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摘要:钻孔灌注桩的施工工序较多、难度较大、较易出现质量问题,为了确保钻孔灌注桩的质量,本文从日常施工和监理的角度,阐述钻孔灌注桩的施工监理要点。
关键词:灌注桩;施工;监理
钻孔灌注桩基础是桥梁工程中常用的一种基础型式,它适合于多种场合和各种地质条件,通过增大桩径、桩长或用多排桩加建承台等措施,也能适用于更复杂的软弱地质条件以及较大的跨径和较高的桥墩。因此,钻孔灌注桩基础广泛应用于当前的公路桥梁工程中。因这种基础型式多在水下,故对施工工艺的要求较高。在以往的工程中,由于施工的问题导致断桩、斜桩、桩身断面颈缩等现象屡有发生。影响了工程质量,对施工单位造成了不可弥补的经济损失。为了确保钻孔灌注桩的质量,本文从日常施工和监理的角度,阐述钻孔灌注桩的施工监理要点。
一、施工准备阶段监理
1.认真组织图纸会审,监督技术交底。监理人员要让建设、设计、施工三方互相充分交流,让施工方明确桩基各项设计技术、规范要求,把握好桩基处的地质情况等。2.严格审批施工方案。施工方案對工程顺利进行有着重要作用,监理人员应认真审核,对钻孔采用的方法(冲抓或循环)、材料、劳动力计划、工艺、工序安排、质量、安全保证措施,应仔细审查,负责任地帮助施工方完善其方案再予以批准。3.做好材料见证取样送检,实行材料使用监理审批制度。监理人员在施工用材料进场前,应按规范要求现场见证取样并亲送质检单位;查验材料出厂厂家、批号、合格证;审核质检单位出具的质检报告和混凝土配合比通知单,作出决定(批准或不批准该材料的使用)。4.细致检查机械设备,做好详实登记。监理人员应检查各机械设备的出厂日期、使用年限、数据参数是否满足施工需要、老化程度、维修记录并做好登记,开出使用通知单。
二、施工阶段监理
施工过程中,监理人员应对下面几个方面进行质量控制:
1.孔的垂直度。钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要一环,目前绝大多数的施工现场不检查垂直度,若桩头偏位,桩的受力状态就被改变,从而影响上部结构的质量,也严重影响钢筋笼的安装。
桩基终孔后再发现孔斜纠正起来费时费力,且修孔常使桩的充盈系数增大,最大达1.6以上,不但给施工单位造成较大的经济损失,且质量难保证。
因此,为避免钻孔倾斜,在钻机就位和钻孔过程中,要随时注意校核钻杆的垂直度,发现倾斜及时纠正。对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形,施工前必须作好准备。在不均匀地层中钻孔时,钻机自重大、钻杆刚度大较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时,钻速要打慢档。处理大孤石和坚硬岩石,采用自重大的复合式牙轮钻或换用冲击钻都是有效的方法。导正装置经工程实践表明,也是防止孔斜的简单有效的方法。
2.孔深。在恶性工程事故的桩基工程中,孔深不到位的例子很多,对于孔深的量测应是监理工作的重点,实际操作中应注意的问题有:
(1)测量有误达不到设计深度。一般施工队常用的测绳一经水泡就会出现收缩现象,有的收缩量可达 lcm/lm左右,测50m的孔就会产生0.5m左右的误差。更大的测量误差是由于测绳易断引的,断了以后仍以断处为起点继续使用,往往可差数米。采用细钢丝测绳数标松动错位,造成测量误差,所以,使用细钢丝测绳前要检查数标是否松动错位。彻底避免误测的办法是在施工现场或附近地面上设置长度标记作为准绳,每次终孔测孔深时,务必先校核测绳的准确性。
(2)钻孔入岩深度达不到设计要求,更多的是由于地层分布不均匀,如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈导致判断失误。
因此入岩深度的控制应引起设计、施工和质检部门的共同重视。入岩深度的控制因钻孔工艺不同而有所区别。反循环工艺和冲击钻成孔的桩,可采用岩样鉴别法。此外,还需注意每个桩的入岩和终孔的岩样最好留样备案,直至工程使用正常,沉降稳定。正循环工艺成孔的桩由于取不到完整岩样确定嵌岩深度很困难。较可靠的办法是认真分析钻探资料,根据各钻孔土层分布情况综合评判场地地质概况,然后做出岩层分布的等高线图,按等高线图确定成孔深度。因本法有一定的随机性,应适当加大安全系数,有时尚需适当补充钻探孔,在某些缺少钻孔的控制区域,也可用钻机换取芯钻头直接取岩芯判定。
3.孔径。在沉积的粘性土和粉士中钻孔容易出现缩孔现象。尤其要重视液性指数 IL>0.75呈软塑状态和流塑状态的粘性土,而在 IL>1.0 呈流塑状态的淤泥质软土层成孔缩孔现象更不可避免。与孔径有关的质量问题有:
(1)由于孔径小于规范要求,桩的截面缩小,承载能力降低,实际上降低了桩的安全系数。
(2)软弱土层一般都在地层上部,缩颈现象也发生在此段,而桩的内力也是上段大,因此容易造成桩身抗压强度不够而破坏。
(3)由于孔径达不到要求,导致钢筋笼无保护层,桩的抗压弯能力削弱或丧失。
防治的主要措施是加强对孔径的检测与控制,提高泥浆质量,增大泥浆比重和粘性及稠度。钻头直径应适当加大,也可采用处理孔斜的导正器法,在导正器上焊一定数量的合金刀片,在钻进或起钻的过程中起扫孔作用。此外在易于产生缩孔的土层中施工,减少空孔时间也是非常重要和有效的措施。
4.泥浆。在钻孔灌注桩的施工中,无论对于成孔质量还是最终对桩的承载能力的发挥,泥浆质量都是相当重要的因素。目前桩基施工队伍绝大多数缺乏对泥浆质量和泥浆管理的重视,泥浆质量差,其后果是:
(1)形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差,易于脱落,导致孔壁稳定性差,在砂性土地层易于塌壁,在流塑状粘土层则易于缩孔。
(2)泥浆稠度大、比重大,含砂率高,形成的泥皮质量差、厚度大,大大降低桩的侧摩阻力。
(3)稠浆在钢筋笼钢筋上沉积粘附,导数钢筋与砼握裹力降低。泥浆比重过大,使得砼水下灌注阻力增大,降低砼的流动半径,使砼骨料大部分堆积在桩芯部位,而钢筋笼外几乎无骨料,不仅桩身质量不好而且桩的侧摩阻力也难以发挥。有的工程计算承载力为14000kN以上,而静载试验不到5000kN就破坏,其中就有泥浆的影响。在空气中坍落度为21cm、扩散直径为38cm的砼,在水中坍落度下降为16.5cm、扩散直径为30.5cm,而在比重为1.2的泥浆中,坍落度则为14cm,扩散直径只有27cm。因此,对泥浆质量的管理决不是个小问题,监理一定要严格要求施工单位按规范要求控制泥浆质量。
5.沉渣与沉淤。一般易把沉渣与沉淤混为一谈,凡是孔底的沉积物统称沉渣,实际上是有区别的。沉渣是钻孔过程中钻机切削和孔壁塌落的岩土,主要是砂、砾石和碎岩硝等,而沉淤则是比重大、稠度大的劣质泥浆由于空孔时间过长沉淀而成的流塑状混合物,沉淤的厚度往往大于沉渣,沉渣与沉淤均在桩底形成软弱隔层,能导致端承力丧失殆尽。沉淤的控制主要是提高泥浆质量和减少空孔时间。沉渣的清除采用反循环成孔工艺能达到较好的效果,速度能达到2~3m/s.是正循环的40倍以上,故携渣能力强。为此,可采用正循环成孔,气举反循环清孔的工艺。此法现场只需增加一台6m3的空压机即可,费用不大,简便易行,效果良好。采用该法,关键是控制好孔内泥浆面的落降,落降快、落差大则易塌孔,因此补浆要跟上,而且抽渣时间要短。实践证明,应用得当,桩的承载力能大幅度提高。
6.砼灌注。砼灌注是最后一道也是最关键的一道工序。首先必须严格按设计强度配制砼。许多施工单位都是现场搅拌砼,其常见问题是:(1)砂石的含泥量偏大;(2)配料的计量不准确;(3)水泥保管不善受潮。
三、结语
在桥梁基础施工中,钻孔灌注桩施工因成本相对较低、噪声污染相对较小和工期相对节省等特点而被广泛运用。但由于钻孔灌注桩的施工工序较多、难度较大、较易出现质量问题,作为监理人员务必要强调施工准备阶段控制、加强施工阶段的控制、不断总结经验提高事后处理能力,才能在钻孔灌注桩施工中发挥积极的作用。
参考文献
[1]龙锦松.谈钻孔灌注桩施工监理.广东交通职业技术学院学报,2005,(4).
关键词:灌注桩;施工;监理
钻孔灌注桩基础是桥梁工程中常用的一种基础型式,它适合于多种场合和各种地质条件,通过增大桩径、桩长或用多排桩加建承台等措施,也能适用于更复杂的软弱地质条件以及较大的跨径和较高的桥墩。因此,钻孔灌注桩基础广泛应用于当前的公路桥梁工程中。因这种基础型式多在水下,故对施工工艺的要求较高。在以往的工程中,由于施工的问题导致断桩、斜桩、桩身断面颈缩等现象屡有发生。影响了工程质量,对施工单位造成了不可弥补的经济损失。为了确保钻孔灌注桩的质量,本文从日常施工和监理的角度,阐述钻孔灌注桩的施工监理要点。
一、施工准备阶段监理
1.认真组织图纸会审,监督技术交底。监理人员要让建设、设计、施工三方互相充分交流,让施工方明确桩基各项设计技术、规范要求,把握好桩基处的地质情况等。2.严格审批施工方案。施工方案對工程顺利进行有着重要作用,监理人员应认真审核,对钻孔采用的方法(冲抓或循环)、材料、劳动力计划、工艺、工序安排、质量、安全保证措施,应仔细审查,负责任地帮助施工方完善其方案再予以批准。3.做好材料见证取样送检,实行材料使用监理审批制度。监理人员在施工用材料进场前,应按规范要求现场见证取样并亲送质检单位;查验材料出厂厂家、批号、合格证;审核质检单位出具的质检报告和混凝土配合比通知单,作出决定(批准或不批准该材料的使用)。4.细致检查机械设备,做好详实登记。监理人员应检查各机械设备的出厂日期、使用年限、数据参数是否满足施工需要、老化程度、维修记录并做好登记,开出使用通知单。
二、施工阶段监理
施工过程中,监理人员应对下面几个方面进行质量控制:
1.孔的垂直度。钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要一环,目前绝大多数的施工现场不检查垂直度,若桩头偏位,桩的受力状态就被改变,从而影响上部结构的质量,也严重影响钢筋笼的安装。
桩基终孔后再发现孔斜纠正起来费时费力,且修孔常使桩的充盈系数增大,最大达1.6以上,不但给施工单位造成较大的经济损失,且质量难保证。
因此,为避免钻孔倾斜,在钻机就位和钻孔过程中,要随时注意校核钻杆的垂直度,发现倾斜及时纠正。对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形,施工前必须作好准备。在不均匀地层中钻孔时,钻机自重大、钻杆刚度大较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时,钻速要打慢档。处理大孤石和坚硬岩石,采用自重大的复合式牙轮钻或换用冲击钻都是有效的方法。导正装置经工程实践表明,也是防止孔斜的简单有效的方法。
2.孔深。在恶性工程事故的桩基工程中,孔深不到位的例子很多,对于孔深的量测应是监理工作的重点,实际操作中应注意的问题有:
(1)测量有误达不到设计深度。一般施工队常用的测绳一经水泡就会出现收缩现象,有的收缩量可达 lcm/lm左右,测50m的孔就会产生0.5m左右的误差。更大的测量误差是由于测绳易断引的,断了以后仍以断处为起点继续使用,往往可差数米。采用细钢丝测绳数标松动错位,造成测量误差,所以,使用细钢丝测绳前要检查数标是否松动错位。彻底避免误测的办法是在施工现场或附近地面上设置长度标记作为准绳,每次终孔测孔深时,务必先校核测绳的准确性。
(2)钻孔入岩深度达不到设计要求,更多的是由于地层分布不均匀,如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈导致判断失误。
因此入岩深度的控制应引起设计、施工和质检部门的共同重视。入岩深度的控制因钻孔工艺不同而有所区别。反循环工艺和冲击钻成孔的桩,可采用岩样鉴别法。此外,还需注意每个桩的入岩和终孔的岩样最好留样备案,直至工程使用正常,沉降稳定。正循环工艺成孔的桩由于取不到完整岩样确定嵌岩深度很困难。较可靠的办法是认真分析钻探资料,根据各钻孔土层分布情况综合评判场地地质概况,然后做出岩层分布的等高线图,按等高线图确定成孔深度。因本法有一定的随机性,应适当加大安全系数,有时尚需适当补充钻探孔,在某些缺少钻孔的控制区域,也可用钻机换取芯钻头直接取岩芯判定。
3.孔径。在沉积的粘性土和粉士中钻孔容易出现缩孔现象。尤其要重视液性指数 IL>0.75呈软塑状态和流塑状态的粘性土,而在 IL>1.0 呈流塑状态的淤泥质软土层成孔缩孔现象更不可避免。与孔径有关的质量问题有:
(1)由于孔径小于规范要求,桩的截面缩小,承载能力降低,实际上降低了桩的安全系数。
(2)软弱土层一般都在地层上部,缩颈现象也发生在此段,而桩的内力也是上段大,因此容易造成桩身抗压强度不够而破坏。
(3)由于孔径达不到要求,导致钢筋笼无保护层,桩的抗压弯能力削弱或丧失。
防治的主要措施是加强对孔径的检测与控制,提高泥浆质量,增大泥浆比重和粘性及稠度。钻头直径应适当加大,也可采用处理孔斜的导正器法,在导正器上焊一定数量的合金刀片,在钻进或起钻的过程中起扫孔作用。此外在易于产生缩孔的土层中施工,减少空孔时间也是非常重要和有效的措施。
4.泥浆。在钻孔灌注桩的施工中,无论对于成孔质量还是最终对桩的承载能力的发挥,泥浆质量都是相当重要的因素。目前桩基施工队伍绝大多数缺乏对泥浆质量和泥浆管理的重视,泥浆质量差,其后果是:
(1)形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差,易于脱落,导致孔壁稳定性差,在砂性土地层易于塌壁,在流塑状粘土层则易于缩孔。
(2)泥浆稠度大、比重大,含砂率高,形成的泥皮质量差、厚度大,大大降低桩的侧摩阻力。
(3)稠浆在钢筋笼钢筋上沉积粘附,导数钢筋与砼握裹力降低。泥浆比重过大,使得砼水下灌注阻力增大,降低砼的流动半径,使砼骨料大部分堆积在桩芯部位,而钢筋笼外几乎无骨料,不仅桩身质量不好而且桩的侧摩阻力也难以发挥。有的工程计算承载力为14000kN以上,而静载试验不到5000kN就破坏,其中就有泥浆的影响。在空气中坍落度为21cm、扩散直径为38cm的砼,在水中坍落度下降为16.5cm、扩散直径为30.5cm,而在比重为1.2的泥浆中,坍落度则为14cm,扩散直径只有27cm。因此,对泥浆质量的管理决不是个小问题,监理一定要严格要求施工单位按规范要求控制泥浆质量。
5.沉渣与沉淤。一般易把沉渣与沉淤混为一谈,凡是孔底的沉积物统称沉渣,实际上是有区别的。沉渣是钻孔过程中钻机切削和孔壁塌落的岩土,主要是砂、砾石和碎岩硝等,而沉淤则是比重大、稠度大的劣质泥浆由于空孔时间过长沉淀而成的流塑状混合物,沉淤的厚度往往大于沉渣,沉渣与沉淤均在桩底形成软弱隔层,能导致端承力丧失殆尽。沉淤的控制主要是提高泥浆质量和减少空孔时间。沉渣的清除采用反循环成孔工艺能达到较好的效果,速度能达到2~3m/s.是正循环的40倍以上,故携渣能力强。为此,可采用正循环成孔,气举反循环清孔的工艺。此法现场只需增加一台6m3的空压机即可,费用不大,简便易行,效果良好。采用该法,关键是控制好孔内泥浆面的落降,落降快、落差大则易塌孔,因此补浆要跟上,而且抽渣时间要短。实践证明,应用得当,桩的承载力能大幅度提高。
6.砼灌注。砼灌注是最后一道也是最关键的一道工序。首先必须严格按设计强度配制砼。许多施工单位都是现场搅拌砼,其常见问题是:(1)砂石的含泥量偏大;(2)配料的计量不准确;(3)水泥保管不善受潮。
三、结语
在桥梁基础施工中,钻孔灌注桩施工因成本相对较低、噪声污染相对较小和工期相对节省等特点而被广泛运用。但由于钻孔灌注桩的施工工序较多、难度较大、较易出现质量问题,作为监理人员务必要强调施工准备阶段控制、加强施工阶段的控制、不断总结经验提高事后处理能力,才能在钻孔灌注桩施工中发挥积极的作用。
参考文献
[1]龙锦松.谈钻孔灌注桩施工监理.广东交通职业技术学院学报,2005,(4).