关于钻孔灌注桩施工监理的研究论文_陈伟星

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摘要:钻孔灌注桩是工程常见桩基形式,施工细节多、技术性强,为保证施工质量应结合具体施工流程,做好施工监理控制,为工程后续工作的顺利开展奠定坚实基础。本文主要对钻孔灌注桩施工准备阶段、施工过程和施工验收阶段质量控制等方面进行了论述,详细介绍了监理人员钻孔灌注桩施工监理过程中的质量控制方法和措施。

关键词:钻孔灌注桩;施工监理

前言:随着我国交通基础设施建设的快速发展,钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点一直被广泛地应用于公路桥梁及其他工程领域。灌注桩属于隐蔽工程,由于影响灌注桩施工质量的因素很多,对其施工过程的每一环节都必须要严格进行检测,对各种影响因素都必须有详细的考虑,如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若检查稍有不慎或措施不严,就会在灌注中产生质量事故,小到塌孔松散、缩颈,大到断桩报废,给国家财产造成重大损失。对监理工作而言,钻孔灌注桩的质量好坏,直接影响监理三大目标(质量、投资、进度)的顺利实现,作为一名监理工程师,应就钻孔灌注桩施工前、中、后不同时期,抓住关键有效监控,从而保证工程质量,获得较好的社会效益和经济效益。

1 施工准备阶段

(1)检查坐标及桩位放线。为保证放线测量精度,应按规范,要求施工单位采用全站式经纬仪测量放样。桩位点测定后,在周围引放2个以上的保护桩,用来校核桩护筒,保证桩位点的偏差符合要求。

(2)对机械设备的选择,要满足现场土质、成孔、桩径、深度等要求,机械设备的数量要满足施工方案计划。

(3)要求施工单位准备好柴油发电机,发电机功率不少于进场全部钻机正常用电的需要,保证电网供电中断时能及时发电。

(4)检查钻机转盘是否保持水平,转盘中心、桩位中心及天轮悬吊中心应重合,最大偏差<5mm。

(5)护筒埋好后,监理员应检查护筒中心位置是否满足施工规范的偏差要求。

(6)试接导管,注水检查,观察导管管身和接口是否渗漏,发现渗漏应更换导管或胶垫圈。

(7)指示施工人员挖泥浆池、沉淀池,砌筑储泥浆池。

2 施工阶段监理要点

主要包括以下内容:

2.1 钻孔准备及钻孔阶段

(1)主要进行基桩定位、护筒埋设、泥浆制备情况、钻机安设、钻头定位等检查。

(2)钻进过程中,应随时检查泥浆指标及循环情况,孔径、孔形及偏差情况,发现问题,立即下达指令让施工人员纠正,更为主要的是进行地质情况记录与分析,将地质变化情况与原勘探设计资料对照,若存在流砂、采空区等特殊地质情况时应指示承包人及时采取相应处理措施。若实际地质条件与原设计文件出入较大或不能满足设计要求时,应按有关监理程序及时呈报总监,并会同设计、施工部门研究解决。

(3)对钻孔过程中遇到的诸如:塌孔、斜孔、弯孔、扩孔、缩孔、糊钻、埋钻、掉落钻物等各种问题,监理应会同承包人及时分析原因,及时处理,并改进施工工艺,以确保钻孔质量。

2.2成孔、清孔及吊放钢筋笼

(1)确定终孔的3个要素,即设计深度、孔底渣样和钻速及取样。首根桩达到要求时,应指示地勘单位技术人员和设计师现场鉴定。

(2)设计人员确定终孔后,应保留最新的渣样,作为以后终孔的参考和标准。

(3)检测钻孔记录和使用钻杆长度是否与进尺相符,在钻头提出护筒后立即测量,并做好记录。

(4)提出钻具后,用测绳复核终孔深度,如测绳的测深比钻杆的钻探小,说明提钻杆时发生坍孔,或泥浆相对密度控制不当,造成沉渣过厚。这时要进行复钻。同时要经常复核测绳,防止测绳遇水风干后缩尺,造成测量误差。

(5)如不需复钻,应指示施工人员立即进行清孔。

(6)清孔的泥浆浓度应是逐渐减小。泥浆的控制指标是:粘度测定17~20s;含砂率≯6%;胶体率≮90%。

(7)指示施工人员用测锤反复提放,敲击孔底岩面,判断孔底沉渣是否清除干净。

(8)清孔干净后应监测施工人员吊放钢筋笼。对提前制作完成的钢筋笼应进行验收,检查其直径、长度和钢筋绑扎焊接质量是否满足图纸和规范要求。

(9)施工人员在安放钢筋笼时监理应注意监测其不能碰撞孔壁,如安放困难,应停止吊放并寻找原因,如因钢筋笼没有垂直吊放,应指示施工人员重新垂直吊放;如果是成孔偏斜,则指示其进行复钻纠偏。

(10)沉放导管要监测并检查导管的连接是否牢固和密实,以防止漏气漏浆而影响灌注。试水压力为0.6~1.0MPa。

(11)在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内,孔内泥浆失去上浮动力,处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部,所以在混凝土灌注前应指示施工人员利用导管进行第2次清孔。

(12)第2次清孔可利用导管进行,指示施工单位准备1个清孔接头,一头接导管,一头接胶管,在导管下完后,提离孔底0.4m,在胶管上接泥浆泵直接进行泥浆循环。二次清孔可及时有效地保证桩底干净。

(13)第2次清孔符合规范要求后,应立即进行水下混凝土的浇注。

2.3 灌注水下混凝土

(1)灌注前应再检查孔底高程、导管下口高程、砼储料槽容量、漏斗及阀门(或木球)。

(2)打开阀门或砍断隔水栓后,应注意监测混凝土下流是否连续、畅通。混凝土全部流下去后,应立即测量导管内、外砼面的高程,分析确定封底是否成功,另应检查导管是否进水(一般可采用听导管内有无滴水声的办法),若首批砼未能封底或导管漏水严重,则应将已灌注的砼拌和物吸出,再改进操作方法,重新进行灌注。

(3)混凝土必须连续快速灌注,要求每根桩的灌注时间不超过8h。施工设备即根据这一要求配备。在灌注过程中应经常测定砼面的高程,控制导管埋深在2m~6m间,以防止出现埋管或脱空事件。当混凝土面接近钢筋骨架底部时,宜使导管保持较大的埋深,并放慢灌注速度,以减小混凝土的冲击力。当混凝土面进入钢筋骨架一定深度后,应适当提升导管,使钢筋骨架在导管下口有一定的埋深,这样能有效地防止钢筋骨架上浮变位。灌注结束时,必须保证砼面有约1m的超灌高度,从而确保桩头砼质量。

(4)在灌注过程中,应密切注意混凝土的配比及拌和质量,严禁不符合要求的混凝土送入漏斗灌注,并作好混凝土灌注记录备查。若遇到如埋管、堵管、导管漏水、脱空等问题时,现场监理应会同承包人及时研究处理,对于重大技术问题,应按有关监理程序,及时呈报总监(代表),并会同有关部门研究处理,并作好此类问题发生的部位、时间、性质、原因、处理措施等记录。

3钻孔灌注桩质量验收和检测

随着桩基础在工程建设中广泛使用和对工程质量要求的提高,基桩检测技术将发挥越来越重要的作用。本节从成孔质量的监理验收,成桩过程的监理验收,成桩后检测方法及监理要点,监理对不合格桩的处理,共4个方面阐述。

3.1成孔质量的监理验收

在桩的施工中,成孔质量的好坏直接影响到混凝土灌注后的成桩质量。例如桩孔的孔径偏小则使整桩的承载能力降低;桩孔上部扩径将导致成桩上部侧阻力增大,而下部侧阻力不能完全发挥;桩孔偏斜则会削弱了基桩承载力的有效发挥;桩底沉渣过厚使得有效桩长减少,也使得桩基产生过大沉降,降低承载力,不均匀沉降可能导致结构物倾斜,危机安全。因此,成孔质量验收检测对于桩基的成桩质量尤为重要。验收内容包括:孔位、孔型、孔径、孔深、入岩深度、承载力、垂直度、沉渣厚度等。

3.2成桩过程的监理验收

监理在对成孔质量验收后,从钢筋笼入孔,到灌注水下混凝土,到成桩的整个过程,需要检查验收的内容包括原材料、商品混凝土、钢筋笼加工、钢筋笼入孔、泥浆指标、水下混凝土灌注。

3.3成桩质量检测

成桩质量的检测,由业主委托的第三方检测机构实施。

此阶段监理的主要工作,一是对检测过程进行旁站记录;二是根据检测报告,判断桩基的承载力及桩体缺陷的检测结果是否符合设计和相关规范要求;三是在怀疑或发现不合格桩时,能够独立、科学、合理、果断地处理,使桩基质量始终处于受控状态。

成桩质量检测目的是检测桩身的承载力、抗压强度、缺陷性和完整性。缺陷性系指桩身断裂、裂缝、缩颈、夹泥、离析、蜂窝、松散。完整性系指桩身长度、截面尺寸、密实性。

成桩质量检测方法包括抗压强度试验、小应变动测试验、大应变动测试验、超声波检测、静载试验、钻芯取样共6种方法。

(1)抗压强度检测。灌桩过程中,监理在现场对每根桩混凝土见证取样,留取混凝土试块2~4组,经过标准养护和同条件养护后,在试验室进行抗压强度检测。

(2)小应变动测试验。检测桩的长度,桩的缺陷和完整性,预估基桩承载力。

使用特点:利用手提检测仪器,简单,普遍使用。特别适用于混凝土预制桩和灌注桩。

(3)大应变动测试验。主要检测桩身承载力,也检测桩身缺陷和完整性。使用特点:利用锤击设备或打桩机械等。此试验可以替代单桩竖向抗压静载试验方法和低应变法。但可操作性劣于静载荷试验法和低应变动测法等方法,故不常用。

(4)静载试验。检测桩身承载力,包括基桩竖向抗压、抗拔(例如抵抗地下室上浮)和水平承载力检测。工程中多用到竖向静载荷试验,需要安装反力架。对于单桩水平静载试验,不常用。

目前比较先进的检测方法是“荷载箱自平衡法”,不需要安装反力架,也不需要堆载荷载,检测时间短,一般2d时间即可完成承载力检测。其原理是将荷载箱在混凝土浇筑之前和钢筋笼一起埋入桩内的相应位置,检测时用液压泵在地面向荷载箱加压加载,通过对加载力和位移的测试和分析,获得桩基承载力。

(5)超声波检测。检测桩身质量,判断桩身缺陷和完整性。在钢筋笼制作安装时,预先在钢筋笼上安装测试管道。

(6)钻芯取样检测。当设计有规定、怀疑有断桩、或桩身强度有问题时使用,需要钻深直桩底0.5m以下。检测目的:桩长、桩身强度、桩底沉渣厚度(对施工过程尤为重要);鉴别桩端岩土性状、判定桩身完整性类别等。

3.4监理对检测试验不合格桩的处理

(1)不合格桩系指桩身完整性、抗压强度、承载力三类。

其中桩身完整性分类见表1。

表1桩身完整性分类

桩身完整性检测结论为一类桩和二类桩不需要处理;三类桩要经过设计单位出方案,加固处理后才能使用;四类桩是废桩,不能使用,需要通过设计单位出方案补桩。

(2)不合格桩处理的监理工作程序。先调查研究,再签发监理工程师通知单,报告业主和联系设计单位,及时召开质量专题会,研究施工单位的处理方案,视实际检测数据小于设计要求的幅度,或加倍抽检,或通过设计单位采取加固措施和补桩措施。之后监理监督施工单位按照处理方案进行处理,经过检测合格后才能进行下道工序。最后,收集整理不合格桩处理的书面资料和图像资料存档。

4结语

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,监理工程师在对桩基工程有深切的认识后,通过施工前,施工过程中和施工验收阶段进行严格的质量控制,确保原材料质量和各工序的施工质量,钻孔灌注桩的质量是能够得到充分的保证的。

参考文献:

[1]钻孔灌注桩施工监理的质量控制[J].麻海峰.交通世界(建养.机械).2013(Z1)

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[3]桩基工程[M].中国建筑工业出版社,张忠苗,2007

[4]建筑施工中的钻孔灌注桩技术[J].侯晓丽,李筱含.黑龙江科技信息.2013(21)

[5]钻孔灌注桩施工工艺及质量控制[J].龚莉莉.江西建材.2013(02)

[6]浅谈钻孔灌注桩施工监理控制[J].梁文仁. 低碳世界.2018(01)

论文作者:陈伟星

论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期

论文发表时间:2019/8/2

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