淺談厚淤泥質(zhì)土鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制

摘要：鉆孔灌注樁施工技術(shù)是我國(guó)土木工程施工中日益成熟的應(yīng)用技術(shù)，并以較強(qiáng)的地質(zhì)適應(yīng)性以及較低的成本等方面優(yōu)點(diǎn)得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可。我國(guó)東南部沿海地區(qū)，常年降水量較多，氣候濕潤(rùn)，土質(zhì)成分中厚淤泥土層較多，大大提高了樁的施工難度。本文從探索厚淤泥土層土質(zhì)特性以及鉆孔灌注樁施工中存在的問(wèn)題入手，并提出有效的應(yīng)對(duì)策略，以期為提高厚淤泥土層鉆孔灌注樁施工質(zhì)量提供相應(yīng)的參考。

關(guān)鍵詞：厚淤泥土層；鉆孔灌注樁；質(zhì)量控制

在地基與基礎(chǔ)工程中，基礎(chǔ)工程的施工質(zhì)量會(huì)直接影響到工程的整體施工質(zhì)量，做好基礎(chǔ)工程對(duì)減輕工程地基不均勻沉降等具有重要作用。鉆孔灌注樁施工技術(shù)在我國(guó)土木工程施工技術(shù)應(yīng)用中比較成熟的一項(xiàng)施工應(yīng)用技術(shù)，并以地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)和成本相對(duì)較低等方面的優(yōu)點(diǎn)得到行業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)可。厚淤泥軟土層因其自身的土體特性，不可避免地對(duì)樁基施工帶來(lái)不利影響。

1.厚淤泥土層的軟土特性

與其它土質(zhì)相比，厚淤泥軟土層在地基施工中存在以下特點(diǎn)：深厚淤泥軟土層的高含水量，這是軟土地基最為顯著的特點(diǎn)。厚淤泥軟土層主要由兩部分構(gòu)成，即為粘土以及粉土粒，并具有一定的負(fù)電荷，這就使得其很容易吸附空氣中的水分，導(dǎo)致空氣中被吸附的水分停留到軟土的土粒表層，從而致使軟土的含水率比一般的土質(zhì)含水量要高很多，影響了土粒之間的粘結(jié)性，造成了軟土的孔隙比較大，構(gòu)成其獨(dú)特的土層特性。深厚淤泥軟土層的高流變性，使得土粒之間的粘結(jié)性較低，導(dǎo)致在內(nèi)外力的作用下，即使對(duì)厚淤泥軟質(zhì)土進(jìn)行過(guò)相應(yīng)的施工處理，但是在一定期限后，輕者可能會(huì)引起軟土地基的變形，重者可能會(huì)造成整個(gè)地基的坍塌，嚴(yán)重影響到軟土地基的穩(wěn)定性。

2.工程地質(zhì)情況概述

以珠海市橫琴某房建項(xiàng)目為例，用地面積169301.35m2，擬建多棟高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)住宅樓。根據(jù)地質(zhì)資料分析，場(chǎng)地自上而下淺部為回填土（平均厚度3.7m）、中部為淤泥（平均厚度18.4m）、粘土（平均厚度5.9m）、中粗砂（平均厚度3m）、礫質(zhì)粘性土（平均厚度4m），分布及厚度不均勻，屬不均勻地基。基巖之上的地基土層以軟弱土和中軟土為主，屬軟弱場(chǎng)地土，基坑深度為10.6米。工程區(qū)處于河道岸邊，不考慮地震震陷問(wèn)題，但屬于抗震不利地段。由于施工單位首次接觸本區(qū)域項(xiàng)目，對(duì)地質(zhì)情況不熟悉，以致出現(xiàn)不少三類樁的情況，作為本項(xiàng)目監(jiān)督方對(duì)鉆孔灌注樁施工過(guò)程中成孔、成樁兩個(gè)重要環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制進(jìn)行分析。

3.1

成孔的質(zhì)量控制

3.1.1機(jī)械設(shè)備的就位

機(jī)械設(shè)備就位困難的主要原因是淤泥層地質(zhì)條件較差。淤泥層位置較淺，機(jī)械設(shè)備的自重大很容易陷入而無(wú)法正常工作。一般情況下，更換石材或磚渣會(huì)使地基相對(duì)穩(wěn)定。但這種處理也存在問(wèn)題，因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備的自重大，會(huì)導(dǎo)致石材或磚渣不均勻沉降，一旦沉降就會(huì)使原有的地基加固失去作用。此外，石頭或磚渣的軌跡不規(guī)律，也會(huì)影響鉆機(jī)的工作。如果用石粉代替石材，石粉的需求量非常大，由于成本過(guò)高，所以這種方法一般不輕易使用。

3.1.2鉆進(jìn)過(guò)程難控制

在鉆孔的過(guò)程中，還應(yīng)注意塌孔的問(wèn)題，一旦發(fā)生塌孔會(huì)導(dǎo)致灌柱縮頸的現(xiàn)象發(fā)生，從而使樁頸的尺寸達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求，最終導(dǎo)致樁無(wú)法正常使用。在厚淤泥的地質(zhì)條件下進(jìn)行施工作業(yè)，經(jīng)過(guò)機(jī)械自身的重量以及外部負(fù)載的重量作用后，淤泥層就會(huì)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候孔壁就非常容易受到它的影響，以致造成坍塌.鉆孔灌注樁對(duì)于位置的精確度要求高，在鉆頭的鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆頭的振動(dòng)會(huì)引起淤泥層的震動(dòng)，從而引起淤泥層的流動(dòng)。鉆頭鉆進(jìn)位置也會(huì)發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致鉆進(jìn)位置偏離預(yù)定位置和樁身位置傾斜。特別是在十字門水道附近開挖作業(yè)中，還可能會(huì)受到潮汐的影響。

3.2成樁質(zhì)量控制

3.2.1鋼筋籠下放

軟弱土層條件下，樁長(zhǎng)和配套的鋼筋籠均比較長(zhǎng)，本項(xiàng)目鋼筋籠設(shè)計(jì)要求為直徑為1．2m，長(zhǎng)50m，主筋為20根18鋼筋，鋼筋籠分四節(jié)制作，這種情況下接頭繁多，每個(gè)接頭按單面搭接焊計(jì)算，除去浪費(fèi)的鋼筋不考慮，焊接就花費(fèi)許多時(shí)間。施工前期，每個(gè)鋼筋籠的下放時(shí)間較長(zhǎng)。

3.2.2二次清孔的效果難保證

十字門水道附近的地質(zhì)層主要為厚淤泥層+粉質(zhì)黏土夾粉砂+中砂，淤泥層受外界荷載擾動(dòng)情況下很容易出現(xiàn)塌孔、頸縮等現(xiàn)象，粉砂和中砂又具有很強(qiáng)的流動(dòng)性，這種地質(zhì)條件下再加上鋼筋籠下放需要很長(zhǎng)時(shí)間，泥漿已基本沉淀失去護(hù)壁排渣作用，二次清孔深度較大導(dǎo)致泥漿置換量很大，這在很大程度上也影響了樁基施工的質(zhì)量和進(jìn)度。

3.2.3樁基護(hù)筒埋設(shè)難

表面屬于流動(dòng)性淤泥層，挖設(shè)護(hù)筒時(shí)，淤泥層土體流動(dòng)且遍布大石塊，因此所有樁基的護(hù)筒全部為挖機(jī)成型，原本直徑為1．4m的護(hù)筒普遍達(dá)到了直徑為2m護(hù)筒的出土量，并且需要將沉入淤泥層深處的石頭挖干凈，這種情況下，一個(gè)護(hù)筒從開挖到回填好需要約4h的時(shí)間。一般樁基施工時(shí)，均需在施工的樁位之外位置再埋設(shè)1～2個(gè)護(hù)筒，以備流水作業(yè)。因樁位密集，施工鉆機(jī)、起重機(jī)比較集中，挖護(hù)筒時(shí)淤泥層流動(dòng)會(huì)影響其他樁機(jī)施工，因此只能等施工中的樁基灌注完混凝土才能開挖下一個(gè)樁位的護(hù)筒，這在很大程度上直接影響了樁基的施工進(jìn)度。

4.鉆孔灌注樁施工問(wèn)題的應(yīng)對(duì)策略

4.1選擇合適的工料機(jī)

對(duì)于淤泥厚等不利地質(zhì)條件，由于施工條件苛刻，這些因素對(duì)鉆機(jī)等機(jī)械設(shè)備的性能有著嚴(yán)格的要求。此時(shí)選擇正循環(huán)鉆井設(shè)備。與其他類型鉆機(jī)相比，正循環(huán)鉆機(jī)在灌漿及灌漿效果方面更適合于厚淤泥地質(zhì)條件下的樁基施工。此外，正循環(huán)鉆機(jī)的穩(wěn)定性優(yōu)于其他鉆機(jī)，與地面的接觸面較大，對(duì)土層的擾動(dòng)較小。樁基施工開始前，每臺(tái)鉆機(jī)至少應(yīng)安裝5塊鋼板。其主要目的是將鉆機(jī)的載荷和鉆井過(guò)程中產(chǎn)生的晃動(dòng)分布到地面上，以減少對(duì)淤泥層的擾動(dòng)。采用寬履帶起重機(jī)，由于起重機(jī)的穩(wěn)定性相對(duì)較高，施工環(huán)境要求相對(duì)較低，與輪胎相比，占用的空間相對(duì)較小，可以為其它設(shè)備的運(yùn)行創(chuàng)造條件。

4.2鋼筋籠和導(dǎo)管吊裝

由于鋼筋籠較長(zhǎng)，主筋采用直螺紋套筒連接，鋼筋接頭擰緊后采用力矩扳手檢查，且外露有效螺紋不得超過(guò)2P。鋼筋骨架采用箍筋成型法，以確保鋼筋籠的外徑尺寸和垂直度；對(duì)于鋼筋籠外側(cè)保護(hù)層采用在鋼筋籠上下端和中間每隔2m在同一橫截面上焊接4個(gè)鋼筋“耳朵”進(jìn)行控制。下放鋼筋籠時(shí)應(yīng)防止沖刮孔壁，到位后鋼筋籠處于懸吊狀態(tài)且要固定牢固，防止?jié)仓^(guò)程中被混凝土頂托上冒或偏移。澆注采用直徑為30cm的導(dǎo)管，每節(jié)長(zhǎng)2～3m，配備幾節(jié)0.5～1.0m的短管，短管位于導(dǎo)管最上端，管端用粗死扣或法蘭螺栓連接，接頭用橡膠圈密封防水。吊放導(dǎo)管要順直、居中，導(dǎo)管下口應(yīng)比孔底高0.3～0.5cm，漏斗下部錐體夾角為75度,滿足混凝土初灌量的要求又避免沉渣堵塞管口。

4.3優(yōu)化施工工藝

泥漿調(diào)制的好壞是鉆孔樁施工是否順利的關(guān)鍵指標(biāo)。在樁基施工前，必須進(jìn)行泥漿配合比試驗(yàn)，并通過(guò)試驗(yàn)確定泥漿配合比。這里主要選擇更多粘土、鈉離子含量粘土沉淀，增加10%膨潤(rùn)土與纖維素、0.59%氫氧化鈉，根據(jù)這些的比例做好準(zhǔn)備再匹配，這樣做的主要目的是保證泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)。孔口段附近鉆進(jìn)過(guò)程還要注意通過(guò)控制盤來(lái)監(jiān)控垂直度，如有偏差及時(shí)糾正，同時(shí)做好鉆進(jìn)記錄，可隨時(shí)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整泥漿指標(biāo)和鉆進(jìn)速度。在成樁過(guò)程中，需控制好樁外表面與孔壁之間泥皮的厚度。泥漿過(guò)稀,容易坍孔;泥皮過(guò)厚,影響樁的承載力,因此施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制泥皮的厚度。故應(yīng)最大限度地降低成孔時(shí)間,以達(dá)到在最短時(shí)間內(nèi)成樁,減少在孔壁上形成泥皮的時(shí)間。鉆孔完成后，清理泥漿坑內(nèi)的鉆孔沉渣，直至清孔完畢。

4.4保證操作工人的專業(yè)水平

人的素質(zhì)是影響建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量的決定性因素。在鉆孔階段，應(yīng)確保依照區(qū)域順序進(jìn)行，由此防止因相互干擾或交叉作業(yè)的增多，而導(dǎo)致施工及管理混亂的情況發(fā)生。此外，設(shè)置專業(yè)的固定的鉆孔作業(yè)班組，并對(duì)鉆孔操作及質(zhì)量管理人員做好必要的崗前培訓(xùn)工作，使相應(yīng)人員可以更加熟悉與掌握平時(shí)的工作內(nèi)容和質(zhì)量控制點(diǎn)，大大提升了作業(yè)效率和質(zhì)量。

5.結(jié)語(yǔ)

厚淤泥土層等不利于施工的地質(zhì)條件，對(duì)鉆孔灌注樁樁基施工方面的影響不可避免。在鉆孔灌注樁實(shí)際施工過(guò)程中遇到的許多困難，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，并針對(duì)淤泥軟土層的高含水量、易觸變、高流塑性等方面的特點(diǎn)，事前進(jìn)行質(zhì)量交底，嚴(yán)格按編制的施工方案指導(dǎo)施工，做好現(xiàn)場(chǎng)施工管理工作，以確保厚淤泥質(zhì)土層下地基的施工質(zhì)量，本工程跟開區(qū)鉆孔樁的質(zhì)量檢測(cè)情況明顯好轉(zhuǎn)，也對(duì)今后類似工程具有一定參考價(jià)值。

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