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            經驗交流
            沿海軟土地基大直徑鉆孔灌注樁的施工質量監控
            新聞來源:    點擊數:5340    更新時間:2011-3-31 8:52:07    收藏此頁

            連云港市建設監理有限公司  楊汝繁

            在沿海地區軟土地基中橋梁樁基施工中采用大直徑鉆孔灌注樁時,由于地質條件極差,土層物理力學指標差異較大,因而成孔質量不容易保證。在通過對連云港市薔薇河流域大浦河調尾工程新港城大道交通橋樁基施工中,我們采取了一系列的監控手段,保證了鉆孔灌注樁的成孔質量,取得了較為理想成樁效果。

            1工程概況

            新港城大道交通橋由5×20m鋼筋預應力空心板梁構成,110

            直徑三柱式鋼筋混凝土橋墩,130㎝直徑,深20m的鉆孔灌注樁基礎。全橋共80棵鉆孔灌注樁。

            該項目地處沂沭丘陵區濱海相沉積平原地貌,該區地形較為復

            雜,現為交通要道及居民區。地形平坦,溝河縱橫,其間地表水系發育暢通,地面標高3.55.0m左右,橋址區地層由填土第四紀全新世粘性土、晚更新世粘性土及中元古代變質巖系片麻巖組成。

                 據鉆探及土工試驗結果,將地層分為如下工程地質層,各層特

            征如下:

                 —1雜填土,主要是生活垃圾及粘性土組成,平均層深2.15m。

            —2為素填土,由碎石及粘性土組成,平均層厚2.40m。

            ②粘土,土質均勻,可-軟塑,含少量鐵錳氧化物,平均層深2.92m。

            淤泥層,青灰式及灰黑式,地質均勻,飽和,底部含貝殼碎屑及細砂,層深11.90m-12.30m。層厚9.0-9.4m。高壓縮性,強度差。

            ④含鈣質粘土層,含大量鈣質結核,平均層深12.98m。中壓縮性,強度較好。

            ⑤粘土,黃褐色夾灰綠式,地質均勻,飽和,平均層深14.22m。

            2工程監控措施

            土的力學性質表明,該場地土10.20m以上為流塑性淤泥層,地的力學強度很差,地場地不良地質層。為了保證鉆孔樁順利穿過流塑淤泥層我們工地項目監理組采取了以下的監控手段,從而保證了鉆孔灌注樁的施工質量。

            (1)準確地控制樁位

            在開鉆之前準確地放出樁位,使之符合驗收規范要求,埋設護筒,并且合理地確定其埋設深度下其頂端高度,護筒的頂端高度,按情況確定。超過水位2m以上固定鉆位置,隔離地面水。使得鉆孔機械準確就位。鉆孔時,通常鉆機重心靠上,導向性能較差,容易使樁頭擴大偏移。此時,我們采用了312米長0.5in園管,上端焊掛鉤,等距離吊掛在護筒周邊邊緣上.開鉆時,采取小水量,稠泥漿,自重慢速鉆進,而且鉆桿上部供水龍頭給予導向,防止歪鉆.

            2)制備泥漿,加強護壁

            軟土地基中橋鉆孔樁施工,泥漿比重與粘度控制極為重要。鉆孔泥漿材料采用膨潤土以機械和人工制作的方法循環使用,對護壁泥漿則采用細小顆粒含量>50%,塑性指數>25的粘土造漿。其數量可按鉆渣1/3體積計,均勻投放孔中。當鉆至淤泥層時,護壁泥漿用土量再增加50%左右,將足量的粘土與鉆渣混合形成粘稠狀泥漿,懸濁在鉆孔機內的泥水中,在鉆頭鋼圈旋抹作用下,將其涂貼在孔壁內側,形成泥漿護壁,保護孔壁的穩定,泥漿主要指標如下表:

            泥漿控制指標

            項目

            相對密度

            粘度(S

            含砂率(%

            指標

            1.11.4

            1822

            4

            鉆機進尺時,根據地質變化情況,合理調速,確??仔?SPAN lang=EN-US>.鉆機鉆至淤泥層時,做到少轉圈,慢下鉆,低鉆速,以防止出渣過多造成擴孔.慢進尺可以防止鉆渣抽不出造成縮孔.當穿過砂與粘土交界面時,適當加壓鉆具,快速穿過,避免造成擴孔.同時為避免孔徑擴大,輔以儀器及時雙向校正鉆桿垂直度。

            (3)及時清孔,縮短待灌時間

            基樁成孔以后,要及時清孔。要根據設計要求、地質情況來確定。清孔時利用鉆機本身的反循環系統,采用抽漿法清孔。清孔工作很重要,直接影響樁的質量。清孔方法可根據設計要求,鉆孔方法,機具設備條件,地質情況來決定:(1)換漿清孔法適用于下循環鉆孔法的摩擦樁,開鉆孔完成后,提升鉆錐距孔底1020㎝,繼續循環,以相對密度較低的泥漿壓入,把孔內的懸浮鉆渣和相對密度較大的泥漿換出。(2)抽漿清孔法,此法清孔較徹底,適用于各種方法鉆孔的柱樁和摩擦樁,一般用空氣吸泥機、水力吸泥機、真空吸泥泵、反循環鉆機等進行。清孔過程中及時補給足夠的泥漿,并保持漿面穩定。當終孔檢查合格后,即認真清孔,繼而安放鋼筋骨架與裝設混凝土導管,這時再次控測孔深,以確定孔底沉淀厚度。(根據評定標準)規定,對于摩擦樁,沉淀厚度不大于0.5d,且不大于50.這里d—樁的直徑,對于端承樁,沉淀厚度不大于5),如果超過允許值,則要進行二次清孔,以盡可能排出孔底沉淀物,免得影響樁的承載力或沉淀手被卷入樁的混凝土內造成夾泥事故.

            a)    正確安放鋼筋籠

            制作應符合設計尺寸,各部尺寸的偏差值應小于規定的允許偏差值,設計上應考慮適當加厚鋼筋保護層,而施工中要堅持做到沿鋼筋骨架四周分段設置襯耳,以保證樁身不露主筋,鋼筋骨架的制作人保持整體的順直性,在放入樁孔時,要保持垂直下落,以免下放過程中撞破孔壁,引起塌孔。灌混凝土時,應采取措施固定鋼筋骨架的位置,鋼筋骨架在制作,運輸、安裝過程中,應采取措施防止變形。

            b)    埋設導管

            導管是灌注水下混凝土的重要工具,使用前應檢驗其接頭與焊縫強度,并通過壓水試驗,以防導管在使用過程中發生脫焊、破裂脫節、漏水等事故而導致灌注水下混凝土工作的失敗。為使灌注混凝土時混凝土下落通暢,應在每次使用完畢后,堅持及時沖洗,清理導管內壁上的殘漿,而且不能隨意有錘敲打管壁,以免造成管壁大小凹凸,毛糙不平,另外,應指出的量,導管兩節之間,特別是頂端一節與漏斗之間的連接,一定要堅持上滿,上緊螺栓、螺帽,不能為圖省事而不堅持這一點,因為這是防止混凝土漏漿的切實有效的措施。

            c)    水下混凝土灌注工藝

            橋梁基樁混凝土體積每根近30㎡,為保證混凝土澆灌質量,必須連續、快速灌注,一氣呵成。并要求每根樁的灌注時間不得超過4小時,為保證水下混凝土灌注質量試驗室根據要求準確地提供混凝土拌和料的各項指標,含砂率>40%,灰水比2.0,塌落度18-20,除了滿足混凝土強度要求外,還要有良好的流動、緩凝、保水等性質,確?;炷猎谶\輸過程中不離析,還可以在混凝土中摻入適量的緩凝劑。澆灌水下混凝土,這是鉆孔灌注樁成敗的關鍵,在混凝土拌制、運送、提升與灌注過程中,任何一個環節發生故障,都會使灌注過程陷于停頓,引發斷樁、廢樁事故,以致前功盡棄,因此,最主要的是:灌注混凝土之前,必須做好充分準備,考慮周到,防止意外。灌注樁各工序應連續施工在鋼筋骨架放入地孔后期4小時內必須灌注混凝土,并按規定表格做好灌注記錄,灌注開始后,必須集中力量,一氣呵成,以此保證地混凝土的連續性,所用導管的******節底管長度應不小于4m,灌注混凝土前,導管中應設置球、塞等隔水,灌注混凝土時要有足夠的灌注高度和足夠多的首批混凝土儲量。灌注首批混凝土時,必須保證:(1)導管下口至孔底的距離為25-40㎝(2)導管底端能埋入混凝土中不小于1.0m。在以后的灌注過程中,應保持導管下端插入混凝土中的深度不小于2m和不大于6m ,以此要求來計算確定導管每次提升的高度與拆除的節數,由此來防止因導管埋入混凝土太淺而出現夾層,再有,當混凝土灌注到接近樁頂一段時,導管下口應超出護筒內水面的高度不小于4-6m,以使混凝土充滿漏斗與導管時,在導管的下口混凝土有足夠的超壓力,促使混凝土向四周翻涌,強迫泥漿被頂托上升,不讓泥漿裹入樁內造成樁身局部缺陷或影響樁的混凝土質量。灌注后的樁的混凝土的頂標高0.5-1.0 m應高于設計標高,并予以保護,待進行以后工序需要時再鑿除到設計標高,以確保樁頂處的混凝土的質量完好。

            (4)大直徑鉆孔灌注樁施工質量評定

            a)    鉆孔灌注樁質量檢查程序

            在施工前,由施工單位將施工組織設計、材料設備、試驗儀器及施工放樣驗單上報工程監理部門,由監理部門復測后方可進行施工。各分項工程必須按檢驗規程填寫自檢記錄,上報工程監理部門,經復驗合格后方可進行施工。灌注樁施工時應跟蹤檢查,基樁強度試塊均由工程監理部門抽查。監理部門按照規定抽檢混凝土試塊。

            b)    直觀檢查

            樁基開挖以后,由監理單位對每一棵樁的樁位偏差進行檢查,該工程樁位偏差率在驗收規范范圍之內,合格率100%。無縮徑、鋼筋骨架浮落等現象。

            c)    抽檢試塊驗樁

            當混凝土試塊達到養護至規定日期時,將試塊送至檢測中心進行試抗壓試驗,試驗結果按照規范GB107-87(混凝土強度檢驗評定標準)的檢驗方法評定,試驗結果均滿足設計要求。

            d)    采用先進的檢測手段

            在鋼筋混凝土鉆孔樁施工的過程中,采用了先進的檢測手段,以此來確保工程質量。例如在檢查樁徑、樁長的時候,我們采用先進的檢測手段---樁的小應變完整性檢測技術,用CY-1工程檢測儀作為主要的分析接收裝置,形成反射波測試系統,當樁身阻抗有明顯變化時,就會有反射波回到樁頂引起波相幅發生變化,從記錄分析所接收到的波形特征,就可以獲得判斷樁身質量的有關數據和波形標志。從而可以得出基樁反射相幅曲線特征圖,并用此特征圖來進行樁身完整性評價。例如,我們在該工程中用此種方法不檢測11#樁,得出了該樁的時域波形圖,如下圖,該被檢樁為合格樁。

            3結束語

            沿海地區軟土地基橋梁基礎采用大直徑鉆孔灌注樁施工,監理部門只要確實了解地質情況,不同的地質情況采取不同的措施,是能夠保證鉆孔灌注樁的質量的,另外,監理部門認真執行監理制度,施工單位認真執行操作規程及驗收規范,嚴格施工管理,嚴格驗收制度,在施工中只要準確安置鋼筋籠,迅速合理地澆灌混凝土并正確測量超高度,樁的偏移、欠灌等現象是可以避免的。該橋的80棵樁基經檢驗完全符合設計要求,達到Ⅰ類樁要求。采用先進的檢測手段,也可以從中證明利用先進的檢測技術,檢測大直徑的鉆孔灌注樁質量缺陷是完全可靠的。對混凝土有斷樁、夾層、徑縮等嚴重缺陷,可以做到準確判斷,為樁基質量檢查提供可靠的數據。

                                     

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