的控制

原材料及配合比。混凝土灌注樁的材料質量:粗骨料應采用質地堅硬的卵石、碎石,其粒徑宜用5~40mm連續(xù)級配;含泥量不大于2%,無垃圾及雜物;細骨料應選用質地堅硬的中砂,含泥量不大于3%。無有機物、垃圾、泥塊等雜物;水泥宜用強度等級為3.25、4.25的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,使用前必須有出廠質量證書和水泥現(xiàn)場取樣復試試驗報告。鋼筋應具有出廠質量證明書和鋼筋現(xiàn)場取樣復試試驗報告?；炷僚浜媳葢?jīng)試驗室試配。由于混凝土在泥漿中灌注和養(yǎng)護,故應將強度提高10%。為確保澆灌順暢,還應有良好的和易性和流動性,砂率應控制在40~45%內。水孔灌注混凝土,塌落度控制在18~20cm;干孔灌注混凝土,塌落度控制在7~9cm。