鐵路橋基加固鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量控制
2016-01-25
1 前言
寶成線YK585+550綿遠河大橋位于黃許鎮(zhèn)至羅江區(qū)間，建成于1953年，該橋?qū)贉\埋基礎，基礎地質(zhì)為砂夾卵石，建成后曾先后6次對病害進行整治均收效甚微。經(jīng)再次現(xiàn)場勘測，成鐵局決定對該橋1~14#墩基礎進行樁基置換，將原木樁置換為鋼筋砼鉆孔灌注樁，徹底整治該橋病害。該橋14個墩的148根鉆孔灌注樁成為控制工期的關(guān)鍵所在。2002年12月至次年4月，經(jīng)過施工單位精心組織、精心施工，采用十字形鉆頭的沖擊鉆機鉆孔，優(yōu)質(zhì)、高效、按期完成了施工任務，且鍛煉出一支強有力的施工隊伍，在鉆孔灌注樁的施工方面積累了許多難能可貴的經(jīng)驗，在此就施工質(zhì)量控制方面的要點進行整理，旨在指導以后的施工，謀求生產(chǎn)管理水平的進一步提高。
2 鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制
2.1 施工前質(zhì)量控制
?。?）建立健全施工組織機構(gòu)，包括現(xiàn)場施工組織、工程監(jiān)理等。組織職工、勞務工進行技術(shù)業(yè)務培訓，經(jīng)考試合格后方可掛牌上崗。
?。?）對工程所需的水泥、鋼筋、砂石料等按規(guī)定送檢，選取砼配合比，落實砼的攪拌及運輸機械，沒有產(chǎn)品合格證的原材料不得進場。
（3）研究設計文件和施工組織設計，重點包括工程地質(zhì)報告、樁位平面布置圖、樁基結(jié)構(gòu)施工圖、鉆孔的工藝流程等，對與現(xiàn)場實際不符處及時向上級主管部門及設計單位提出，使工程質(zhì)量具有可靠的技術(shù)保證。
?。?）檢查供電能力，檢修機械設備，備好造漿用的優(yōu)質(zhì)粘土（或膨脹土）及回填修孔用的片石等。
（5）布好水管路，設置泥漿池，防止灌注水下砼時擠出的泥漿污染環(huán)境及影響其它工序。
?。?）建立質(zhì)量監(jiān)督機制，由技術(shù)人員專人負責質(zhì)量檢查及臺賬管理。
2.2 施工中質(zhì)量控制
?。?）由技術(shù)人員復查測量放線、樁位及標高控制。
?。?）檢查驗收鋼筋籠的制做質(zhì)量，包括鋼筋直徑、數(shù)量、間距、搭接長度、焊接質(zhì)量等，并按規(guī)范要求進行除銹。
?。?）在鉆孔過程中，必須保證護筒內(nèi)規(guī)定的水頭高度和泥漿稠度，隨時檢驗泥漿比重和含砂率，并填寫泥漿試驗記錄表。
?。?）鉆孔應一次成孔，不得中途停頓。在鉆孔過程中，應隨時了解地質(zhì)情況并做好記錄，在綿遠河工程中，就曾有幾根樁因地質(zhì)情況特殊而變更設計，并應隨時檢查孔位，其偏差不應大于10cm，發(fā)現(xiàn)偏孔及時處理。為預防卡鉆，應經(jīng)常檢孔。鉆頭直徑磨耗超過1.5cm時，應及時更換、修補。鉆孔達到設計深度后，應對孔徑、孔深和孔形等進行檢查，并填寫鉆孔記錄表。
（5）沖擊法鉆孔，為防止沖擊震動使鄰孔孔壁坍塌或影響鄰孔已灌砼的凝固，應待鄰孔砼灌注完畢，并達到2.5Mpa抗壓強度后方可開鉆，以免因震動影響砼質(zhì)量。
?。?）鉆孔至設計高程經(jīng)過檢查后，應立即進行清孔。規(guī)范對灌注水下砼前容許沉碴厚度控制為：柱樁≯10cm，摩擦樁≯30cm。根據(jù)經(jīng)驗，如果清孔測量與灌注水下砼的時間間隔超過1h，護壁泥漿將會產(chǎn)生一定厚度的沉積需進行二次清孔。沖擊鉆機宜用抽碴法清孔，抽碴時，應及時向孔內(nèi)注入清水，保持孔內(nèi)水位，避免坍孔。不得用加深孔底深度的方法代替清孔。
?。?）清孔后鋼筋籠即吊裝入孔，然后牢固定位，以免在灌注砼過程中發(fā)生掉籠或浮籠現(xiàn)象。注意填寫檢查記錄，確認各項都符合設計要求且經(jīng)監(jiān)理工程師檢查簽認后，方可下串筒灌注水下砼。
?。?）灌注水下砼時，必須由技術(shù)人員在旁監(jiān)控，要經(jīng)常檢查澆注砼的水灰比，測定其坍落度及控制攪拌時間，填寫水下砼灌注記錄。每根樁至少制做一組砼試壓件送檢。
（9）組織定期和不定期現(xiàn)場質(zhì)量會議，及時分析通報工程質(zhì)量情況。
2.3 施工后質(zhì)量控制
?。?）砼的養(yǎng)生。包括樁頂砼和砼試件的養(yǎng)生，樁頂砼可做蓄水養(yǎng)護，砼試件可送試驗站標養(yǎng)。
?。?）樁頂鑿除浮漿后，應無松散砼。樁頂標高、嵌入承臺內(nèi)的錨固鋼筋長度均應符合設計要求。
?。?）組織設計單位、建設單位、超聲波檢測方、施工單位的人員對施工完達到養(yǎng)護期的樁進行超聲波檢測。選擇檢測樁時應考慮以下因素：①選擇受力比較關(guān)鍵的樁；②盡量選擇有代表性的樁；③選擇對施工質(zhì)量有懷疑的樁和施工過程中有特殊情況的樁。
3 鉆孔灌注樁施工過程中應重點抓好的質(zhì)量問題
3.1 鉆孔事故處理
發(fā)生鉆孔事故后，應仔細分析，查明原因，再進行處理，確保成樁質(zhì)量。常發(fā)生的鉆孔事故有以下幾種：
?。?）坍孔。坍孔不嚴重者，可加大泥漿比重繼續(xù)鉆進；嚴重者回填重鉆。
（2）偏孔。偏孔不嚴重時，可重新調(diào)整鉆機或卡桿孔繼續(xù)鉆進；發(fā)生嚴重偏孔、梅花孔、探頭石時，應回填硬質(zhì)帶角棱的石塊修孔，必要時反復幾次修孔，回填時應多填高0.5m。
?。?）卡鉆。發(fā)生卡鉆時，不宜強提，以免掉鉆或坍孔。應查明原因和鉆頭位置，采用晃動大繩或鉆頭以及其它措施，使鉆頭松動后再提起。
（4）掉鉆。發(fā)生掉鉆時，應及時查明原因，采取有效措施，盡快處理。如鉆頭被埋住，應首先清除泥砂，再進行打撈；如鉆頭被埋入孔內(nèi)確實無法打撈時，一般常采用變更設計的方法來處理，即在坍孔樁的橋軸線方向兩邊分別設計兩根樁來替代中間的坍孔樁，兩樁之間采用承臺（抬梁）連接成整體，綿遠河工程中就曾出現(xiàn)過這種情況。但角樁的變更設計更為困難，只有在坍孔樁的45°線方向分設兩根樁來替代且會增大承臺平面尺寸，所以在受力控制樁（特別是角樁）的鉆孔過程中應盡量避免鉆孔事故的發(fā)生。
3.2 水下砼灌注
鉆孔灌注樁的水下砼灌注質(zhì)量是影響基樁承載力的主要因素，是整個鉆孔灌注樁施工過程中最重要的環(huán)節(jié)之一。
3.2.1 砼的配合比
水下砼的骨料宜采用潔凈的河砂、卵石，粗骨料粒徑可采用1~4cm，即常說的豆石。為保證水下砼的灌注質(zhì)量，增強砼的和易性，可摻入適量減水緩凝劑（如按水泥用量的3‰摻入木質(zhì)素磺酸鈣）。在拌制砼時，技術(shù)人員必須檢查砼的配合比，抽檢砼的坍落度，要求其坍落度為18~22cm。
3.2.2 首灌
首灌直接影響到成樁質(zhì)量及豎向承載力，在保證首灌量滿足規(guī)范要求的前提下，還需保證首灌砼的質(zhì)量及返漿的順暢。砼的初存量應滿足首灌砼入孔后，導管埋入砼的深度不小于0.8m以防止泥漿卷入砼中，且首灌砼必須用隔水栓封底。
3.2.3 砼灌注
（1）砼應連續(xù)灌注，不得中途停頓，一般應控制在4~6h內(nèi)澆注完畢。水下砼灌注面應高出樁頂設計高程0.5~1.0m，以便清除浮漿。
?。?）灌注時要使孔內(nèi)砼保持均勻上升，嚴禁導管提離砼面，要專人隨時用探錘測量砼面的實際標高，推算導管的埋入深度，統(tǒng)計澆灌量及時做好記錄。在灌注水下砼時，導管埋入砼中的深度不得小于1m且不宜大于3m。
?。?）灌注過程中，如因?qū)Ч苈┧虬纬鲰琶妗C械故障、操作失誤或其它原因，造成斷樁事故，應予重鉆或向上級匯報會同有關(guān)單位研究補救措施。發(fā)生斷樁事故時，若灌注時間不長，一般不超過2h，砼還沒初凝，樁的灌注高度在幾米以內(nèi)，常采取迅速拔出鋼筋籠重新鉆孔的處理方法；若水下砼灌注時間較長，灌注深度較大時，可考慮用下鋼護筒的辦法來處理斷樁；若以上兩種方案均難以實施，則只有會同有關(guān)單位進行變更設計，與以上掉鉆變更設計的方法相同。
4 結(jié)束語
綿遠河工程，是沖擊鉆機應用于鉆孔灌注樁施工的一大嘗試，既滿足了工期，控制了成本，更保證了施工質(zhì)量，成績是有目共睹的。但如何用不同類型的鉆機，采用不同的方案施工不同地質(zhì)條件下的鉆孔灌注樁，則是擺在我們面前的一個新課題。只有在積累以往經(jīng)驗的基礎上，進一步的探索，才能取得真正意義上的提高。
