鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量控制
2010-11-11
1、引言
鉆孔灌注樁在各類(lèi)土木工程中廣泛應(yīng)用，具有抗震性好、承載力大、施工噪音小、可以解決特殊地基沉載力等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前在國(guó)內(nèi)公路橋梁基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中鉆孔灌注樁基礎(chǔ)已占據(jù)了重要地位，但灌注樁地下施工不可預(yù)計(jì)因素多，工程質(zhì)量較難控制，樁基施工既有機(jī)械操作，又有鋼筋加工、混凝土拌制和灌注等多種工作，工序種類(lèi)繁多，影響因素多，水下混凝土施工要求嚴(yán)格，稍有不慎，就可能出現(xiàn)孔底沉泥、縮頸、夾渣、斷樁等，可能造成質(zhì)量事故，因此，施工中必須嚴(yán)格監(jiān)管質(zhì)量。
2000版GB/T19000-ISO9000族標(biāo)準(zhǔn)中，質(zhì)量控制的定義是：質(zhì)量管理的一部分，致力于滿(mǎn)足質(zhì)量要求。鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量控制，是指為保證工程合同規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鉆孔灌注樁施工進(jìn)行的質(zhì)量控制。由于施工階段是使業(yè)主及工程設(shè)計(jì)意圖最終實(shí)現(xiàn)并形成工程實(shí)物的階段，也是最終形成工程實(shí)物質(zhì)量的系統(tǒng)過(guò)程，所以施工階段的質(zhì)量控制也是一個(gè)經(jīng)由對(duì)投入的資源和條件的質(zhì)量控制（事前控制）進(jìn)而對(duì)生產(chǎn)過(guò)程及各環(huán)節(jié)質(zhì)量進(jìn)行控制（事中控制），直到對(duì)所完成的工程產(chǎn)出品的質(zhì)量檢驗(yàn)與控制（事后控制）為止的全過(guò)程的系統(tǒng)控制過(guò)程。本文從工程施工角度，對(duì)鉆孔灌注樁施工的三個(gè)階段質(zhì)量控制進(jìn)行分析和討論。
2.事前質(zhì)量控制事前控制也即施工前準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制。
2.1對(duì)施工人員的控制檢查灌注樁施工人員的技術(shù)資質(zhì)與條件是否符合要求，選擇分包商承擔(dān)灌注樁施工時(shí)，要審查合同是否允許進(jìn)行分包，確認(rèn)承包商的技術(shù)能力和管理水平能保證按要求完成工程施工，方可允許分包商施工人員進(jìn)場(chǎng)。
2.2對(duì)施工方案、工藝的控制施工方案包括施工技術(shù)方案和施工組織方案，具體包括：
2.2.1施工程序的安排：主要是各樁的施工成樁先后次序。
2.2.2施工機(jī)械設(shè)備的選擇：
2.2.2.1適應(yīng)地層特點(diǎn)和施工工藝的要求；成孔機(jī)械必須與現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)、樁徑、樁深等要求相適應(yīng)。
2.2.2.2適應(yīng)施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地大小、場(chǎng)內(nèi)搬遷、工期要求、供水、供電條件等；
2.2.3灌注樁施工工藝：主要是成孔、成樁各工序的操作工藝，它是施工方案的核心。 鉆孔灌注樁成孔、成樁的一般工藝流程如下圖：測(cè)量放線(xiàn)定樁位埋設(shè)護(hù)筒樁機(jī)就位調(diào)整平整度成孔第一次清孔混凝土攪拌廢泥漿排放泥漿沉淀拌制護(hù)壁泥漿鋼筋籠制作灌注水下混凝土二次清孔、沉渣測(cè)定安放導(dǎo)管吊放鋼筋籠質(zhì)量檢測(cè)成樁質(zhì)量檢測(cè)
2.3做好施工準(zhǔn)備
2.3.1施工前首先要做好場(chǎng)地平整，探明和清除樁位處的地下障礙物，按平面布置圖的要求做好施工現(xiàn)場(chǎng)的施工道路、供水供電、泥漿池和排漿槽等泥漿循環(huán)系統(tǒng)、施工設(shè)施布置、材料堆放等有關(guān)布設(shè)。
2.3.2施工前應(yīng)逐級(jí)進(jìn)行圖紙和施工方案交底，并做好原材料質(zhì)量檢驗(yàn)工作。
2.3.3護(hù)筒位置應(yīng)埋設(shè)準(zhǔn)確和穩(wěn)定，旱地、筑島處護(hù)筒與坑壁之間用粘土分層回填夯實(shí)，護(hù)筒與樁位中心線(xiàn)偏差不得大于50mm，傾斜度不大于1%，高度宜高出地面0.3m或水面1.0～2.0m.護(hù)筒埋置深度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求或水文地質(zhì)情況定， 旱地、筑島處一般超過(guò)雜填土埋藏深度0.2m，在粘性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m，同時(shí)應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿面高出地下水位1m以上。有沖刷影響的河床，沉入沖刷線(xiàn)不小于1.0～1.5m.
2.3.4試成樁：目的是核對(duì)地質(zhì)資料，檢驗(yàn)所選設(shè)備、機(jī)具、施工工藝及技術(shù)要求是否合適。試成孔過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)持力層情況，決定選用鉆頭型式，選擇合適的清孔方式。成孔結(jié)束后應(yīng)檢驗(yàn)孔徑、垂直度、孔壁穩(wěn)定和沉渣泥漿密度等指標(biāo)是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，如滿(mǎn)足，試成孔的施工工藝參數(shù)即為施工時(shí)選擇工藝參數(shù)的依據(jù)。
3.事中質(zhì)量控制對(duì)測(cè)量定位、終孔、清孔，下放鋼筋籠、澆灌砼等工序要作為重點(diǎn)設(shè)立質(zhì)量控制點(diǎn)
3.1 成孔
3.1.1從軸線(xiàn)控制點(diǎn)施測(cè)樁位，檢查樁位對(duì)中，選多個(gè)角度檢查磨盤(pán)的平整度；同時(shí)檢查機(jī)架枕木基礎(chǔ)是否穩(wěn)定，在鉆孔過(guò)程中隨時(shí)復(fù)查垂直度及磨盤(pán)平整度，對(duì)偏差要及時(shí)調(diào)整。
3.1.2按照試成孔的工藝參數(shù)組織鉆進(jìn)施工，根據(jù)鉆進(jìn)過(guò)程中各土層的情況，安排對(duì)泥漿比重進(jìn)行檢測(cè)。
3.1.3合理確定是否入巖，應(yīng)根據(jù)勘探報(bào)告所揭示的持力層等高線(xiàn)與孔深比較，加強(qiáng)巡查、記錄，結(jié)合鉆具自重大小、吊掛松緊程度等，觀察在界面鉆進(jìn)過(guò)程以及進(jìn)入持力層鉆機(jī)的反應(yīng)情況，并加強(qiáng)取樣，對(duì)照試成樁時(shí)確定的巖樣為準(zhǔn)，最終判定入巖或終孔，確保樁基進(jìn)入持力層的深度。
3.2清孔
3.2.1終孔后，應(yīng)將鉆頭提離孔底80～100mm空轉(zhuǎn)，在保證護(hù)壁的前提下達(dá)到初步稀析泥漿，輸入比重1.05～1.08的新泥漿，循環(huán)40～60min，具體時(shí)間應(yīng)根據(jù)樁徑和孔深掌握，盡可能將孔底巖屑、泥塊打碎并隨泥漿浮出孔外。
3.2.2下籠后安裝導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔。泥漿性能指標(biāo)在澆注砼前，孔底500mm以?xún)?nèi)的相對(duì)密度≤1.25，粘度≤28Pa.s含砂率≤8%.對(duì)清孔達(dá)不到沉渣厚度要求，堅(jiān)決不能驗(yàn)收灌砼。
3.3鋼筋籠
3.3.1鋼筋籠宜分段制作，連接時(shí)50%的鋼筋接頭應(yīng)予錯(cuò)開(kāi)焊接，對(duì)鋼筋籠立焊的質(zhì)量要特別加強(qiáng)檢查控制。
3.3.2鋼筋籠入孔時(shí)，應(yīng)保持垂直狀態(tài)，對(duì)準(zhǔn)孔位徐徐輕放，嚴(yán)禁強(qiáng)制性下放鋼筋籠，造成鋼筋籠變形，孔壁塌孔。鋼筋籠就位后，還應(yīng)將鋼筋籠上端焊固在護(hù)筒上，可減緩砼上升時(shí)的頂托力，防止其上升。
3.4 混凝土澆灌二次清孔驗(yàn)收合格后，現(xiàn)場(chǎng)初灌料斗、砼隔水栓（或沙包）、人員等應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)備到位，在砼到場(chǎng)后方可停止清孔，進(jìn)行料斗等安裝。砼灌注前必須檢查砼坍落度是否滿(mǎn)足，一般宜控制在180～220mm.檢查孔內(nèi)導(dǎo)管的長(zhǎng)度及離孔底的距離；根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的壓力平衡法計(jì)算首灌混凝土量，確定采用的料斗容量，保證首灌后導(dǎo)管底埋入混凝土中大于1m以上。在料斗內(nèi)放滿(mǎn)砼后，剪斷鐵絲，隔水栓埋入底部砼。此時(shí)后續(xù)砼澆搗必須及時(shí)跟上，保證砼連續(xù)施工。澆搗過(guò)程中，檢查導(dǎo)管提升、拆除等必須保證管底在砼中的埋置深度，宜控制在2～6m.
并應(yīng)通過(guò)測(cè)量確定，不能盲目估計(jì)，避免拔空。在混凝土面上升將要接近鋼筋籠底部時(shí)，應(yīng)放慢澆搗的速度，減少導(dǎo)管埋深以降低混凝土上升的沖擊力。4樁基質(zhì)量檢測(cè)與驗(yàn)收對(duì)已完工的鉆孔灌注樁進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)與驗(yàn)收，也是對(duì)其進(jìn)行事后質(zhì)量控制。質(zhì)量檢測(cè)可檢驗(yàn)鉆孔灌注樁成樁后承載力能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。這里僅指樁身結(jié)構(gòu)完整性（即樁體質(zhì)量）及樁承載力檢測(cè)。樁身結(jié)構(gòu)完整及樁的承載能力檢測(cè)有鉆芯法、動(dòng)測(cè)法、聲波透射法及射線(xiàn)法，以及靜荷載試驗(yàn)法。靜載荷法比較直觀，得出的數(shù)據(jù)容易讓人信服，但缺點(diǎn)是堆載的重量常常達(dá)到數(shù)百?lài)?、操作不便、費(fèi)工費(fèi)時(shí)；動(dòng)測(cè)法可通過(guò)波速檢測(cè)出樁身的完整性及樁的長(zhǎng)度，測(cè)出長(zhǎng)度的誤差一般在±300 mm；取芯法缺點(diǎn)是取芯深度也有限；目前只有聲波透射法，其機(jī)理明確，設(shè)備簡(jiǎn)單，使用方便，檢測(cè)準(zhǔn)確可靠，能測(cè)出樁身完整性、均勻性而被廣泛應(yīng)用。僅采用靜荷載法不能保證施工后沉降達(dá)到設(shè)計(jì)要求；目前動(dòng)測(cè)法還不能直接測(cè)出承載力值。因此，把靜載荷法和動(dòng)測(cè)法結(jié)合起來(lái)較為合理。
鉆孔灌注樁樁基分項(xiàng)（分部）工程驗(yàn)收包括隱蔽工程驗(yàn)收和檢驗(yàn)批（單元工程）、分項(xiàng)工程驗(yàn)收。隱蔽工程驗(yàn)收在被驗(yàn)收工序施工完畢后下道工序施工前進(jìn)行；檢驗(yàn)批、分項(xiàng)工程驗(yàn)收在基坑開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后組織驗(yàn)收。這兩項(xiàng)驗(yàn)收均應(yīng)在施工單位自檢合格的基礎(chǔ)上進(jìn)行。施工單位確認(rèn)自檢合格后提出工程驗(yàn)收申請(qǐng)，驗(yàn)收由監(jiān)理工程師或建設(shè)單位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人組織勘察、設(shè)計(jì)單位及施工單位的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、技術(shù)質(zhì)量負(fù)責(zé)人，共同按設(shè)計(jì)要求、驗(yàn)收規(guī)范及其他有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
【1】全國(guó)監(jiān)理工程師培訓(xùn)教材編寫(xiě)委員會(huì)編，工程建設(shè)質(zhì)量控制［M］，中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2000。
【2】陳躍慶編，地基與基礎(chǔ)工程施工技［M］術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2003。
【3】JTJ041-2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［M］，人民交通出版社，2000。
