鉆孔灌注樁施工控制與事故預(yù)防(一)

1、鉆孔灌注樁施工控制與事故預(yù)防(一)    摘要:鉆孔灌注樁基礎(chǔ)具有承載力大,抗沖刷以及無噪音、無振動,對環(huán)境影響小,工藝成熟,設(shè)備、機(jī)具簡單,施工方便,造價(jià)低廉等特點(diǎn)。因而被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其它工程領(lǐng)域。而影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多,如地質(zhì)因素、鉆孔工藝、混凝土的配制、灌注等。現(xiàn)結(jié)合重慶菜九路蔸子背高架段工程樁基施工實(shí)踐對施工質(zhì)量控制與事故預(yù)防進(jìn)行分析及論述。 關(guān)鍵詞:菜九路;鉆孔灌注樁;質(zhì)量;事故預(yù)防 一、工程簡介 重慶菜九路蔸子背高架段工程是連接拓寬后的菜袁路與九濱路二期工程的重要節(jié)點(diǎn)工程,全長1950米。工程建成后,從九龍坡經(jīng)渝中到沙坪壩的

2、兩江濱江路將全部貫通。主線承臺采用4根直徑1.8m的挖孔樁作為基礎(chǔ),樁間中心距4.0m。樁基以弱風(fēng)化基巖作為持力層。 0#臺及1#墩挖孔樁分別平均挖到14.74m和17.1m左右時(shí)遇到嚴(yán)重流砂,且地下滲水極其豐富。項(xiàng)目部采用鋼護(hù)筒對1#挖孔樁進(jìn)行施工,但由于流砂極其嚴(yán)重,仍無法順利推進(jìn)。為避免坍孔,確保施工安全和工程質(zhì)量,設(shè)計(jì)、業(yè)主、監(jiān)理和施工單位現(xiàn)場確定將0#、1#和2#更改為鉆孔灌注樁,且鉆孔灌注樁的嵌巖深度比原設(shè)計(jì)增加1m。0#、1#需加8mm厚鋼護(hù)筒。 根據(jù)現(xiàn)場開挖實(shí)際地質(zhì)情況及地勘報(bào)告,采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。正循環(huán)液壓機(jī)械回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔采用180cm滾刀鉆頭直接鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高成孔。 二、

3、鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量控制 (一)鉆孔質(zhì)量控制 鉆孔準(zhǔn)備。首先在準(zhǔn)確放樣的前提下埋設(shè)護(hù)筒,本工程各孔位均在濱江陸地上,故采用挖坑法。 鉆機(jī)就位,必須保持平穩(wěn),不發(fā)生傾斜、位移,鉆機(jī)就位時(shí)要保證鉆頭中心、護(hù)壁中心和鉆孔中心對準(zhǔn),誤差不超過50mm,為準(zhǔn)確控制鉆孔深度,應(yīng)在機(jī)架上或機(jī)管上作出控制的標(biāo)尺,以便在施工中進(jìn)行觀測、記錄。 鉆孔施工控制。在鉆孔過程中,應(yīng)采取減壓鉆進(jìn)的方式并盡量保證鉆孔的連續(xù)性。因故停鉆時(shí),應(yīng)將潛水鉆機(jī)及鉆錐提升至孔外以防埋鉆。發(fā)現(xiàn)如塌孔、進(jìn)尺異常等情況時(shí),應(yīng)仔細(xì)觀察分析,查明原因和位置,及時(shí)與監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位取得聯(lián)系,采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。掉鉆落物應(yīng)及時(shí)打撈,以免被泥沙埋沒,影

4、響繼續(xù)鉆孔。 終孔時(shí)應(yīng)測量孔徑,采用探籠器檢測孔徑,利用鉆孔的鋼絲繩把探籠器放入孔內(nèi),如上下順暢即符合要求,否則進(jìn)行掃孔。嚴(yán)禁采用加深孔底深度的方法代替清孔,這將會極大地降低樁尖處基底的極限承載力,也可能因泥漿相對密度過大而造成夾泥或斷樁。 本工程要求樁基嵌入弱風(fēng)化巖層,因此,根據(jù)撈取的渣樣進(jìn)行巖面的判別,確定嵌巖的深度,終孔時(shí)測量孔深,并二次判別渣樣是否符合要求。施工過程中鉆進(jìn)的速度與阻力對于判斷巖土層的穿越,定性較可靠;對泥漿循環(huán)的觀察也是重要的輔助手段,孔底沉渣直接影響著嵌巖樁端承作用的發(fā)揮,必須進(jìn)行嚴(yán)格控制。 泥漿排放。鉆孔過程中孔內(nèi)泥漿排入泥漿池采用泥漿泵循環(huán)利用。完工后循環(huán)泥漿經(jīng)專

5、門的泥漿池、過濾池處理,并經(jīng)檢查達(dá)標(biāo)后方能將清水排入長江中,剩余黃泥涼干后就近填埋。 (二)澆注質(zhì)量控制 鋼筋籠制安。按設(shè)計(jì)尺寸、規(guī)格提前制作鋼筋籠,以保證在清孔之后,半小時(shí)內(nèi)下鋼筋籠。本工程采用50T汽車吊下鋼筋籠。首先起吊鋼筋籠,對準(zhǔn)樁位,吊直扶穩(wěn),緩慢垂直下落鋼筋籠,確認(rèn)到達(dá)設(shè)計(jì)位置時(shí),應(yīng)立即固定,防止上浮。鋼筋籠下落過程中嚴(yán)禁撞擊孔壁。 射水清底。在鋼筋籠內(nèi)插入混凝土導(dǎo)管(管內(nèi)有射水裝置),通過軟管與高壓泵連接,開動泵水即射出。射水后孔底的沉渣即懸浮于泥漿之中。 水下砼澆筑。停止射水后,應(yīng)立即澆筑混凝土,隨著混凝土不斷增高,孔內(nèi)沉渣將浮在混凝土上面,并同泥漿一同排回貯漿槽內(nèi)。 灌注首批

6、砼時(shí),應(yīng)注意導(dǎo)管下口至孔底的距離,一般在10cm為宜,并保證首批混凝土澆筑后,導(dǎo)管埋入砼中的深度不得小于2m,即漏斗的容積應(yīng)在5m3以上。灌注開始后要連續(xù)進(jìn)行澆筑,并盡可能縮短拆除導(dǎo)管的間隔時(shí)間。砼從孔底往上返出,同時(shí)提動導(dǎo)管振搗砼,導(dǎo)管提升時(shí),不得掛住鋼筋籠,導(dǎo)管底應(yīng)埋入砼內(nèi)26m。 在灌注過程中,要經(jīng)常探測孔內(nèi)砼面位置,及時(shí)地調(diào)整導(dǎo)管埋深,嚴(yán)禁提出砼面。 三、出現(xiàn)質(zhì)量事故的幾點(diǎn)及預(yù)防措施 (一)鉆孔偏斜 產(chǎn)生鉆孔偏斜的原因: 鉆機(jī)安裝不妥就位穩(wěn)定性差,作業(yè)時(shí)鉆機(jī)安裝不穩(wěn)或鉆桿彎曲所致;地面軟弱或軟硬不均勻;土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其它硬物等情形。 預(yù)防和處理:先將場地夯實(shí)平整,

7、軌道枕木宜均勻著地,安裝鉆機(jī)時(shí)要求轉(zhuǎn)盤中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線上。鉆桿、接頭要及時(shí)檢查,及時(shí)調(diào)正;鉆桿彎曲要及時(shí)調(diào)直;遇到復(fù)雜地質(zhì)時(shí)為防止搶進(jìn)度盲目加壓鉆進(jìn)使鉆孔向軟弱層傾斜,要及時(shí)調(diào)速。進(jìn)入不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時(shí),應(yīng)采用慢速檔鉆進(jìn)。(二)漏漿及處理方法 本工程位于緊鄰長江,鉆進(jìn)過程中遭遇嚴(yán)重流砂。而初期鋼護(hù)筒埋置深度不夠,造成鉆孔泥漿泄露。根據(jù)這一情況,項(xiàng)目部采取了如下處理辦法:加入粘土或PHP高粘度泥漿以提高泥漿稠度,增強(qiáng)護(hù)壁;回填大量粘土摻片石、卵石,必要時(shí)用低標(biāo)號混凝土填滿裂隙;可加長護(hù)筒及夯實(shí)回填土,以確保刃腳不漏漿。 (三)縮孔 縮孔原因一是鉆錐焊補(bǔ)不及時(shí),嚴(yán)重磨耗

8、的鉆錐往往鉆出較設(shè)計(jì)樁徑稍小的孔;另一種是由于地層中有軟塑3土(俗稱橡皮土),遇水膨脹后使孔徑縮小。 為防止縮孔,前者要及時(shí)修補(bǔ)磨損的鉆頭,后者要使用失水 率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁并必須快轉(zhuǎn)慢進(jìn),并復(fù)鉆二三次;或者使用卷揚(yáng)機(jī)吊住鉆錐上下、左右反復(fù)掃孔以擴(kuò)大孔徑,直至使發(fā)生縮 孔部位達(dá)到設(shè)計(jì)孔徑為止。 (四)掉鉆 掉鉆的原因有卡鉆時(shí)強(qiáng)提強(qiáng)扭,操作不當(dāng),實(shí)鉆桿或鋼絲繩超負(fù)荷或疲勞斷裂;鉆頭桿接頭不良或滑絲;電動機(jī)接線錯誤,鉆機(jī)反向旋轉(zhuǎn),鉆桿松脫;沖擊鉆頭合金套灌注樁質(zhì)量差致使鋼絲繩拔出等。本工程發(fā)生過一次掉鉆頭,其原因就是鋼絲繩疲勞斷裂。因此,應(yīng)經(jīng)常檢查鉆具、鉆桿、鋼絲繩和連結(jié)裝備。由于鉆頭埋沒且大部分

9、鉆孔壁處于穩(wěn)定時(shí),打撈鉆頭時(shí),先加大孔內(nèi)泥漿的濃度,將旋轉(zhuǎn)鉆頭放入安全的深度范圍攪動泥漿以加強(qiáng)鉆孔壁,而后采取“氣舉法”清除鉆頭上方的沉積土和淤泥,確認(rèn)鉆頭已露出后再實(shí)施鉆頭的打撈工作。打撈工具有以下幾種: 打撈叉、螺旋取物器和卡板取桿器、打撈鉤、偏溝或鉆錐平鉤以及打撈鉗等。 (五)卡管 形成卡管的原因:初灌時(shí),隔水栓堵管;混凝土和易性、流動性差造成離析;混凝土中粗骨料粒徑過大;各種機(jī)械故障引起混凝土澆筑不連續(xù),在導(dǎo)管中停留時(shí)間過長而卡管;導(dǎo)管進(jìn)水造成混凝土離析等。 防治措施:使用的隔水栓直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑相配,同時(shí)具有良好的隔水性能,保證順利排出。在混凝土灌注時(shí),應(yīng)加強(qiáng)對混凝土攪拌時(shí)間和混凝土

10、坍落度的控制。水下混凝土必須具備良好的和易性,配合比應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)室確定,為改善混凝土的和易性和緩凝,水下混凝土宜摻外加劑。為確保導(dǎo)管連接部位的密封性,導(dǎo)管使用前應(yīng)做水密試驗(yàn),進(jìn)行水密試驗(yàn)的水壓不應(yīng)小于孔內(nèi)水深的1.3倍的壓力,本工程水密試驗(yàn)的水壓采用孔內(nèi)水深的1.5倍。 (六)斷樁 由于導(dǎo)管底端距孔底過遠(yuǎn),混凝土被沖洗液稀釋,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充;受地下水活動的影響或?qū)Ч苊芊獠涣?沖洗液浸入混凝土水灰比增大,形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體;此外,在澆注混凝土?xí)r,導(dǎo)管提升和起拔過多,露出混凝土面,或因停電、待料等原因造成夾渣,出現(xiàn)樁身中巖渣沉積成層,將混凝土樁上下分開的現(xiàn)象。 總結(jié) 鉆孔灌注樁質(zhì)量事故引發(fā)的后果相當(dāng)嚴(yán)重,因此在施工中應(yīng)加強(qiáng)管理,采取科學(xué)的施工方案和切實(shí)可行的備用方案。只有嚴(yán)格按照規(guī)范、規(guī)程操作,加強(qiáng)監(jiān)督檢測,才能避免質(zhì)量事故或把質(zhì)量事故降低到最小限度。 橋梁鉆