浅析冲孔灌注桩施工监理的质量控制

浅析冲孔灌注桩施工监理的质量控制

摘 要:冲孔灌注桩具有穿透能力强、承载力高、适应性强、施工方便等优点,冲孔灌注桩在高层、超高层建筑、桥梁桩基础中被广泛应用。同时由于冲孔灌注桩技术要求高、工序多,在地质条件复杂时,施工难度较大。

关键词:冲孔灌注桩 施工监理 质量控制

大连开发区南部滨海新区3#地一期工程,占地面积约7.44万平方米,建筑面积约24.46万平方米,34层高层建筑八栋,31层高层建筑二栋,25层高层建筑四栋,12层小高层建筑二栋。

地质条件:回填土(厚度:9-10米,碎石含量:10-50%);淤泥粉质粘土;卵石层(厚度1.5-12米);中风化石灰岩(中风化辉绿岩)。

特点:1、回填层厚度比较均匀;2、卵石层分布不均:最薄1.5米;3、中风化石灰岩浅灰、深灰色,岩体裂隙、岩溶发育,裂隙充添紫红色质,溶洞为空洞、半充填、充填,部分岩面倾角较大,呈近直立状;4、中风化石灰岩下局部有中风化辉绿岩;5、地下水水位在地表下3.9-4.5米,与海水连通,受潮汐变化影响。

设计桩径700～1200mm,设计单桩承载力3294KN～11320KN。

在石灰岩区进行桩基施工,对施工控制更为复杂。冲孔灌注桩的施工质量对整个工程的质量控制至关重要。而石灰岩地区冲孔灌注桩施工,了解岩溶的发育规律,进行准确的终孔条件判断和测定桩孔垂直度达到要求是冲孔灌注桩监理的重点。现场监理把桩基工程质量控制作为整个工作的重点,以保证建筑物的安全。根据石灰岩地区冲孔灌注桩的特点及难点,制定质量控制程序流程,明确监理控制的关键点,采取事前、事中、事后控制相结合,重在预防与过程控制,主要采取了以下措施:

一、施工前的质量监理

(一)严格做好超前钻孔的监理工作,超前钻孔工作的质量决定了冲孔灌注桩的进度、质量,不容忽视。如果条件允许,建议建设单位在岩层变化剧烈的部位钻孔加密,探明岩层分布;

(二)作好监理技术交底。组织现场监理人员熟悉施工图纸和设计说明,充分理解设计意图;并根据超前钻孔资料,绘制桩端持力层顶、底板地形等高线控制图,绘制桩基岩层埋深、厚度、岩溶发育情况推算图等,结合现行质量验收规范,编制质量控制计划和冲孔灌注桩施工监理的实施细则,向施工单位进行桩基工程监理技术交底。

(三)审查施工单位资质和桩基工程施工组织设计、施工方案,审查桩机施工单

位质量保证体系是否完善、项目部人员配置是否到位。

(四)核查施工机械设备的技术性能和质保资料对桩机及其配套设备,应按技术说明书查验其相应的技术性能是否符合要求,同时查验桩机质量合格证;工程中使用的衡器、量具、计量装置等设备工具应有相应的技术合格证书,并在正式使用前进行校验。

(五)严格控制原材料质量

建立和健全原材料进场前检查验收和见证取样送检制度。钢材、水泥、粗细骨料按照规定要求见证取样和送检后,施工单位填写工程材料报验表,由监理工程师验证其产品合格证和试验报告,对所用原材料严把质量关,对未经监理工程师验收或验收不合格的材料,监理工程师应拒绝签认,并签发监理工程师通知单,书面通知承包单位限期将不合格的工程材料撤出现场。

二、施工过程中的质量监理

(一)测量定位

桩位放样定位监控。主要做好两方面的工作,即监督施工单位采用精密度高、性能良好的测量仪器,对每根桩桩位放样进行校核,对护筒埋设、钻机就位进行复核,保证桩位放样定位准确;校核桩机就位后钻机平台标高、孔口标高,以控制钻孔深度。

(二)灌注桩成孔阶段

1.成孔质量监控。成孔质量是冲孔灌注桩施工的关键,如果控制得不好,将会影响到成桩的质量,因此在成孔过程中应做好如下工作:

①桩机就位后,机台要稳固,平整,打牢地锚,使绕风绳、钻头中心、护筒中心能够三点成一直线,确保在施工中不发生倾斜、移位。钻进过程中,监理经常检查钻机平台的水平状况和钻机门架的垂直稳定状况,尤其是在冲击岩层时,如由于岩面倾斜,偏斜过大时,要求控制钻速,慢速提升下降往复扫孔纠正,控制冲孔垂直度在规范规定的范围内≤1%。

②开孔4～5m时采用“低冲程、少水量”,以防止冲程过大产生强烈振动造成护筒松动漏浆、冲击打桩机移位和孔口倒塌的情况发生。冲孔必须准确控制钢绳长度,避免打空锤。一般不宜采用高冲程,以免扰动孔壁,引起塌孔、扩孔或卡钻事故。

③冲孔。在回填土中成孔时,注入清水,以原土造浆护壁,循环泥浆密度应控制在1.1～1.3g/cm;在卵石层中成孔时,可在孔中投入泥团造浆,泥浆的密度应控制在1.2～1.3g/cm;在遇岩溶渗漏及容易塌孔的土层中成孔时,泥浆密度应加大至1.3～1.5g/cm;泥浆池和沉淀池的池面标高应比护筒顶低0.5～1m,以利泥浆回流顺畅。

泥浆池和沉淀池的位置要合理布局,不得妨碍桩机的施工路线。泥浆控制指标:粘度18～22Pa·s;含砂率<6%;胶体率不小于95%。施工中监理工程师应经常测定泥浆密度、粘度和胶体率。

2.终孔条件和判断。由于场地岩溶发育,岩面凹凸不平,为确保桩进入稳定岩层,监理必须旁站到位:

①根据超前钻勘察资料确定的岩层埋深来初步确定进入岩面的深度;

②根据掏渣筒取上来的土渣岩样进行对比,来进一步确定进入岩面深度;

③如果具备条件,请地勘单位现场验槽;

④根据桩机的进尺速度变化,钻进过程是否跳动、平稳等现象来最后确定钻机是否进入稳定岩面。监理工程师要检查岩样,记录岩面深度,保存好岩样。在确定了桩孔已进入稳定岩面后,如果满足如下条件可终孔:

·孔深必须满足超前钻地质资料确定的稳定岩层深度; ·按已判断的界面进入稳定岩层深度≥设计要求进入稳定岩层深度(通常为500mm);

·对于倾斜岩面,必须保证最浅一侧的嵌岩深度满足要求,需要根据桩机钻进情况及地质资料等综合确定。

(三)清孔阶段

清孔、沉渣监控。每根桩清孔分2次进行,第1次在成孔后,立即进行,在测孔前监理工程师应先对测绳进行量测后,用测绳测量孔深,第2次在安装焊接钢筋笼后进行。清孔时应观察流出的水是否干净,必须清到溢出的泥浆基本上不含1cm以上的粗粒渣,同时测锤在孔内上下没有阻力感,孔底泥浆密度应控制在1.15～1.2g/cm3,粘度≤28Pa·s,含砂率≤6%才可认为清孔完毕。浇注混凝土之前,若孔底沉渣厚度大于50mm时,需再一次进行清渣,直至沉渣厚度达到要求为止≤50mm。监理工程师需测定桩孔垂直度、孔深、沉渣厚度,保存好岩样,做好记录。

(四)钢筋笼制作与吊运安装

制作前对所使用的各种规格的钢筋、电焊条进行检查并取样试验。制作过程中检查钢筋笼主筋、加劲箍筋、螺旋箍筋等整体制作质量。钢筋笼吊装主要检查各节钢筋笼间的焊接质量、钢筋笼入孔中心位置,钢筋笼应准确定位、固定牢固,避免钢筋笼偏位或上浮。

(五)混凝土灌注。

1.第2次清孔结束后,0.5h内灌注砼,否则应重新测定孔底沉渣厚度,沉渣厚度超标要重新清孔,直至符合要求为止。灌注前,现场监理人员应检查商品混凝土供应厂家提供的混凝土级配单,抽查测定混凝土坍落度,禁止使用不符合坍落度要求的混凝土。导管口离孔底应控制在30～50cm范围内,灌注砼开始后,应连续作业,严格控制拆导管的时间,一般不大于15min,不得中途停工;当导管内未灌满砼时,后续砼应徐徐灌入,防止在导管内造成高压气囊,将导管节间的胶垫挤出,而使导管漏水。

2.在灌注过程中,应经常测量砼上升高度,导管埋深宜为2～6m,严禁把导管拔出砼面,随着导管的提升,逐渐拆卸导管,砼在灌注过程中,要严格按施工规程操作,控制好拔管高度,掌握砼面上升高度,以避免出现堵管、导管进水、砼离析夹泥、钢筋错位、断桩等事故发生。当灌注砼至设计桩顶标高时,必须测定砼面标高,应扣除桩顶浮浆层及劣质桩体后略超过设计高程。

3.石灰岩地区在砼灌注过程中,发现侧向溶洞而导致砼流失的现象较为常见,因此混凝土灌注后,应继续测量砼高度,直到稳定后再拆卸导管。

4.每浇注50m2必须有1组试件,小于m3的桩,每根桩必须有1组试件。现场监理工程师应旁站见证试块制作,混凝土试块报告应归档备案。

三、施工后的质量监理

(一)内业资料管理与工程档案制度。

桩基工程为隐蔽工程,严格把握内业资料管理非常重要。桩基施工每道工序均须监理验收签认后,方可进入下一道工序,这样不仅保证了工程质量,也为全面工程验收提供依据,档案资料必须按规定齐备。

(二)桩基检测

根据《建筑基桩检测技术规范》JGJ106—2003规定:建筑基桩需进行单桩承载力检测和桩身完整性验收,抽样检测的受检桩选择宜符合下列规定:

·施工质量有疑问的桩; ·设计方认为重要的桩; ·局部地质条件出现异常的桩; ·施工工艺不同的桩; ·承载力验收检测时适量选择完整性检测中判定的Ⅲ类桩; ·除上述规定外,同类型桩宜均匀随机分布。

(三)桩底注浆

目前在高层和超高层建筑中,为提高钻孔灌注桩的单桩承载力,控制整个建筑物的沉降,桩底注浆工艺应用越来越广泛。现场监理工程师应根据设计图纸要求,检查注浆管的设置,二根注浆管应对称设置;在桩底注浆前检查注浆设备是否完好,注浆压力表是否满足设计要求,同时严格控制浆液水灰比;注浆时检查注浆压力是否满足设计要求,控制注浆过程的水泥用量,保证桩底注浆质量。同时现场监理工程师应做好原始记录,整理归档。

四、结束语

对地质勘察资料与桩基施工的差异进行分析,制定对策措施。由于超前钻口径较小,而桩径较大地质资料显示的岩面及岩溶发育情况与桩基施工所遇岩面及岩溶情况常常存在差异,对岩面及岩溶的认定,达成一致的意见,关系到工程的安全、质量及进度。监理工程师质量控制是通过检查、试验、测量、旁站等手段来实现的。施工过程是形成工程项目质量的重要环节,也是监理工程师控制质量的重点。桩基工程是第一个也是最基本的子分部工程,它的质量优劣决定了整个工程的质量等级高低,也是工程安全可靠的基本保证。因此,监理工程师应对钻孔灌注桩的定位、孔深、孔径、清孔、沉渣厚度、钢筋笼规格、焊接质量、混凝土配比、混凝土充盈系数等进行严格把关,并做好详细的原始记录,认真做好数字分析处理,对不符合质量标准的,向施工单位发出监理通知,加以处理,以保证桩基工程的施工质量。