淺論旋挖鉆孔樁的質(zhì)量控制

淺談旋挖鉆孔樁的質(zhì)量控制酒泉立交特大橋起訖里程為DK686+507.12-DK693+878.83，全長(zhǎng)7371.71米?？卓缧问綖?(35-32m簡(jiǎn)支箱梁+（40+64+40）m連續(xù)梁+12-32m+2-24m簡(jiǎn)支箱梁+(40+64+40)m連續(xù)梁+28-32m+2-24m+24-32m +1-24m+19-32m+ 2-24m+20-32m+3-24m+10-32m簡(jiǎn)支箱梁+（60+100+60）m連續(xù)梁+47-32m+ 1-24m+6-32m簡(jiǎn)支箱梁），該橋施工難度大、技術(shù)含量高。本橋位于酒泉市城鄉(xiāng)結(jié)合部的城關(guān)區(qū)和西峰鄉(xiāng)，經(jīng)過路段多為經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)，農(nóng)業(yè)大棚居多。線路跨越酒泉市政道路肅州路和解放路，在DK691+ 954.29DK692+054.29處跨越連霍高速公路。本橋從小里程往大里程方向先直線后曲線再直線的橋，DK686+627.678至DK693+123.503為曲線段，左線曲線半徑為8000m。地震基本裂度7度，地震動(dòng)峰加速度0.15g；反應(yīng)譜特征周期Tg=0.40s；場(chǎng)地類別為類。橋址區(qū)海拔在1498.2-1536.2之間，相對(duì)高差約為38米。所處地貌為祁連山山前洪積平原，地形平坦、開闊。出露地層主要為：第四系全新統(tǒng)人工填土，洪積砂質(zhì)黃土，上更新統(tǒng)洪積粗（細(xì)）圓礫土，卵石土。針對(duì)以上地質(zhì)特征，酒泉立交特大橋采用旋挖鉆成孔。1、旋挖鉆成孔工藝旋挖鉆成孔是利用帶有斗式或螺旋鉆頭的轉(zhuǎn)桿旋轉(zhuǎn)及自身的自重,將切削的土削刮入斗筒內(nèi),提升斗筒至孔外,借助斗筒的特殊機(jī)構(gòu)棄土,重復(fù)上述過程即形成樁孔。用這種方式成孔用套筒護(hù)壁,如土質(zhì)很好,可以自立,則也可不用護(hù)壁措施成孔。1.1旋挖鉆成孔優(yōu)點(diǎn)(1)振動(dòng)與噪聲較低。(2)成孔速度快,尤其在砂質(zhì)土內(nèi)成孔,斗筒取土及棄土都比較容易,每一斗都是實(shí)土,但筒鉆鉆孔擴(kuò)孔系數(shù)大，螺旋鉆可以解決這一問題。(3)機(jī)械設(shè)備較簡(jiǎn)單、方便,僅需一臺(tái)自行式吊機(jī),裝在吊機(jī)上的動(dòng)力轉(zhuǎn)盤,鉆桿及鉆頭,這些都可預(yù)先組裝在一起,到工地后,設(shè)備自行走至樁位即可開鉆。(4)垂直度、孔徑、標(biāo)高及孔地虛土等均能較好控制,對(duì)確保工程質(zhì)量非常有利。1.2旋挖鉆成孔不足之處 (1)對(duì)于黏性較高的粘土成孔,成孔速率不高,主要粘土吸附在鉆頭上,不易卸下,往往須加振動(dòng)或用人工才能清理干凈。(2)清孔時(shí)斗筒底板的開啟機(jī)構(gòu),常發(fā)生故障,有時(shí)需配專人開啟底門,駕駛員不能單獨(dú)操作。(3)砂卵石層中鉆進(jìn)也存在困難。(4)設(shè)備均系進(jìn)口,施工成本與其他成孔方式相比較高,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較差。1.3旋挖鉆成孔施工要點(diǎn)(1)確保樁架、鉆桿的垂直度,是保證所成孔不傾斜的關(guān)鍵。進(jìn)口的鉆機(jī),其樁架及鉆桿都能精確調(diào)整。在鉆成前校準(zhǔn)垂直后,一般在成孔過程中就無(wú)需再進(jìn)行調(diào)配。伸縮式鉆桿如果使用期過長(zhǎng),應(yīng)檢查其節(jié)間的公差配合是否過松,節(jié)間與節(jié)間的配合過松,成孔時(shí)鉆桿晃動(dòng),這都會(huì)影響成孔的垂直度及孔徑擴(kuò)大。(2)根據(jù)不同的土質(zhì)選擇不同的鉆頭。(3)成孔過程中,鉆頭上下升降頻繁,宜控制升降速度。速度過快時(shí),孔底的負(fù)壓會(huì)造成部分虛土或底部塌孔。造成擴(kuò)孔或塌孔。此外,升降速度在有大粒徑石頭的孔中會(huì)形成較大的擾動(dòng),影響孔壁穩(wěn)定。(4)對(duì)不同的土層,鉆頭的轉(zhuǎn)速也應(yīng)控制,在軟土中可稍高,在硬土、砂卵石層中要適當(dāng)放慢。 2、旋挖鉆成孔常見事故及對(duì)策2.1樁孔垂直度超差樁孔垂直度超差的原因主要是：鉆機(jī)安裝水平傾斜、鉆桿不豎直、鉆斗底部的截齒或刃角磨損過大或遇到堅(jiān)硬障礙物使鉆斗滑移偏向引起的，因此在鉆進(jìn)時(shí)，要檢查鉆機(jī)、鉆桿和鉆斗，每鉆進(jìn)3-5回次后應(yīng)調(diào)整一次水平、垂直儀器，使氣泡居中；保持鉆桿豎直；鉆斗磨損嚴(yán)重時(shí)，及時(shí)修理或更換刃具。2.2塌孔鉆進(jìn)時(shí)，要仔細(xì)觀察鉆頭進(jìn)深，如果連續(xù)幾鉆都不進(jìn)深，則可能孔壁坍塌。如護(hù)筒埋置不符合要求、鉆速過大、鉆進(jìn)過快、放鋼筋籠時(shí)碰撞孔壁、地面上有重物或振動(dòng)都可能引起孔壁坍塌，因此要在施工時(shí)應(yīng)注意護(hù)筒埋置、鉆進(jìn)速度的控制，避免鋼筋籠碰掛孔壁，孔的四周盡量不堆放重物，施工時(shí)盡量減少振動(dòng)的影響。2.3樁端沉渣過多鉆進(jìn)結(jié)束后，應(yīng)用筒鉆在不加壓的情況下鉆進(jìn)3-5此，清除孔底沉渣。在灌注混凝土前，要檢測(cè)沉渣厚度，如不符合要求，要二次清孔處理。如鉆斗底蓋閘板封閉不嚴(yán)，裝在鉆斗底的土砂漏出，可能使沉渣清理不徹底，因此在鉆進(jìn)砂土地層時(shí)，必須使用合格的閘板。2.4斷樁斷樁的主要原因是灌注混凝土的時(shí)間失控，混凝土質(zhì)量失控或塌孔造成。因此，在灌注時(shí)，要控制混凝土的灌注時(shí)間，確?；炷恋馁|(zhì)量，防止斷樁事故。3、灌注混凝土?xí)r導(dǎo)管出現(xiàn)問題的處理方法 3.1塞 管塞管多數(shù)由于混凝土本身原因,如坍落度過小、流動(dòng)性差、夾有大顆粒石塊、拌和不均勻,以及運(yùn)輸途中產(chǎn)生離析、雨天運(yùn)送混凝土未加遮蓋等,使混凝土中的水泥漿被沖走,超集料集中而造成堵管。處理辦法可采用長(zhǎng)桿沖搗管內(nèi)混凝土,用吊繩抖動(dòng)導(dǎo)管,或提升迅速下落振沖,或在導(dǎo)管上安裝附著式振搗器。如仍不能下落時(shí),則需將導(dǎo)管連同其內(nèi)的混凝土提出孔,進(jìn)行清理修整(注意切勿使導(dǎo)管內(nèi)的混凝土落入井孔),然后重新吊裝導(dǎo)管,重新灌注。一旦有混凝土拌和物落入井孔,需將散落在孔底的拌和物予以清除。另外塞管還因灌注時(shí)間過長(zhǎng),表層混凝土已初凝產(chǎn)生;或因某種故障,混凝土在管內(nèi)停留過久而發(fā)生堵塞。其處理方法是:將導(dǎo)管連同堵塞物一起拔出,然后在重新安裝導(dǎo)管繼續(xù)灌注。當(dāng)灌注時(shí)間已久,孔內(nèi)混凝土已經(jīng)初凝,導(dǎo)管內(nèi)又堵塞了混凝土,此時(shí)應(yīng)將導(dǎo)管拔出,重新安設(shè)鉆機(jī),用較小鉆頭將鋼筋籠以內(nèi)的混凝土鉆出,用吊車將鋼筋骨架拔出,然后回填重新鉆孔成樁。4、鉆孔過程中事故的原因及處理在鉆孔過程中,如發(fā)現(xiàn)出渣量顯著增大而不見進(jìn)尺,鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加,應(yīng)懷疑是坍孔現(xiàn)象,可用探測(cè)儀或探測(cè)錘進(jìn)行探測(cè),工地現(xiàn)場(chǎng)一般采用探測(cè)錘探測(cè)。坍孔原因可能是孔壁有大粒徑石頭或施工操作不當(dāng),如提鉆頭、下鋼筋籠時(shí)碰撞孔壁,在松軟沙層中鉆進(jìn),進(jìn)尺太快,以及由于護(hù)筒周圍堆放重物或機(jī)械震動(dòng)等均可引起坍孔。發(fā)生坍孔后,應(yīng)及時(shí)查明原因,采取如何移開重物、排除震動(dòng)等相應(yīng)措施以防繼續(xù)坍孔。對(duì)少量坍孔,如坍孔不繼續(xù)擴(kuò)大,可恢復(fù)正常鉆孔。坍孔不嚴(yán)重時(shí),可繼續(xù)鉆進(jìn)。坍孔嚴(yán)重時(shí),應(yīng)立即將鉆孔全部用砂類土或礫石土回填,待回填土沉實(shí)后,重新鉆孔,此時(shí)鉆孔要吸取上次教訓(xùn),采用相應(yīng)措施,如減緩鉆孔速度等。坍孔部位不深時(shí),可采取深埋護(hù)筒,將護(hù)筒填土夯實(shí),重新鉆孔。 鉆孔施工如何保證成孔質(zhì)量:鉆孔施工中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題,一般的坍孔、井孔偏斜、彎曲、擴(kuò)孔、縮孔、梅花孔(或八字孔)、埋鉆等。為防止此類事故的發(fā)生,確保成孔質(zhì)量,在施工中應(yīng)注意以下問題:(1)施工前認(rèn)真檢查地質(zhì)資料,掌握地質(zhì)狀況,分析可能發(fā)生的問題并制定預(yù)防措施。(2)自開孔起,要嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，防止坍孔。(3)護(hù)筒埋入寧可深不可淺。 (4)施工前注意鉆機(jī)安裝平穩(wěn),施工中經(jīng)常檢查鉆架位移量并測(cè)量其傾斜度,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有傾斜趨勢(shì)時(shí),及時(shí)處理控制,以防擴(kuò)孔。(6)從開始清孔到澆筑前這段時(shí)間里,盡量減少周圍震動(dòng)而造成塌孔，成孔后應(yīng)立即澆注混凝土。5、混凝土灌注的質(zhì)量保證措施(1)混凝土拌和物運(yùn)至灌注地點(diǎn)時(shí),應(yīng)檢查其均勻性和坍落度等,如不符合要求,進(jìn)行第二次拌和,二次拌和后仍不符合要求時(shí),不得使用。(2)首批混凝土拌和物下落后,混凝土應(yīng)連續(xù)灌注。(3)在灌注過程中,應(yīng)注意活動(dòng)導(dǎo)管，以防導(dǎo)管提升不動(dòng)。(4)在灌注過程中,導(dǎo)管的埋置深度應(yīng)控制在1 m3 m。當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)的混凝土不飽滿時(shí),應(yīng)慢慢地灌注,禁止在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣帶。(5)在灌注過程中,應(yīng)經(jīng)常測(cè)探井孔內(nèi)混凝土面的位置,及時(shí)地調(diào)整導(dǎo)管的埋深,導(dǎo)管拆除要迅速。(6)為防止鋼筋骨架上浮,當(dāng)灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部1 m左右時(shí),應(yīng)降低混凝土的灌注速度。當(dāng)混凝土拌和物上升到骨架底口4 m以上時(shí),提升導(dǎo)管,使其底口高于骨架底部2 m以上高度,即可恢復(fù)正常的灌注速度。(7)灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)高出一定高度,一般為30cm50 cm,以保證混凝土強(qiáng)度,多余部分承臺(tái)施工前必須鑿除,殘余樁頭應(yīng)無(wú)松散層。6、結(jié)束語(yǔ) 為了更好控制旋挖鉆孔樁的成樁質(zhì)量,要做到以下幾點(diǎn):(1)做好鉆孔前的準(zhǔn)備工作,如:地質(zhì)條件的了解、鉆孔場(chǎng)地的整置、鉆頭的選用。 (2)鉆孔過程中及時(shí)做好鉆孔記錄及地質(zhì)柱狀圖,隨時(shí)了解地質(zhì)情況;對(duì)孔位、孔傾斜度各項(xiàng)指標(biāo)經(jīng)常檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整。(3)當(dāng)孔深、孔徑等達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,進(jìn)行清孔,(本橋樁孔主要采用筒鉆不加壓清孔法清孔,清孔的目的是使孔底沉渣(虛土)達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,