探讨泥浆护壁钻孔灌注桩施工质量的监控要点-职称论文__墨水学术,

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:270

副标题#e#
　　探讨泥浆护壁钻孔灌注桩施工质量的监控要点
　　何林川
　　江苏建发建设项目咨询有限公司江苏省南京市210001
　　【摘要】：本文根据泥浆护壁钻孔桩的特点，从三个方面较为详细的论述了施工质量监控要点，从而确保桩基工程施工质量满足设计和有关合同要求，满足建设单位的投资控制及质量控制目标。
　　关键词：钻孔灌注桩、质量监控、成桩检测。
　　灌注桩根据所采用的施工机械和施工方法不同可分为几十个类型，但大体可以归纳为钻（冲、磨、挖）孔灌注桩和沉管灌注桩两大类。其中钻孔灌注桩是指利用钻孔机械钻出成孔，并在孔中先吊放钢筋笼，然后在孔中浇注砼而成的桩。根据钻孔机械的钻头是否在土层的含水层中施工，又可以分为泥浆护壁成孔和干作业成孔两种方法。本文仅就泥浆护壁钻孔灌注桩型与大家做一个探讨。
　　泥浆护壁钻孔灌注桩的施工方法为先利用钻孔机械在设计的桩位处进行钻孔，待钻孔达到设计要求的深度后，立即进行清空，并在孔中放置钢筋笼，水下浇注砼而成的桩。在钻孔过程中为了防止孔壁坍塌在孔中注入一定稠度的泥浆进行护壁。泥浆护壁钻孔灌注桩适用于在地下水位较高的含水粘土层、淤泥及淤泥质土层、砂土层、粉土层、碎石层及风化岩层等各种土层中的桩基成孔施工中。泥浆护壁钻孔灌注桩具有适应性强、承载力大、施工时振动及噪音小、无挤土效应以及对周围建筑物、地下管线及居民生活无较大影响等诸多优点，因而广泛的应用于各类工业与民用建筑中及各类深基坑支护工程中。但由于泥浆护壁钻孔灌注桩与其它的一些桩基相比较存在施工工艺较复杂、工序作业多以及各类影响因素多等较多不利因素给桩基施工质量监控带来了一定的困难，若施工过程中操作不慎便会出现缩颈、夹渣、断桩、卡管、钢筋笼上浮、钻孔倾斜等问题。如何根据设计图纸和国家、地方制定的有关规范和标准要求、合同要求并结合工程的实际情况制定泥浆护壁钻孔灌注桩施工质量监控措施是一个值得大家思考的问题。本人结合多年的监理实践经验从三个方面，即桩基施工前的准备阶段监控、桩基施工阶段监控和桩基施工完毕后的成桩检测阶段监控与大家做一个交流和探讨。
　　一． 桩基施工前的准备阶段监控：
　　尽管由于泥浆护壁钻孔灌注桩存在施工工艺较复杂、工序作业多及隐蔽性较强等监控难点，但如果前期准备工作充分并对施工现场地质和环境等条件熟悉，对于桩基的施工质量监控能起到良好的效果。其主要工作如下：
　　1. 熟悉有关桩基施工图纸、国家和地方制定的各类标准及规范等资料；
　　2. 根据有关桩基施工图纸、工程建设强制性条文、监理规划、各类有关合同（包括：桩基施工合同、委托监理合同、勘察设计合同等）、工程勘察地质报告等编制详细的桩基施工监理实施细则。桩基施工监理实施细则包括四个方面的内容：○1.桩基工程的特点；○2.桩基工程监理工作程序；○3.桩基工程监控要点及目标值；○4.桩基工程监理工作方法及措施；
　　3. 严格审核桩基施工单位申报的施工组织设计。一般审核的内容为：所采用钻孔施工机械及打桩顺序、桩位及钻孔施工控制、钢筋笼制作及吊放控制、商品砼灌注桩孔的施工控制等，并重点审核安全技术措施和危险性较大的分部分项工程安全施工方案是否符合工程建设强制性标准要求；
　　4. 参加桩基图纸会审和设计交底：桩基图纸会审是根据工程地质勘查报告、有关桩基施工图纸、国家和地方制定的各类标准及规范等提出桩基施工图纸中存在的某些有质疑的问题以及根据桩基施工图纸并结合工程地质坏境等条件不便于实际施工操作等问题。设计图纸交底主要是由负责桩基设计的人员向桩基施工人员传达设计意图和有关施工技术要点、难点，并对施工图纸中存在的问题进行解答。监理人员应明确桩基工程施工质#p#副标题#e#量控制标准及措施。
　　5. 严格审核桩基施工单位申报的《工程开工报审表》，当符合有关规定后才能允许桩基施工单位施工；
　　6. 审核桩基施工单位的技术质量管理体系和质量保证体系，审核的主要内容为：○1质量技术管理和质量保证的组织结构；○2.质量管理、技术管理制度；○3.专职管理人员和特种作业人员的资格证、上岗证；
　　7. 对于桩基施工中使用的各品种、规格钢筋及焊接用电焊条等原材料要求必须及时申报材料的合格证、质保书以及材料复试报告。灌注桩使用的商品砼供应厂商必要时可进行实地考察，以了解砼质量状况和供应能力等；
　　8. 依据桩基施工桩位布置图纸严格复核桩位放线位置及标高，并对测量使用的仪器要求桩基施工单位必须申报检定证书和桩基测量放线人员的上岗证书等。
　　二． 桩基施工阶段的监控：
　　1. 开孔：
　　当桩位测量放线完毕且经过监理人员复核无误后，即可埋设护筒。护筒一般用4~8毫米的钢板制作，内径比钻头直径大100毫米左右，埋入土中深度不宜小于1.0米（粘土）~1.5米（砂性土），其下端0.5米应沉入土中，顶部高出地面400~600毫米，并设1~2个溢浆口。护筒与坑壁之间应采用无杂质的粘土填实，不允许漏水，且护筒中心与桩位中心偏差应小于且等于50毫米。当桩机移机并就位后，监理人员应及时检查磨盘面的水平度、钻杆的垂直度及机高（一般从护筒上表面起算至桩机磨盘上表面）是否符合要求,并按有关规定用钢卷尺丈量主、副钻杆长度及钻头长度和直径，并做好有关记录以备今后复核。当桩机磨盘面中心与桩位中心的偏差控制在小于且等于20毫米时，即可允许开钻。监理人员可采用吊线锤的方法予以测量两中心偏差度。
　　2. 钻孔及一次清孔：
　　钻孔时应在钻孔中注入一定比重的泥浆，并始终保持泥浆面高于地下水位1.0米以上。桩机钻进速度应根据工程地质勘查报告中确定的土层类别、孔径大小、桩孔深度和供水量经综合考虑后确定。对于淤泥及淤泥质土层不宜大于1米/分钟，其它的土层以桩机不超负荷为准，风化岩或其它硬土层以桩机不产生跳振为宜。当钻进过程中若遇孤石应查看工程地质勘查报告并结合现场实际情况,确定孤石所在孔深的位置,并与设计人员及时沟通后采取合理的处理措施予以解决(如:换用牙轮钻钻进或原桩位旁补桩等)。在钻进施工过程中应注意桩孔的垂直度问题，为避免桩孔倾斜，监理人员必须随时注意钻杆的垂直度，发现倾斜应及时纠正。当钻进一定的孔深后应采用专用测试仪器对桩径、钻孔的倾斜度进行超声波测试，若发现超过规定的限值后应立即停钻，并采取措施及时纠偏。当初步判断钻孔孔深达到设计规定的持力层后，应在桩孔溢浆口附近捞取返浆岩样标本，并与工程地质勘查报告进行对比和判别是否达到设计孔深标准，并保存好岩样标本。经现场工勘人员判断后，如确定达到设计规定的入岩深度后，监理人员应采用经过校核的测绳予以测量，也可以结合测量钻杆余尺长度经理论计算后确定入岩深度及桩孔实际深度，并做好有关验收记录。若实钻孔深未达到设计要求，应继续钻进，直到满足设计的深度要求为止。当桩孔深度达到设计要求后，必须进行一次清孔。清孔的目的是消除孔底的沉渣和淤泥等杂质，为水下浇注砼创造良好的条件。一般一次清孔验收时，沉渣厚度可控制在10厘米以内，泥浆粘度可控制在18~20秒，泥浆比重可控制在小于且等于1.20为宜。
　　3. 钢筋笼的制作及吊放：
　　桩孔使用的钢筋笼应严格按照设计图纸和有关规范要求制作。监理人员在验收时应重点检查钢筋笼的钢筋规格、数量、直径、长度以及焊接质量、吊筋的长度。一般因桩孔较深，所以钢筋笼应分段制作和分段采用焊接连接。钢筋笼的主筋接头在同一截面中的数量按有关规定应小于且等于50%，且两#p#副标题#e#接头应相互错开大于且等于500毫米。为加强钢筋笼的刚度和灌注桩的整体性一般应每隔2米设置一道加强箍筋。在钢筋笼的外侧缠绕有螺旋箍筋并焊接在纵向钢筋上（一般采用梅花点焊），在验收时应注意加密区和非加密区的长度及间距，螺旋箍筋的间距误差应控制在正负20毫米。钢筋笼的纵向钢筋间距误差应控制在正负10毫米，长度误差应控制在正负100毫米。各节钢筋笼之间的连接通常采用单面搭接焊接或双面搭接焊接，其中单面搭接焊接的焊缝长度为大于且等于10d,双面搭接焊接的焊缝长度为大于且等于5d（d为钢筋笼纵向钢筋的直径）。在螺旋箍筋上应按规定每隔3米设置一组共四块砼垫块，并保证有50毫米以上的钢筋笼保护层厚度。钢筋笼的焊接质量一般要求为：焊缝连续且饱满、无焊渣、无气孔、不漏焊及不烧缺等。钢筋笼吊筋的长度一般可以按实钻孔深和笼顶标高、护筒标高等经理论计算后确定，吊筋的直径通常大于且等于14毫米，数量为两根。监理人员在验收时应特别注意吊筋的长度能否使钢筋笼的顶标高准确的吊放在设计要求的位置处。钢筋笼的吊筋一般是暂时固定在桩机机架的底梁和护筒上。在钢筋笼吊放过程中应始终保持垂直状态，对准桩孔缓慢下放，严禁快速的强行下放以造成钢筋笼变形或钢筋笼撞击桩孔壁而坍孔，从而增加钢筋笼的吊放困难。如在钢筋笼吊放过程中受阻，千万不可强行下放，应暂停吊放，分析可能造成的原因，如：桩孔倾斜或坍孔等，必要时应提笼扫孔，重新制作和吊放钢筋笼，监理人员应重新予以验收并做好有关验收记录。
　　4. 二次清孔及水下浇注商品砼：
　　当钢筋笼吊放至设计要求的标高后，即可下导管进行二次清空。一般导管的直径为250毫米，长度为3~4米。在下放导管前应在地面上严格进行水密承压和接头抗拉性能试验，当符合有关要求后才能允许使用。清孔的主要目的是消除孔底的沉渣，而孔底的沉渣是严重影响桩基承载力的主要因素之一。清孔是利用一定稠度的泥浆在流动时所产生的动能连续冲击桩孔底部的沉渣、淤泥等杂质，使沉渣中的岩粒、砂粒等杂质处于悬浮状态，再通过泥浆胶体的粘结力使悬浮的沉渣等随泥浆循环流动带出桩孔。从而将桩孔内的沉渣等清理干净。二次清孔分为正循环和反循环清孔两种施工工艺类型，其中反循环清孔的效率较高，沉渣清理较彻底。二次清孔是水下浇注砼前的最后一道工序，其重要性不言而喻，在清孔的过程中不可随意中断，否则停止清孔后会造成泥浆中的沉渣等杂质重新在重力的作用下沉积在桩孔的底部，从而造成清孔的失败。一般规定：端承桩沉渣厚度控制在小于且等于50毫米；摩擦桩沉渣厚度控制在小于且等于100毫米,一般工程桩的泥浆比重控制在1.15~1.20，泥浆粘度控制在16~22秒。相对于工程桩一般而言，支护桩控制的标准稍大一些。在二次清孔沉渣厚度验收时，监理人员应采用事先经过校核的测绳吊放入桩孔内进行测量，但为了测量的准确性和避免测绳挂缠在钢筋笼上，建议最好将测绳放入导管内进行测量为宜。当桩孔二次清孔经施工方质检人员和监理人员验收合格后至上料斗浇注砼前仍应继续清孔不得中断。目前桩孔一般采用水下浇注商品砼，浇注砼导管一般距离孔底30~50厘米，在浇注商品砼前监理人员应认真检查商品砼的出厂合格证中的强度等级、外加剂等有关证明材料，并认真计算首灌砼数量是否满足有关要求，并保证在首灌砼后导管埋入砼中至少1.0米以上。在浇注砼施工过程中应连续进行，不得随意中断，否则中断时间一旦超过砼的初凝时间极易造成断桩事故，同时监理人员应严格要求桩基施工人员控制浇注砼速度与提拔导管速度之间的关系，一般在拔管过程中要求导管必须控制埋入砼中2~6米之间，严禁将导管底部提出砼顶面。在浇注砼中监理人员应进行全过程旁站监理，并按规定随时抽检砼的坍落度是否#p#副标题#e#符合要求，一般砼的坍落度控制在160~220毫米之间，现场监督施工方试块制作人员做好每根桩一组共3块150*150*150毫米的立方体标准养护抗压试块，并要求其对试块进行编号，注明制作时间和桩号等。在浇注砼施工结束时，监理人员应使用经过校核的测绳检查砼的浇注面标高，并计算桩孔砼超灌高度和充盈系数是否满足设计和规范要求(一般桩孔砼超灌高度为1~2倍桩径之间,充盈系数大于1.0)。在桩孔浇注砼施工结束后应特别注意，若桩孔砼浇注顶面距离现场自然地面较大且桩径也较大时,应要求桩基施工单位必须采取措施及时予以封盖，尤其是在夜间施工时应特别注意安全施工，防止发生意外。
　　三． 桩基成桩检测阶段的监控：
　　为了保证桩基工程的施工质量，并及时发现存在的问题，从而为设计和桩基分部工程的验收提供可靠的数据，必须对桩基进行单桩承载力和桩身完整性的抽样检测。目前常规的检测方法有以下几种：
　　1. 桩基承载力试验
　　○1.静载荷试验：检测前桩基必须达到28天龄期或设计强度后才能进行。检测数量在相同的条件下不应小于3根，且不宜小于总桩数的1%，当工程桩数在50根以内时，不应小于2根；
　　○2.桩基高应变检测试验：桩基高应变检测作为单桩承载力验收检测时，抽检的数量不宜少于总桩数的5%，且不宜少于5根；
　　○3.钻心法检测试验：对于端承型大直径灌注桩，当受到设备或现场条件限制无法检测单桩竖向抗压承载力时，可采用钻心法测定桩底的沉渣厚度，并钻取桩端持力层土芯样检测持力层。抽检的数量不应少于总桩数的10%，且不宜少于10根。
　　2. 桩基完整性试验（包括：低应变动力检测、声波透射法、钻心法试验）
　　○1.柱下三根或三桩以下的承台抽检数不得少于1根；
　　○2.设计等级为甲级或地质条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数的30%，且不得少于20根；其它的桩基工程抽检的数量不应少于总桩数的20%，且不得少于10根；
　　○3.对于端承型大直径灌注桩，应在上述两款规定的抽检桩数数量范围内选用钻心法或声波透射法对部分受检桩进行桩身完整性检测。抽检数量不应少于总桩数的10%。
　　桩基的检测项目应根据设计图纸的要求及有关规定进行。监理人员应根据桩基工程施工验收有关记录、桩基检测报告、砼试块抗压强度报告、钢筋等原材料复试报告等对整个桩基工程施工质量作出详细且准确的质量评估报告，对于桩基施工过程中所出现的各种问题及处理意见应认真作出总结，从而为今后钻孔灌注桩施工质量监控积累宝贵的经验。
　　四.结语 
　　本文从三个阶段即施工前的准备阶段监控（事前控制）、施工阶段的监控（事中控制）和桩基检测阶段监控（事后控制）较为全面的论述了泥浆护壁钻孔桩的施工质量监控要点。监理人员应在熟悉泥浆护壁钻孔桩施工工艺的基础上，认真审阅桩基施工图纸，掌握桩基施工质量验收有关标准、规范以及熟悉有关施工合同、监理合同等的条件下，重点做好事前控制和事中控制监理工作，并结合事后控制措施对于桩基施工单位的施工质量进行全过程监控，从而确保桩基工程施工质量，为土建施工单位上部结构的施工创造良好的条件。
　　【参考文献】
　　1.中华人民共和国国家标准GB50202-2002
　　《建筑地基基础施工质量验收规范》；
　　2.中华人民共和国行业标准JGJ94-2008
　　《建筑桩基技术规范》
　　中国建筑工业出版社2008北京；
　　3.全国监理工程师培训考试教材中国建设监理协会组织编写
　　《建设工程质量控制》中国建筑工业出版社2009；
　　《建设工程监理概论》知识产权出版社2009。