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【摘 要】随着我国工程建设的快速发展,在许多工程中大量采用了钻孔灌注桩基础。但其施工技术及施工质量控制也相对复杂,因此,加强钻孔灌注桩施工监理控制显得尤为重要。本文结合工程实例,以施工监理的角度,重点论述了钻孔灌注桩工程施工质量控制要点,对提高钻孔灌注桩工程施工质量监理具有一定的指导意义。
【关键词】灌注桩工程;施工难点;质量控制;施工工艺;监理控制
随着我国工程建设事业的蓬勃发展,钻孔灌注桩是桩基础中常见的一种形式,具有施工速度快、占地少等优点。然而由于其施工技术复杂、工艺流程相互衔接紧密,施工质量较难控制,很容易出现各种质量缺陷,影响桩身的完整性和单桩的承载能力。因此必须加强施工监理。本文结合工程实例,进行相关施工监理的分析探讨,以达到钻孔灌注桩施工质量控制的目的。
1 工程实例
某建筑工程,总建筑面积6万m2,总投资5亿元,主体结构采用劲钢混凝土结构,基础采用钻孔混凝土灌注桩.是政府投资建设的大型公共服务项目,也是重要的大型商务会展场所,对经济发展意义重大,它的建成将极大地推进会展业的发展。
2 施工难点
钻孔混凝土灌注桩由于其桩径较大,施工大部分是在水下进行的,其施工过程存在很大的隐蔽性.施工难度大,施工中易出现问题.成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题,都将直接影响到整个工程的质量和进度,甚至给投资造成巨大的经济损失带来不良的社会影响。因此,要求桩基工程施工在技术措施上要落实.并加强施工质量管理,抓好施工过程中每一个环节的质量。对钻孔混凝土灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录,以便有效地对桩基施工质量加以控制。如何保证桩身质量以及桩承载力达到设计要求是桩基工程施工的重点和难点。
3 质量控制目标
钻孔灌注桩施工质量控制必须达到以下几个目标:成桩过程各项指标包括桩位桩长.桩径,孔底沉渣、终孔垂直度及成桩材料质量等能满足设计要求j预留混凝土试块强度满足规范要求;桩身完整、匀质,连续性好.无夹泥、断桩等缺陷桩极限承载力满足规范规定的验收指标。
4 施工工艺流程
施工前必须全面掌握钻孔混凝土灌注桩的施工工艺,因钻孔设备不同,其施工工艺流程也不一样。其主要施工工艺流程为:场地平整→孔位测定→护筒埋设→钻机就位→开钻成孔→提钻→第一次清孔→检孔→钢筋笼吊放→下导管→第二次清孔→水下混凝土灌注→提拔导管→成桩→检测。
5 钻孔混凝土灌注桩施工监理控制
5.1 施工准备阶段监理控制
5.1.1 做好施工组织设计审核工作
施工组织设计审核应重点指出工程的特殊性、施工方法等.施工方案应控制钻孔机械设备是否适合地质需要,投入设备能否保证施工进度需要,钻孔平台搭设是否符合安全要求。
5.1.2 测量定位控制
要采取施工单位自检及监理人员复检、验收相结合的措施.严格控制其偏差在设计或规范允许的范围内。在测量放线时,应选用全站仪采用坐标定位法放样桩位测量后还要用钢尺与相邻的桩位进行校核,看所测距离与计算值是否一致.以避免发生错误。
5.1.3 泥浆控制
泥浆有稳定和保护孔壁的作用.它可使孔内钻渣呈悬浮状态,有利于将钻渣排出孔外.质量控制时.主要控制泥浆的技术指标。相对密度检测方法,可用泥浆相对密度计测定。
5.1.4 材料质量控制
原材料质量直接关系到产品质量,在工程开工前应对施工用钢材和混凝土用砂碎石水泥进行原材料试验.只有合格的材料方准投入使用,并对混凝土进行配合比试验使混凝土满足强度和和易性要求。
5.2 施工阶段质量监理控制
施工过程的质量监控是关键,应抓住其质量控制点,对影响施工质量的有关环节和施工参数进行严格控制。
5.2.1 成孔过程质量监控
(1)孔深及清孔控制。孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素,水下灌注桩桩底沉渣厚度按设计值进行控制。钻孔结束后,监理人员应要求施工单位在进行一次清孔的同时必须不断地补充泥浆,将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换出来:二次清孔时最好采用泵吸反循环清孔,若采用正循环清孔,要排出岩渣和泥团,须加大泥浆比重和粘度,且清孔的速度要慢。
(2)扩径和缩径控制。扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其他不良地质现象引起的。扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的.缩孔是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、黏土泥岩造成的。
(3)钻孔倾斜度控制。钻孔开始前,应对桩机平台进行认真检测,检测钻盘四角标高,保证钻机平台水平,钻杆垂直在钻孔中经常检查钻杆垂直度.并用检孔器吊入孔内检查,检孔器采用较粗钢筋焊成圆笼状,其外径为桩的设计直径.长约直径的4倍~6倍当检孔器不能沉至已钻的深度.或发现钻杆倾斜、吊绳偏移护筒中心.应考虑发生斜孔。倾斜度检测方法:检孔器顶用粗钢筋焊接十字架.钢丝绳系一端在十字架中间另一端通过钻架顶部滑轮与卷扬机相连,钻架顶部滑轮投影为钻孔桩中心,在检孔器下沉过程中.测量钻机平台平面上钢丝绳相对钻孔中心的偏离距离,其数值与钻孔平台到钻架顶滑轮的距离之比值,即为倾斜度,其值不能大于1%。
5.2.2 钢筋笼质量监控
(1)检查钢筋原材料是否合格.钢筋进货应有出厂质量证明单或试验报告单每捆(盘)均应有标示牌.进场材料应按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收.并按规定截取试样抽验.合格后方可使用。
(2)采购进场的钢筋.应进行力学性能及可焊性性能试验。进场后的钢筋每批(同品种、同等级、同一截面尺寸、同炉号同厂家生产的每60t为一批)内任选3根钢筋.各截取一组试样每组三个试件,一个试件用于拉伸试验(屈服强度、抗拉强度及延伸率),一个试件用于冷弯试验,一个试件用于可焊性试验。如果有一个试件试验失败或不符合要求,另取两个试件再做试验。如果两个试件中有一个试验结果仍不符合要求,则该批钢筋不得使用。
(3)钢筋焊接接头的检验,钻孔灌注桩钢筋接头采用焊接连接.主筋的纵向焊接应优先采用闪光对焊,在下钢筋笼过程中,钢筋笼接长时无法采用闪光对焊,则采用电弧焊焊接。钢筋接头的检验焊接前必须根据施工条件进行试焊,按不同的焊接方法至少抽取每组三个试样进行基本力学性能检验。
(4)钢筋骨架制作偏差的检验。钻孔灌注桩主筋间距允许偏差20mm:箍筋间距允许偏差10mm:骨架外径允许偏差5mm.骨架保护层厚度允许偏差10mm;骨架长度允许偏差10mm。
5.2.3 灌注过程质量监控
(1)混凝土配合比、坍落度控制。混凝土的坍落度是反映混凝土工作性的重要指标,一般应控制在8cm~22cm范围内。骨料粒径以0.5cm~3cm为宜,最大不超过4cm.以防卡管含砂率宜用40%-50%,水灰比用0.5~0.6,每m3混凝土的水泥用量不少于350kg。
(2)导管埋深控制。监理人员应要求施工单位在开浇时,料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1.0m以上的混凝土初灌量.以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象,导致浇灌失败;在浇注过程中.要经常探测混凝土面实际标高.计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置,保持导管合理埋深导管埋深一般应控制在2m~6m,过大或过小都会出现不同形式的质量问题直接影响桩的质量。
(3)钢筋笼上浮控制措施。在钢筋笼上加压重物,并在上端加焊四根较粗钢筋(20以上)固定在钢护筒顶部施工平台上;当混凝土上升至钢筋笼底部附近时,小步提升导管以保持较小的埋管深度(≥1.5m),并减缓混凝土的灌注速度。
(4)桩头质量控制措施。在混凝土灌注过程中,特别是混凝土灌注到桩顶部时,必须保证导管上口高度高出桩顶或孔内水位4m~6m以形成混凝土压力.使桩内混凝土在灌注过程中自然密实。
5.3 验收阶段质量监理控制
5.3.1 成桩完毕后质量检测的监理程序
(1)检测桩位偏差是否满足设计与规范要求;
(2)随机无破损检测或钻探取芯试验结果是否满足设计与规范要求并旁站对桩基质量检测的其他检测过程;
(3)检查试块混凝土强度是否满足设计与质量评定标准;
(4)分项工程完工验收。
5.3.2 质量检测
目前检测钻孔灌注桩合格与否的方法有静荷载试验、动测法和取芯法,实际应用时常选用上述1~2种,把静载荷法和动测法结合起来较为合理。本工程采用了静荷载试验法和动测试验法对桩基工程进行了检测.结论合格。
根据静载和和动测试验报告结果确认符合有关规范和设计要求后,要求施工单位对桩位、桩顶标高进行实测并绘制桩基竣工平面图;同时对桩基质保资料进行整理和核查。各项施工技术资料经审查符合要求后,组织桩基验评。
6 结语
总而言之,钻孔灌注桩的施工是一项复杂的系统工程,其整个施工过程都是隐蔽工作,要做好其施工监理工作,其关键还在于人。作为施工监理方必须熟悉设计图纸及各项技术要求,不断提高业务素质和技术水平,要有高度的责任心,以防为主。同时还要对灌注桩各个施工环节要充分重视并采取有效的预防措施,以保证工程质量。
参考文献
[1]胡春伟,钻孔灌注桩的施工及监理[J]山西建筑,2007.15
【关键词】灌注桩工程;施工难点;质量控制;施工工艺;监理控制
随着我国工程建设事业的蓬勃发展,钻孔灌注桩是桩基础中常见的一种形式,具有施工速度快、占地少等优点。然而由于其施工技术复杂、工艺流程相互衔接紧密,施工质量较难控制,很容易出现各种质量缺陷,影响桩身的完整性和单桩的承载能力。因此必须加强施工监理。本文结合工程实例,进行相关施工监理的分析探讨,以达到钻孔灌注桩施工质量控制的目的。
1 工程实例
某建筑工程,总建筑面积6万m2,总投资5亿元,主体结构采用劲钢混凝土结构,基础采用钻孔混凝土灌注桩.是政府投资建设的大型公共服务项目,也是重要的大型商务会展场所,对经济发展意义重大,它的建成将极大地推进会展业的发展。
2 施工难点
钻孔混凝土灌注桩由于其桩径较大,施工大部分是在水下进行的,其施工过程存在很大的隐蔽性.施工难度大,施工中易出现问题.成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题,都将直接影响到整个工程的质量和进度,甚至给投资造成巨大的经济损失带来不良的社会影响。因此,要求桩基工程施工在技术措施上要落实.并加强施工质量管理,抓好施工过程中每一个环节的质量。对钻孔混凝土灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录,以便有效地对桩基施工质量加以控制。如何保证桩身质量以及桩承载力达到设计要求是桩基工程施工的重点和难点。
3 质量控制目标
钻孔灌注桩施工质量控制必须达到以下几个目标:成桩过程各项指标包括桩位桩长.桩径,孔底沉渣、终孔垂直度及成桩材料质量等能满足设计要求j预留混凝土试块强度满足规范要求;桩身完整、匀质,连续性好.无夹泥、断桩等缺陷桩极限承载力满足规范规定的验收指标。
4 施工工艺流程
施工前必须全面掌握钻孔混凝土灌注桩的施工工艺,因钻孔设备不同,其施工工艺流程也不一样。其主要施工工艺流程为:场地平整→孔位测定→护筒埋设→钻机就位→开钻成孔→提钻→第一次清孔→检孔→钢筋笼吊放→下导管→第二次清孔→水下混凝土灌注→提拔导管→成桩→检测。
5 钻孔混凝土灌注桩施工监理控制
5.1 施工准备阶段监理控制
5.1.1 做好施工组织设计审核工作
施工组织设计审核应重点指出工程的特殊性、施工方法等.施工方案应控制钻孔机械设备是否适合地质需要,投入设备能否保证施工进度需要,钻孔平台搭设是否符合安全要求。
5.1.2 测量定位控制
要采取施工单位自检及监理人员复检、验收相结合的措施.严格控制其偏差在设计或规范允许的范围内。在测量放线时,应选用全站仪采用坐标定位法放样桩位测量后还要用钢尺与相邻的桩位进行校核,看所测距离与计算值是否一致.以避免发生错误。
5.1.3 泥浆控制
泥浆有稳定和保护孔壁的作用.它可使孔内钻渣呈悬浮状态,有利于将钻渣排出孔外.质量控制时.主要控制泥浆的技术指标。相对密度检测方法,可用泥浆相对密度计测定。
5.1.4 材料质量控制
原材料质量直接关系到产品质量,在工程开工前应对施工用钢材和混凝土用砂碎石水泥进行原材料试验.只有合格的材料方准投入使用,并对混凝土进行配合比试验使混凝土满足强度和和易性要求。
5.2 施工阶段质量监理控制
施工过程的质量监控是关键,应抓住其质量控制点,对影响施工质量的有关环节和施工参数进行严格控制。
5.2.1 成孔过程质量监控
(1)孔深及清孔控制。孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素,水下灌注桩桩底沉渣厚度按设计值进行控制。钻孔结束后,监理人员应要求施工单位在进行一次清孔的同时必须不断地补充泥浆,将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换出来:二次清孔时最好采用泵吸反循环清孔,若采用正循环清孔,要排出岩渣和泥团,须加大泥浆比重和粘度,且清孔的速度要慢。
(2)扩径和缩径控制。扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其他不良地质现象引起的。扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的.缩孔是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、黏土泥岩造成的。
(3)钻孔倾斜度控制。钻孔开始前,应对桩机平台进行认真检测,检测钻盘四角标高,保证钻机平台水平,钻杆垂直在钻孔中经常检查钻杆垂直度.并用检孔器吊入孔内检查,检孔器采用较粗钢筋焊成圆笼状,其外径为桩的设计直径.长约直径的4倍~6倍当检孔器不能沉至已钻的深度.或发现钻杆倾斜、吊绳偏移护筒中心.应考虑发生斜孔。倾斜度检测方法:检孔器顶用粗钢筋焊接十字架.钢丝绳系一端在十字架中间另一端通过钻架顶部滑轮与卷扬机相连,钻架顶部滑轮投影为钻孔桩中心,在检孔器下沉过程中.测量钻机平台平面上钢丝绳相对钻孔中心的偏离距离,其数值与钻孔平台到钻架顶滑轮的距离之比值,即为倾斜度,其值不能大于1%。
5.2.2 钢筋笼质量监控
(1)检查钢筋原材料是否合格.钢筋进货应有出厂质量证明单或试验报告单每捆(盘)均应有标示牌.进场材料应按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收.并按规定截取试样抽验.合格后方可使用。
(2)采购进场的钢筋.应进行力学性能及可焊性性能试验。进场后的钢筋每批(同品种、同等级、同一截面尺寸、同炉号同厂家生产的每60t为一批)内任选3根钢筋.各截取一组试样每组三个试件,一个试件用于拉伸试验(屈服强度、抗拉强度及延伸率),一个试件用于冷弯试验,一个试件用于可焊性试验。如果有一个试件试验失败或不符合要求,另取两个试件再做试验。如果两个试件中有一个试验结果仍不符合要求,则该批钢筋不得使用。
(3)钢筋焊接接头的检验,钻孔灌注桩钢筋接头采用焊接连接.主筋的纵向焊接应优先采用闪光对焊,在下钢筋笼过程中,钢筋笼接长时无法采用闪光对焊,则采用电弧焊焊接。钢筋接头的检验焊接前必须根据施工条件进行试焊,按不同的焊接方法至少抽取每组三个试样进行基本力学性能检验。
(4)钢筋骨架制作偏差的检验。钻孔灌注桩主筋间距允许偏差20mm:箍筋间距允许偏差10mm:骨架外径允许偏差5mm.骨架保护层厚度允许偏差10mm;骨架长度允许偏差10mm。
5.2.3 灌注过程质量监控
(1)混凝土配合比、坍落度控制。混凝土的坍落度是反映混凝土工作性的重要指标,一般应控制在8cm~22cm范围内。骨料粒径以0.5cm~3cm为宜,最大不超过4cm.以防卡管含砂率宜用40%-50%,水灰比用0.5~0.6,每m3混凝土的水泥用量不少于350kg。
(2)导管埋深控制。监理人员应要求施工单位在开浇时,料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1.0m以上的混凝土初灌量.以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象,导致浇灌失败;在浇注过程中.要经常探测混凝土面实际标高.计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置,保持导管合理埋深导管埋深一般应控制在2m~6m,过大或过小都会出现不同形式的质量问题直接影响桩的质量。
(3)钢筋笼上浮控制措施。在钢筋笼上加压重物,并在上端加焊四根较粗钢筋(20以上)固定在钢护筒顶部施工平台上;当混凝土上升至钢筋笼底部附近时,小步提升导管以保持较小的埋管深度(≥1.5m),并减缓混凝土的灌注速度。
(4)桩头质量控制措施。在混凝土灌注过程中,特别是混凝土灌注到桩顶部时,必须保证导管上口高度高出桩顶或孔内水位4m~6m以形成混凝土压力.使桩内混凝土在灌注过程中自然密实。
5.3 验收阶段质量监理控制
5.3.1 成桩完毕后质量检测的监理程序
(1)检测桩位偏差是否满足设计与规范要求;
(2)随机无破损检测或钻探取芯试验结果是否满足设计与规范要求并旁站对桩基质量检测的其他检测过程;
(3)检查试块混凝土强度是否满足设计与质量评定标准;
(4)分项工程完工验收。
5.3.2 质量检测
目前检测钻孔灌注桩合格与否的方法有静荷载试验、动测法和取芯法,实际应用时常选用上述1~2种,把静载荷法和动测法结合起来较为合理。本工程采用了静荷载试验法和动测试验法对桩基工程进行了检测.结论合格。
根据静载和和动测试验报告结果确认符合有关规范和设计要求后,要求施工单位对桩位、桩顶标高进行实测并绘制桩基竣工平面图;同时对桩基质保资料进行整理和核查。各项施工技术资料经审查符合要求后,组织桩基验评。
6 结语
总而言之,钻孔灌注桩的施工是一项复杂的系统工程,其整个施工过程都是隐蔽工作,要做好其施工监理工作,其关键还在于人。作为施工监理方必须熟悉设计图纸及各项技术要求,不断提高业务素质和技术水平,要有高度的责任心,以防为主。同时还要对灌注桩各个施工环节要充分重视并采取有效的预防措施,以保证工程质量。
参考文献
[1]胡春伟,钻孔灌注桩的施工及监理[J]山西建筑,2007.15