淺析橋梁樁基沖孔樁施工質(zhì)量控制

1、 橋梁樁基沖孔樁施工質(zhì)量控制摘要：目前，在工程建設(shè)中，沖孔樁是最普遍的樁基礎(chǔ)形式之一。本文主要從沖孔樁的基本原理、施工工藝、施工注意事項、施工中相關(guān)問題與預(yù)防措施四個方面進(jìn)行探討沖孔樁在工程中的應(yīng)用。為沖孔村樁在橋梁樁基中的應(yīng)用提供了參考。關(guān)鍵詞：沖孔樁；質(zhì)量控制；水下混凝土沖孔樁基礎(chǔ)施工簡便、操作易掌握、設(shè)備投入一般不是很大。在各類房屋與橋梁樁基中都得到了較廣泛的應(yīng)用。沖孔樁是在泥漿護(hù)壁的前提條件下，利用樁錘沖進(jìn)形成樁孔，采用導(dǎo)管法灌注水下混凝土的施工方法。沖孔、灌注混凝土都是在水下進(jìn)行，因而，對作業(yè)人員的操作熟練程度、工藝水平都有較高的要求。有效地預(yù)防與正確處理施工過程中出現(xiàn)的偏心、塌孔、

2、縮孔、斷樁等不良現(xiàn)象，將大提高工程效益與經(jīng)濟(jì)效益，所以在施工監(jiān)控中務(wù)必做好質(zhì)量控制1。1 沖孔樁基本原理沖孔施工法是采用沖擊式鉆機(jī)或卷揚(yáng)機(jī)帶動一定重量的沖擊鉆頭，在設(shè)定的高度使鉆頭提升，然后空放使鉆頭自由降落，利用沖擊動能沖擠土層或破碎巖層形成樁孔，再用循環(huán)液將鉆渣和巖屑排出。每次沖擊之后，沖擊鉆頭在鋼絲繩轉(zhuǎn)向裝置帶動下轉(zhuǎn)動一定的角度，從而使樁孔得到規(guī)則的斷面和相應(yīng)的孔深。2 施工工藝沖孔樁的施工工藝流程為：場地平整樁位放線開挖泥漿池、泥漿溝護(hù)筒埋設(shè)樁機(jī)就位、孔位校正沖擊造孔、泥漿循環(huán)、清除漿、泥碴終孔驗(yàn)收第一次清孔下鋼筋籠、導(dǎo)管第二次清孔沉碴檢測灌注水下混凝上。2.1 沖孔樁樁位放樣依據(jù)樁位

3、平面設(shè)計圖紙要求，建立平面坐標(biāo)系，計算每根樁中心坐標(biāo)，用全站儀定位，并報監(jiān)理有關(guān)人員對樁位進(jìn)行復(fù)核，驗(yàn)收合格后方可使用。在埋設(shè)鋼護(hù)筒前，四周打好木樁校正樁心，埋設(shè)鋼護(hù)筒后，在復(fù)核樁上拉十字線，核對鋼護(hù)筒中心與樁錘中心，并經(jīng)技術(shù)人員(施工員)與監(jiān)理確認(rèn)后，才開始沖樁施工。在整個沖孔樁施工過程中，用復(fù)核樁檢驗(yàn)樁錘中心，在施工中要保護(hù)好復(fù)核樁2。2.2 埋設(shè)鋼護(hù)筒在樁機(jī)就位之前埋設(shè)鋼護(hù)筒，護(hù)筒根據(jù)樁徑大小用采用8 10mm厚鋼板加工制作，高度為1. 21. 5m，護(hù)筒直徑比樁徑大200mm，護(hù)筒中心與運(yùn)輸費(fèi)中心偏差不大于50mm，護(hù)筒傾斜度的偏差不大于1%，在護(hù)筒四周均勻地回填泥砂并分層壓實(shí)到地面，

4、護(hù)筒槽同應(yīng)比地面高100mm左右。埋好護(hù)筒后，在地面挖一條由護(hù)筒口通往泥漿池的淺溝，作為泥漿通道。2.3 沖孔施工2.3.1 精確對中用繩子穿過樁機(jī)頂部滑輪，繩子下端掛一重錘，移動樁機(jī)，使重錘與樁孔中心在同一直線上，控制其偏差小大于20mm3。2.3.2 沖孔施工1. 開孔時低錘密擊，反復(fù)沖擊造壁，保證護(hù)筒穩(wěn)定；2. 泥漿泵循環(huán)泥漿系統(tǒng)，保證泥漿供給使孔漿液面穩(wěn)定；4. 沖孔至基巖時應(yīng)低錘密擊，以免偏斜。如發(fā)現(xiàn)入巖偏斜，應(yīng)立刻回填片石至偏孔處上部0. 30. 5m，進(jìn)行復(fù)沖糾偏處理后再轉(zhuǎn)入正常沖孔；5. 準(zhǔn)確控制松繩長度，避免打空錘。一般不用高沖程，以免擾動孔壁，引起塌孔、卡錘等事故；6. 在

5、鉆進(jìn)過程中，每2m檢查一次垂直度。垂直度檢查利用樁位拉十字控制線進(jìn)行樁位中心復(fù)核，同時，從兩個方向觀測吊錘鋼絲繩的擺動；7. 對于土層變層處和易于發(fā)生偏斜的部位，采用低錘密擊的方法穿越，保持孔形良好；8. 在沖擊鉆進(jìn)階段應(yīng)注意始終保持孔水位高過護(hù)筒底口0.5m以上，以免水位升跌波勁造成對護(hù)筒底口處的沖刷掏空使護(hù)筒移位。2.4 初步清孔在孔深達(dá)到設(shè)計深度后，采用泥漿循環(huán)法立即清孔，泵送泥漿池的泥漿到孔底，把沉碴帶上來，夾碴的泥漿流向泥漿池，中間采用人工碴撈，泥漿流回泥漿池，反復(fù)循環(huán)4。2.5 鋼筋籠的加工與下放2.5.1 鋼筋籠的加工1. 主筋焊接應(yīng)相互錯開，鋼筋35d區(qū)段圍的接頭數(shù)，不得超過鋼

6、筋總數(shù)的一半；2. 鋼筋籠徑應(yīng)比導(dǎo)管接頭處的外徑大100mm以上；3. 鋼筋籠外皮凈保護(hù)為6cm，其允許偏差為±2cm；4. 鋼筋籠分段制作，分段長度一般以12m為標(biāo)準(zhǔn)段，加余量；5. 鋼筋籠吊運(yùn)時應(yīng)采取適當(dāng)措施，防止扭轉(zhuǎn)、彎曲，安裝鋼筋籠時，應(yīng)對準(zhǔn)孔位，吊直扶穩(wěn)，緩慢下沉，避免碰撞孔壁。2.5.2 鋼筋籠的下放鋼筋籠采用塔吊輔助吊放。采用兩點(diǎn)起吊法吊起一截鋼筋籠，注意保持骨架垂直且小變形，對準(zhǔn)孔口緩慢下放。如鋼筋籠只有一截，可直接下放至孔底，如鋼筋籠有兩截或以上，當(dāng)下放至最后一個加強(qiáng)箍位置時，穿進(jìn)鐵管，鐵管支承于機(jī)架上，鋼筋籠掛于鐵管上，再吊起另一截鋼筋籠，對齊上一截鋼筋籠，先焊接

7、對稱位置上的兩根鋼筋，再焊接其他所有接頭，所有焊縫要求飽滿，焊渣清除干凈。經(jīng)有關(guān)人員驗(yàn)收后可繼續(xù)下放。如此，直至全長鋼筋籠接好放完，測量鋼筋籠頂標(biāo)高，反算籠底標(biāo)高，驗(yàn)算鋼筋籠是否到底。2.6 下放導(dǎo)管與再清孔放完鋼筋籠后，立即下放導(dǎo)管繼續(xù)清孔。導(dǎo)管一般采用250mm剛性導(dǎo)管。導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓，檢查膠墊是否完好，有無老化現(xiàn)象。導(dǎo)管每節(jié)標(biāo)準(zhǔn)長度3m，同時還備有12m長的導(dǎo)管。為防比導(dǎo)管提升時掛住鋼筋籠，在導(dǎo)管法蘭處焊接了三角形小鋼板，小鋼板垂直于法蘭。用塔吊吊起導(dǎo)管從樁中心慢慢放下，待導(dǎo)管放完后，接上泥漿泵繼續(xù)清孔，預(yù)防下放鋼筋籠時碰撞孔壁，沉碴加厚，稍微提放導(dǎo)管，通過導(dǎo)管可感覺出孔底是否

8、干凈。清孔完畢后，經(jīng)有關(guān)方而人員驗(yàn)收后即可進(jìn)行混凝土灌注。2.7 灌注水下混凝土2.7.1 水下混凝土拌和物要求1. 水下混凝土采預(yù)拌商品混凝土灌注，坍落度為180 220mm；2. 配合比經(jīng)試驗(yàn)確定，混凝土必須具有良好的和易性和流動性；3. 水下混凝土初凝時間控制在68小時，對于大直徑樁，由于灌注時較長時混凝上的初凝時間應(yīng)延長至810小時。2.7.2 灌注混凝土1. 灌注水下混凝上時，導(dǎo)管離巖層底而不應(yīng)高于50cm，(一般為3050cm)，這樣可以利用混凝上的下滑重力將清孔時留在底部的渣擠出來，浮至混凝圭上使灌注的混凝土更好地與巖層結(jié)合。2. 混凝土上升速度不小于2m/h，樁的灌注時間按以下

9、規(guī)定要求：灌注量在10m3以2h；灌注量在1020m3以3h；灌注量在20 30m3以4h；灌注量在30 40m3以5h；灌注量大于40m3時不得超過6h；3. 隨著混凝土的上升，要適時提升和拆卸導(dǎo)管，提升導(dǎo)管時應(yīng)返插、拔提，導(dǎo)管底端埋入混凝上而以下保持1. 52m，防止混凝土面突然下降，嚴(yán)禁把導(dǎo)管底端提出混凝土面；4. 在水下混凝土灌注過程中，設(shè)專人測量導(dǎo)管埋深，填寫好水下混凝土灌注記錄表；5. 提升導(dǎo)管時應(yīng)避免導(dǎo)管法蘭接頭碰掛鋼筋籠，當(dāng)混凝土面接近鋼筋籠底時，應(yīng)嚴(yán)格控制導(dǎo)管的埋管深度，不要過深，當(dāng)混凝土面上升到鋼筋籠34m，再提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管底端高于鋼筋籠底端，以防鋼筋籠上?。?. 控制好

10、最后一次混凝上的灌注量，超灌高度控制在設(shè)計樁頂標(biāo)高以上約0. 60.8m，確保樁頂不超高或偏低過多。3 沖孔樁施工過程中注意事項3.1.1 沖孔樁施工中應(yīng)遵守的一般性規(guī)定1. 成孔施工過程中應(yīng)經(jīng)常檢查鋼絲繩、吊環(huán)、繩扣的完好情況，發(fā)現(xiàn)鋼絲繩斷股與斷絲嚴(yán)重的要與時更換，繩扣松動、滑移要與時緊固，避免掉錘；2. 成孔施工過程中，應(yīng)檢查沖錘的方向吊環(huán)裝置是否轉(zhuǎn)動靈活，避免梅花孔；3. 成孔施工過程中應(yīng)經(jīng)常拉十字線檢查沖錘上的鋼絲繩是否與十字線交點(diǎn)相交重合，發(fā)現(xiàn)偏移應(yīng)復(fù)核樁孔是否垂直，根據(jù)復(fù)核結(jié)果與時采取措施處理，避免斜孔、偏移樁位；4. 泥漿循環(huán)系統(tǒng)要控制好泵口的泥漿液面高度，適時避免泥漿泵將泥漿池

11、的泥渣泵入樁孔；5. 灌注水下混凝土?xí)r，嚴(yán)禁在混凝土運(yùn)輸車罐加水調(diào)整混凝土的坍落度，嚴(yán)禁在混凝土間斷供應(yīng)時拔提反插導(dǎo)管振搗混凝上。避免樁頂混凝土浮漿過厚和后續(xù)灌注混凝上時堵管造成斷樁。3.1.2 在粘土層中鉆進(jìn)時的注意事項1. 可利用粘土自然造漿的特點(diǎn)，向孔送入清水，通過鉆頭沖搗形成泥漿；2. 在粘性很大的粘土層中鉆進(jìn)時，可邊沖邊向孔投入適量的碎石或粗砂；3. 當(dāng)孔泥漿粘度過大、比重過高時，在掏渣的同時，向孔泵入清水。3.1.3 在砂礫石層鉆進(jìn)應(yīng)注意事項1. 使用粘度較大，比重較大的泥漿；2. 保持孔有足夠的水頭高度；3. 孔壁穩(wěn)定情況邊沖擊邊向孔投入粘上，使粘上擠入孔壁，增加孔壁的膠結(jié)性；4

12、. 用掏渣筒掏渣時，要控制每次掏渣時間不宜過長。3.1.4 在卵石、漂石層鉆進(jìn)應(yīng)注意事項:1. 選用帶側(cè)刃的大刃腳一字形沖擊鉆頭，鉆頭重量要大，沖程要高；2. 擊鉆進(jìn)時可時向孔投入粘性好的粘上，增加孔壁的膠結(jié)性，減少漏失量；3. 保持孔水頭高度，不斷向孔補(bǔ)充泥漿，防比因漏水過量而坍孔；4. 在大漂石層鉆進(jìn)時，要注意控制沖程和鋼絲繩的松緊防止孔斜；5. 偏遇孤石時可拋填硬度相近的片石或卵石，用高沖程沖擊，或高低沖程交替沖擊，將大孤石擊碎或擠入孔壁。4 沖孔過程中的相關(guān)問題與預(yù)防措施4.1 偏斜孔樁機(jī)安裝時，支撐不好、樁孔地質(zhì)構(gòu)造不均勻等因素引起樁機(jī)整體偏斜，導(dǎo)致出現(xiàn)偏孔。4.1.1 因樁機(jī)傾斜造

13、成1. 對于小量偏斜的樁孔，先檢查孔壁情況，如果孔壁比較穩(wěn)定，則應(yīng)加固施工圍的地基或加大樁機(jī)的支撐面積，而后恢復(fù)施工孔壁隨時有坍塌可能的，應(yīng)將樁孔回填至原地面，待地層靜置穩(wěn)定后重新開始沖孔；2. 對于大偏斜的樁孔應(yīng)用塊石和粘土等混合物將樁孔回填至原地面，重新放點(diǎn)就位開沖；4.1.2 地質(zhì)構(gòu)造不均勻引起先分析清楚巖層的走向，然后采用片石加粘土等組成的混合物將樁孔回填至計算確定的高程處，靜置一段時間后恢復(fù)施工?？字行钠钚∮?0cm的，靜置12h后可以繼續(xù)鉆孔孔中心偏差大于20cm的，應(yīng)根據(jù)情況靜置2h甚至更長的時間待地層沉積穩(wěn)定后恢復(fù)沖孔。4.1.3 預(yù)防措施樁機(jī)就位之前對樁機(jī)就位的支撐面盡量加

14、固，沖孔之前先熟悉該樁的地質(zhì)情況，做到心中有數(shù)，控制好提錘高度，做到入巖以后每2h檢查一次孔，必要時每1h檢查一次孔，時刻注意孔的情況。4.2 護(hù)筒脫落由于護(hù)筒背后回填土質(zhì)量小好受地面流水的浸泡等因素引起的護(hù)筒失去穩(wěn)定、脫落。出現(xiàn)護(hù)筒脫落應(yīng)立即停止鉆孔，將樁機(jī)移開，采取相應(yīng)措施處理。由于地面流水引起的可先排除流水，在原地面上填一層熟土使地面干燥、小滲漏，而后，重新安裝護(hù)筒(作好護(hù)筒背后填筑)恢復(fù)沖孔。護(hù)筒脫落的預(yù)防措施：盡量選擇質(zhì)量好的回填土，做好地表水的引排工作，對于表面淤泥層較厚的地力一，可在埋設(shè)護(hù)筒之前進(jìn)行水泥造壁。4.3 塌孔在施工過程中孔壁失衡坍塌的現(xiàn)象統(tǒng)稱為塌孔。塌孔的原因一般有：1. 施工過程中泥漿比重沒有控制好；2. 外力的干擾(如在鐵路旁邊施工時，列車經(jīng)過時產(chǎn)生的震動)；3. 施工過程中突然遇到降大雨造成孔壁壓力失衡等。防治措施：在沖孔之前務(wù)必熟悉樁的地質(zhì)資料，施工過程中控制好泥漿比重，在外力干擾比較嚴(yán)重的地方埋設(shè)加長鋼護(hù)筒。5 結(jié)語沖孔樁是一種樁孔和樁身均不可見的樁基形式。因此，與人工挖孔樁、錘擊灌注樁或預(yù)制樁等樁孔或樁身可見相比，要確保沖孔樁的施工質(zhì)量，將而對更多的困難。自從沖孔樁得到應(yīng)用到現(xiàn)在，對沖孔樁己有一定程度的認(rèn)識，但是由于其樁孔與樁身的不可見性，致使人們對沖孔樁施工過程的一些環(huán)節(jié)的控制仍沒有很直觀的手段。沖孔灌