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      淺談鉆孔灌注樁施工質量控制

      2018-10-19 20:20:49張華魁顧衛(wèi)東劉海明張鵬洲李帥杰
      建筑與裝飾 2018年19期
      關鍵詞:鉆孔灌注樁質量問題處理方法

      張華魁 顧衛(wèi)東 劉海明 張鵬洲 李帥杰

      摘 要 灌注樁是指在工程現(xiàn)場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基上中形成樁孔,成孔達到樁底標高后,在孔內內放置鋼筋籠、灌注混凝土形成的樁,鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。鑒于對鉆孔灌注樁的施工質量控制,本文通過介紹影響灌注樁質量因素,給其他工程灌注樁施工提高借鑒。鉆孔灌注樁基礎屬于地下或水下隱蔽工程,施工工序較多,影響其質量的因素也多,如不抓住重點進行有效防控,就會影響樁身完整性和承載力,對工程安全構成威脅,對社會和施工企業(yè)造成重大影響。

      關鍵詞 鉆孔灌注樁;處理方法;質量問題;重大影響

      前言

      鉆孔灌注樁屬于地下或水下隱蔽工程,施工工序多,施工質量不宜控制。鉆孔灌注樁質量直接影響到上層建筑承載力,影響整個工程結構安全。因此鉆孔灌注樁質量控制尤其重要,本文主要通過某地下空間綜合利用工程灌注樁施工工序,論述通過旋挖鉆鉆孔灌注樁施工質量控制要求。

      1工程概況

      某交通樞紐地下空間利用工程,基礎采用樁基礎+承臺+底板基礎形式,樁基采用旋挖鉆鉆孔灌注樁,設計等級為甲級,樁端持力層為第15層粉質黏土層,兼作抗壓樁和抗拔樁。主筋采用HRB400,所有樁身的加強箍筋均采用HRB400;普通箍筋采用HPB300,箍筋采用螺旋式箍筋,樁身主筋的混凝土保護層厚度為55mm,總計2231根?,F(xiàn)場場地標高為77.1m,樁基有效樁長36m,樁基有效樁頂標高為67.65。樁基直徑800mm,主筋為30根HRB400-32mm,焊接加強箍筋HRB400-18@2000,螺旋箍筋 ?HPB300-8@100/200。

      2鉆孔灌注樁質量評定標準

      鉆孔灌注樁質量主要通過灌注樁承載力、混凝土強度是否滿足要求進行評定。承載力要求包括灌注樁抗壓、抗拔承載力。

      3鉆孔灌注樁施工工序流程圖

      4鉆孔灌注樁施工控制要點

      影響旋挖鉆鉆孔灌注樁施工因素主要包括:現(xiàn)場人員質量意識和人員技能水平、測量放線控制、鋼筋籠的制作、成孔質量、鋼筋籠焊接及下籠、二次清孔、混凝土澆筑,每一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)質量問題都會嚴重影響灌注樁的質量[1]。

      4.1 現(xiàn)場人員質量意識

      質量意識是一種心理活動標準,是人們對自我行為的一種評價?!皯B(tài)度決定一切,思想決定行動”,意識的高低直接影響到工程施工質量,只有意識高的人員才能做出質量優(yōu)的工程,因此現(xiàn)場人員質量意識的高低尤其重要。施工人員進場后,首先組織人員進行灌注樁質量技術交底,交底要求涉及管理人員及施工作業(yè)班組人員,做到現(xiàn)場作業(yè)人員均熟悉灌注樁每道工序施工要點。每周舉行質量檢查活動和召開質量例會,提出質量問題,落實整改問題。通過技術交底和舉行質量活動不斷提高人員質量意識。

      4.2 施工人員技能水平

      鋼筋焊接作業(yè)人員進行后,首先檢查人員焊工證,對無證人員不予錄用。施工過程中加強過程管理,定期舉辦鋼筋焊接比武活動,通過活動的舉辦,有效形成:“比”、“學”、“幫”、“趕”、“超”的良好氛圍,不斷提高施工人員技能水平。

      4.3 測量放線控制

      旋挖鉆開挖前,首先使用全站儀定位灌注樁中心位置,位置確定后埋設護筒,將護筒中心與樁中心重合。使用旋挖鉆機向下鉆進,鉆進深度等于護筒高度時停止鉆進,再用鉆桿垂直將護筒壓至原地面下。使用全站儀進行復核,樁位允許偏差10cm,樁位無誤后記錄護筒頂標高,數(shù)值作為后續(xù)成孔檢測、沉渣厚度檢測、樁頂標高復核的依據(jù)。

      4.4 鋼筋籠制作注意事項

      鋼筋籠制作之前,首先根據(jù)圖紙設計要求,計算出每個鉆孔灌注樁需制作幾節(jié)鋼筋籠、鋼筋籠長度過長是否能夠運送至施工現(xiàn)場、是否能夠吊裝等因素。本工程設計樁長36米,籠頂鋼筋錨入承臺100mm,工程樁樁頂外漏鋼筋35d(875mm),鋼筋籠采用兩節(jié)鋼筋籠單面搭接焊,搭接長度10d(250mm),因此加工灌注樁籠長為36+0.875+0.25=37.125m。為方便施工采用9米長C25鋼筋,分成兩節(jié)加工,每節(jié)籠長分別為18m、19.125m,18m=9m+9m,19.125m=9m+9m+1.125m,1.125m=9m/8,接頭采用直螺紋連接。為保證鋼筋籠加工質量,要從鋼筋原材控制、主筋間距控制、加強箍質量控制、保護層留設、焊接質量控制、直螺紋連接質量等因素提高鋼筋籠質量。

      (1)鋼筋原材檢測。鋼筋原材是鋼筋籠合格一個重要的因素,原材料不合格,何談鋼筋籠成品質量,因此材料把控是重中之重。鋼筋原材進場前,首先檢查鋼筋出廠質量證明書、鋼筋爐批號是否和質量證明書一致,檢查無誤后,檢驗合格后通知監(jiān)理對鋼筋原材外觀進行檢測,使用游標卡尺檢查鋼筋直徑是否滿足要求,鋼筋是否生銹等;外觀檢測合格后,允許卸車。原材卸車后,進行鋼筋原材取樣,每種規(guī)格、不超過60T為一組進行取樣,取樣完成后送具有檢測資質的第三方實驗室進行檢測,檢測合格后方可使用[2]。

      (2)鋼筋籠間距控制。鋼筋籠間距控制包括主筋、加強箍、箍筋間距控制。主筋間距控制:首先計算兩根主筋的間距,主筋間距=π(加強箍直徑外邊緣+主筋直徑/2)/(主筋個數(shù)-1),主筋間距=3.14*(640+25/2)/(24-1),主筋間距=89mm。使用C12鋼筋原材加工控制主筋間距小工具(見圖4),加強箍與第一個主筋焊接固定,然后使用控制主筋間距小工具卡第一根主筋,放置第二根主筋,焊接固定,依次焊接主筋,完成整套鋼筋籠焊接。

      加強箍間距控制:加強箍為C20@2000,加強箍上焊接第一根主筋時應將加強箍按照2米的間距均勻分布。

      箍筋間距控制:箍筋為Φ8@100/200,加密區(qū)為籠頂下4.5米。為了保證箍筋間距,采用滾焊機纏繞主筋連接。

      (3)加強箍質量控制。加強箍內圈直徑=鋼筋籠直徑-保護層寬度*2-主筋直徑*2-加強箍直徑*2;加強箍外圈直徑=800-55*2-25*2=640。

      加強箍直徑影響到鋼筋籠成品直徑,為了能夠有效控制加強箍直徑,采用加強箍加工彎曲機進行加工加強箍。定期檢查加強箍加工彎曲機直徑是否發(fā)生變化,如發(fā)現(xiàn)變化立即調整。

      加強箍采用單面焊搭接,搭接長度10d(20cm)。加強箍與主筋連接時,要保證加強箍與主筋的垂直度,不得出現(xiàn)加強箍彎曲,傾斜等現(xiàn)場[3]。

      (4)保護層留設。鋼筋籠主筋混凝土保護層允許偏差為±20mm,鋼筋籠上設置保護層,每節(jié)鋼筋籠不應小于2組,每組不應小于3個保護層,且均勻分布于同一截面上。

      (5)焊接質量保證。影響鋼筋籠焊接質量的因素主要包括兩點:①焊接使用材料是否滿足要求,②焊工質量意識。鋼筋籠加工前,對主材和焊條進行驗收,材料符合要求后方可使用。然后做焊件工藝試驗,每個鋼廠、每焊工、每種類鋼筋均需要做工藝試驗,工藝試驗合格后方可施工。電流過大燒傷主筋,電流過小焊接不牢固通過工藝試驗確定本項目主筋焊接電流為190A。

      (6)直螺紋連接質量控制。本工程鋼筋籠長37.125,分兩節(jié)加工,每節(jié)籠長分別為18m、19.125m。主筋采用9米長C25鋼筋,搭接形式為直螺紋連接。直螺紋加工前需將主筋端頭切割,保證端頭為平面。直螺紋接頭錯開且錯開長度不小于35d(875mm),有效絲長為30mm,安裝時最小扭矩值為260N·m。安裝后外漏絲不得大于2絲。

      4.5 成孔質量控制

      旋挖鉆灌注樁成孔質量包括成孔直徑控制、成孔深度控制、化學泥漿質量,灌注樁開鉆前,應根據(jù)設計要求灌注樁直徑選擇相應的鉆頭,鉆頭直徑不得小于灌注樁直徑,確保成孔直徑不小于設計要求,在鉆進過程中,及時使用泥漿三件套檢測泥漿質量,泥漿質量不符合要求時,應及時調整泥漿稠度,待泥漿符合規(guī)范要求方可繼續(xù)鉆機。同時應及時關注鉆機儀表盤鉆孔深度數(shù)值,終孔深度必須達到設計深度,且成孔深度不得超過設計深度30cm,滿足規(guī)范要求。成孔后,使用測繩及時檢測成孔深度,采用自制測孔器進行檢測,檢測目的為成孔垂直度是否滿足要求和終孔是否塌孔現(xiàn)象。檢測時,將測孔器吊起,孔的中心與起吊鋼絲繩保持一致,慢慢放入孔內,上下通暢無阻,達到設計要求,方可進行下道工序施工[4]。

      測孔器形式如下:

      注意事項:

      (1)銜接好各工序之間的施工順序,盡可能縮短成孔時間,防止因長時間未放置鋼筋籠和澆筑混凝土導致塌孔;

      (2)鉆進過程中進行泥漿三性檢測,控制泥漿質量,防止塌孔和縮頸;

      4.6 鋼筋籠焊接及下籠

      鋼筋籠采用上下兩節(jié)進行吊裝、焊接,焊接保證搭接長度10d(25cm),保證飽滿度和寬度。焊接完成后將鋼筋籠下放,由于本項目原地面下10左右為孔樁段,因此鋼筋籠下放時應設置吊筋,吊筋應焊接在鋼筋籠樁頂標高主筋處,長度根據(jù)原地面標高確定。吊筋長度=原地面標高-樁頂標高[5]。

      4.7 二次清孔

      鋼筋籠焊接完成后開始下導管,導管經檢驗合格后方可投入使用,對于不合格導管嚴禁使用。導管長度根據(jù)成孔進行配備,滿足清孔及水下混凝土澆筑的需要,即清孔時能下至孔底:水下澆筑時,導管底端距孔底0.5m左右,混凝土應能順利從導管內灌至孔底。導管埋設完成后,使用測繩再次進行檢測,檢測的數(shù)據(jù)與成孔數(shù)據(jù)進行對比,兩個數(shù)據(jù)的差就是沉渣厚度,沉渣厚度嚴格按照建筑樁基技術規(guī)范(JGJ94-2008) 規(guī)范進行施工,灌注混凝土之前,孔底沉渣厚度指標應符合下列規(guī)定:①對端承型樁,不應大于50㎜;②對摩擦型樁,不應大于100㎜; ③對抗拔、抗水平力樁,不應大于200㎜。

      對于沉渣厚度大于規(guī)范要求的灌注樁,采用正循環(huán)利用泥漿泵和導管向孔內壓入相對密度1.15左右的泥漿,把孔底在下鋼筋籠和導管的過程中再次沉淀的鉆渣置換出來。從二次清孔停止至混凝土開始澆灌,應控制在1.5~3h,一般不得超過4h,否則應重新清孔。

      4.8 混凝土澆筑

      混凝土質量直接影響到灌注樁質量,混凝土使用前,首先對灌注樁使用混凝土標號進行配合比驗證,驗證合格后方可使用?;炷凉捃嚨浆F(xiàn)場后,首先檢查砼票上混凝土標號與設計標號是否一致,混凝土澆筑采用導管法連續(xù)澆筑,導管壁厚不宜小于3mm,直徑為300mm;直徑制作偏差不應超過2mm,導管的分節(jié)長度可視工藝要求確定,底管長度不宜小于4m,接頭宜采用雙螺紋方扣快速接頭,用于灌注混凝土的導管的底部距孔底300-500mm。混凝土開始澆筑第一斗應有足夠的混凝土儲備量,導管一次埋入混凝土灌注面以下不應少于1.0m,導管埋入混凝土的深度宜2~6米,混凝土灌注應連續(xù)進行,對灌注過程中的故障應記錄備案,嚴禁將導管提出混凝土灌注面,并應控制拔管速度。樁身混凝土灌注標高應高于設計的樁頂標高,須控制每根樁最后一次灌注量,超灌高度宜為0.8~1.0m。

      首灌混凝土所需數(shù)量可按下式計算:

      V≧h1πd?/4+πD?(H1+H2)/4

      式中V---首灌混凝土所需數(shù)量(m?);

      D--樁孔直徑(m);

      H1---樁孔底至導管低端間距,一般為0.4m;

      H2---導管初次埋入混凝土的深度,不小于1.0m;

      d---導管內徑(m)

      h1---樁孔內混凝土達到埋設深度H2時,導

      管內混凝土柱平衡導管外(或泥漿)壓力所需的高度(m):h1=Hw*γw*γc

      Hw---樁孔內水或泥漿的深度(m);

      γw---樁孔內水或泥漿的重度(kN/m?);

      γc---混凝土板和物的重度(kN/m?)。

      h1=45*1.05/25

      h1=1.89

      V≧1.89*3.14*0.3?/4+3.14*0.8?*(0.4+1.0)/4

      V≧0.84m?

      綜上所述:首灌混凝土所需方量應大于等于0.84m?,施工現(xiàn)場要求首灌使用不小于1m?大料斗進行澆筑[6]。

      混凝土澆筑過程中,應做坍落度試驗和試塊留置,坍落度滿足180mm~220mm,對于不滿足要求混凝土禁止使用;每澆筑一根樁留置一組抗壓試塊,同一承臺、同一工作日連續(xù)澆筑不超過500m?留置一組抗?jié)B試塊。混凝土澆筑完成后,及時使用測量檢測樁頂標高是否滿足要求,澆筑樁頂標高≧設計樁頂標高+超灌高度。

      5經濟效益

      本項目灌注樁籠長為37.125米,分為兩節(jié)制作,兩節(jié)長度分別為18米、19.125米。主筋采用9米長C25鋼筋,第一節(jié)18米長鋼筋籠用2根9米長鋼筋制作,第二節(jié)19.125米長鋼筋籠用2根9米加一根1.125米長鋼筋制作,9米鋼筋平均分成8段,每段1.125米。節(jié)約材料,減少鋼筋浪費[7]。

      鋼筋籠如采用一節(jié)制作,則需采用履帶吊進行吊裝。鋼筋籠采用兩節(jié)鋼筋籠制作,可以分別采用自卸吊進行吊裝,減少機械投入費用。

      6結束語

      現(xiàn)場人員質量意識、鋼筋籠的制作、成孔質量、二次清孔、混凝土澆筑每一道環(huán)節(jié)都是控制灌注樁質量的重中之重。把握這幾道環(huán)節(jié)的控制,灌注樁質量才能有更好地提升,灌注樁承載力才能滿足要求,上層結構質量安全才能得到保證。

      參考文獻

      [1] GB50007-2011.建筑地基基礎設計規(guī)范[S].北京:中國標準出版社,2011.

      [2] JGJ79-2012.建筑地基處理技術規(guī)范[S].北京:中國標準出版社,2012.

      [3] GB 50202-2002.建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范[S].北京:中國標準出版社,2002.

      [4] JGJ106-2014.建筑基樁檢測技術規(guī)范[S].北京:中國標準出版社,2014.

      [5] GB50300-2013.建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準[S].北京:中國標準出版社,2013.

      [6] JGJ18-2012.鋼筋焊接及驗收規(guī)程[S].北京:中國標準出版社,2012.

      [7] JGJ107-2016.鋼筋機械連接技術規(guī)程[S].北京:中國標準出版社,2016.

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