人工挖孔樁在施工中的質(zhì)量控制

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大直徑人工挖孔樁在建筑領(lǐng)域得到較廣的應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)是較為經(jīng)濟(jì)、直觀，能保證質(zhì)量，施工機(jī)具操作簡單，占用施工場地小，對周圍建筑物無影響，可全面展開，縮短工期，造價(jià)較低等。但它有一定的局限性，一般在地下水位以上的粘土、亞粘土、含少量砂卵石的粘土層，特別是黃土層中，干作業(yè)成孔較為理想；對軟土、流砂、地下水位較高、涌水量大的土層則不宜選用。本文結(jié)合工程實(shí)例，針對人工挖孔樁在成孔過程中所遇到的問題進(jìn)行分析，闡述人工挖孔樁施工質(zhì)量的控制要點(diǎn)。
    一、工程概況
    位于定海文化路的文香苑工程為5層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積12000平方米。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，該工程場地地質(zhì)情況為：①雜填土，層厚0.8～1米；②粘土，層厚2.5～19米，層頂高程介于3.3～2米之間；③礫砂、粉質(zhì)粘土，層厚1.5～3米，層頂高程介于4.8～23米之間；④-1強(qiáng)分化基巖，層厚0.4～1.3米，層頂高程介于5.2～24.3米之間；⑤-2中分化基巖，層厚2～5.5米，層頂高程介于5.2～24.7米之間。結(jié)合本工程柱豎向荷載大并且部分柱水平荷載也較大的情況，采用大直徑人工挖孔樁，樁型為摩擦端承樁，以④-2中分化基巖為樁端持力層，樁端進(jìn)入持力層不少于0.5米，樁的有效長度為6～25米。設(shè)計(jì)人工挖孔樁樁徑800毫米，無大頭的總樁數(shù)54根，設(shè)計(jì)單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為500KN；設(shè)計(jì)人工挖孔樁樁徑1000毫米，無大頭的總樁數(shù)46根，設(shè)計(jì)單樁極限承載力為750KN；設(shè)計(jì)人工挖孔樁樁徑1000毫米，樁端擴(kuò)大至1200毫米的總樁數(shù)18根，設(shè)計(jì)單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值為900KN；設(shè)計(jì)人工挖孔樁樁徑1000毫米，樁端擴(kuò)大至1300毫米的總樁數(shù)18根，設(shè)計(jì)單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為1050KN。樁身混凝土強(qiáng)度采用C25，護(hù)壁混凝土強(qiáng)度采用C25。
    二、施工工藝
    根據(jù)地質(zhì)資料的顯示，該工程的人工樁孔深大都在6～25米，施工方案的選擇主要考慮到提升設(shè)備的選擇，根據(jù)強(qiáng)度要求，本工程采用人力手搖絞車，既能滿足施工要求又較經(jīng)濟(jì)。對于個(gè)別超過15米的挖孔樁則采用電動(dòng)葫蘆提升挖土，從而可以有效地保證施工工期。
    挖孔樁灌筑混凝土前，應(yīng)先放置鋼筋籠，并再次測量孔內(nèi)虛土厚度，超過要求進(jìn)行清理。搬運(yùn)鋼筋籠時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)措施，防止彎曲、扭曲，埋設(shè)鋼筋籠時(shí)應(yīng)對準(zhǔn)孔位吊直、扶穩(wěn)、緩緩下沉，下到設(shè)計(jì)位置時(shí)立即固定。混凝土下料采用串筒，深樁孔用混凝土導(dǎo)管，如地下水大，應(yīng)采取混凝土導(dǎo)管水中灌筑混凝土工藝。混凝土要垂直灌入樁孔內(nèi)，避免混凝土斜向沖擊孔壁，造成塌方。混凝土應(yīng)連續(xù)分層澆灌，每層澆灌高度不得超過1.5米。對小直徑挖孔樁，距地面6米以下利用混凝土的大坍落度和下沖力使之密實(shí)。大直徑挖孔樁應(yīng)分層搗實(shí)。第一次澆灌到擴(kuò)底部位的頂面，隨即振搗密實(shí)，再分層澆筑樁身，直到樁頂。在混凝土初凝前抹壓平整，避免出現(xiàn)塑性收縮裂縫或環(huán)向干縮裂縫。表面有浮漿層應(yīng)鑿除，以保證與上部承臺(tái)或底板的良好連接。
    人工挖孔樁在施工中的規(guī)范要求:
    第一節(jié)井圈護(hù)壁應(yīng)符合：井圈中心線與設(shè)計(jì)軸線的偏差不得大于20毫米；井圈頂面應(yīng)比場地高出150～200毫米，壁厚比下面井壁厚度增加100～150毫米；修筑井圈護(hù)壁應(yīng)符合：護(hù)壁的厚度、拉結(jié)鋼筋、配筋、砼強(qiáng)度均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；護(hù)壁模板的拆除一般應(yīng)在24小時(shí)后進(jìn)行；發(fā)現(xiàn)護(hù)壁有蜂窩、漏水現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)強(qiáng)以防造成事故；上下節(jié)護(hù)壁搭接長度不得小于50毫米；澆注樁身混凝土?xí)r，必須通過溜槽；當(dāng)高度超過3米時(shí)，應(yīng)用串筒，串筒末端離孔底高度不宜大于2米，混凝土宜采用插入式振搗器振實(shí)；滲水量過大時(shí)，應(yīng)采取有效措施保證混凝土的澆注質(zhì)量；人工挖孔樁應(yīng)采取下列安全措施：孔內(nèi)必須設(shè)置應(yīng)急軟爬梯；使用的電葫蘆、吊籠等安全可靠并配有自動(dòng)卡緊保險(xiǎn)裝置，不得使用麻繩和尼龍繩掛或腳踏井壁凸緣上下；每日開工前必須檢測井下的有毒有害氣體，并應(yīng)有足夠的安全防護(hù)措施，樁孔開挖深度超過10米時(shí)，應(yīng)有專門向井下送風(fēng)的設(shè)備；孔口四周必須設(shè)置護(hù)欄。
    三、施工過程質(zhì)量控制
    在成樁過程中，常會(huì)出現(xiàn)以下幾種情況：
    1.孔底虛土多。防治措施：要有詳細(xì)的地質(zhì)報(bào)告，特別是水文地質(zhì)報(bào)告，以便預(yù)先制定有效措施，減少孔底虛土超標(biāo)。嚴(yán)格控制孔深超挖，完孔后，孔底虛土必須全部清除，見到堅(jiān)實(shí)的原狀土。擴(kuò)底部位遇到砂土層時(shí)，應(yīng)采取支護(hù)措施。
    2.樁孔傾斜及樁頂位移偏差大。在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按圖定位，并有復(fù)檢制度。軸線樁與樁位樁應(yīng)用顏色區(qū)分，不得混淆。開始挖孔前，要用定位圈鋼筋制作的圓環(huán)有刻度十字架放挖孔線，或在樁位外位置定位龍門樁，安裝護(hù)壁模板必須用樁中心點(diǎn)校正模板位置，并由專人負(fù)責(zé)。定位圈中心線與設(shè)計(jì)軸線偏差不得大于20毫米。挖孔過程中，應(yīng)隨時(shí)用線墜吊放中心線，發(fā)現(xiàn)偏差過大立即糾偏。要求每次支護(hù)壁模板都要吊線一次(以頂部中心的十字圓環(huán)為準(zhǔn))。擴(kuò)底時(shí)，應(yīng)從孔中心點(diǎn)吊線放擴(kuò)底中心樁。應(yīng)均勻環(huán)狀開挖進(jìn)尺，每次以向四周進(jìn)尺100毫米為宜，以防局部開挖過多造成塌壁。成孔完畢后，應(yīng)立即檢查驗(yàn)收，緊隨下一工序，吊放鋼筋籠，澆筑混凝土，避免晾孔時(shí)間過長，造成不必要的塌孔，特別是雨季或有滲水的情況下，成孔不得過夜。
    3.吊放鋼筋籠與澆筑混凝土不當(dāng)。成孔驗(yàn)收后，應(yīng)立即吊放鋼筋籠，發(fā)現(xiàn)標(biāo)高不夠時(shí)，應(yīng)測孔深，清除孔底虛土、回落土。吊放鋼筋籠要選擇好吊點(diǎn)位置。吊立時(shí)，要速度均勻地慢起，若起吊較長的鋼筋籠，要采取加固措施，避免變形。遇到卡籠時(shí)，要找出原因，排除故障，正常放入。吊放鋼筋籠前，對超偏的混凝土護(hù)壁進(jìn)行處理，以保證鋼筋籠順利吊入，混凝土配合比要計(jì)算準(zhǔn)確，保證坍落度均勻。澆筑混凝土前，要放孔口漏斗，并再次測孔內(nèi)虛土厚度。當(dāng)澆筑擴(kuò)底混凝土?xí)r，第一次應(yīng)灌到擴(kuò)底部位的頂面，隨即振搗密實(shí)，特別是澆筑樁頂以下5米范圍內(nèi)混凝土?xí)r，應(yīng)隨澆隨振搗，每次澆搗高度不得大于1.5米。當(dāng)滲水量過大時(shí)，應(yīng)采取有效措施，保證混凝土的澆筑質(zhì)量。澆筑混凝土要連續(xù)進(jìn)行，不得過夜。
    4.樁身混凝土產(chǎn)生離析。處理方法：①對離析位置距樁頂距離小的，采取鑿除上部混凝土及離析層重新澆筑混凝土接樁；②對離析位置距樁頂距離較大的，用風(fēng)鉆沿樁身垂直鉆孔，穿過離析層，然后以高壓注漿填補(bǔ)離析層的空間。
    人工挖孔樁施工保證質(zhì)量的前提，是要有健全的施工現(xiàn)場質(zhì)量保證體系。人員素質(zhì)要高，材料質(zhì)量要保證，施工機(jī)具性能要佳，各種制度要完善。
    四、試樁
    為檢驗(yàn)樁身質(zhì)量及單樁豎向極限承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求，根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)程JGJ106-2003》規(guī)范要求，該工程對所有樁進(jìn)行了低應(yīng)變樁身質(zhì)量檢測，并抽查了樁徑800毫米、樁徑1000毫米無大頭、1000毫米樁端擴(kuò)大至1200毫米的3根樁，進(jìn)行單樁豎向極限承載力試驗(yàn)。根據(jù)檢測結(jié)果，單樁豎向極限承載力均滿足設(shè)計(jì)要求，樁身質(zhì)量Ⅰ類樁達(dá)86%，Ⅱ類樁達(dá)14%，無Ⅲ類樁。
    文香苑樁基從施工開始到檢測結(jié)束，共歷時(shí)65天，大大縮短了工期，人工挖孔灌注樁造價(jià)為750元/立方米，節(jié)省了投資，取得較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。