关于加强冲孔灌注桩施工质量控制措施的探讨

　　摘要：本文结合长乐市古槐镇计生服务大楼工程冲孔灌注桩施工情况，针对施工过程存在的一些问题，从施工监理角度，探讨冲孔灌注桩施工质量控制措施和办法，以期为我省冲孔灌注桩施工质量监理具体实践提供参考和指导。
　　关键词：冲孔灌注桩；施工；监理
　　冲孔灌注桩具有施工工艺简单、施工时间短、适用范围广、承载力强等优点，在我省建设工程得到广泛应用。但受冲孔灌注桩施工工艺标准控制不严、工程地质情况不可预见、施工管理不善、施工经验不足等因素的影响，冲孔灌注桩施工过程中会出现诸多的质量问题，如：桩位偏差、钢筋笼偏位、缩颈、孔壁塌落、孔底沉淤、桩身空洞、蜂窝、夹泥、断桩等，所以，作为监理人员应全面考虑以上各种可能的影响因素，结合工程实际，做好冲孔灌注桩施工质量事前、事中的全过程监理，把质量隐患消除在萌芽状态，本文主要结合工程实例进行分析。
　　（一） 长乐市古槐镇计生服务大楼工程概况及地质情况
　　长乐市古槐镇计生服务大楼工程由福建省林业勘察设计院设计，长乐市古槐建筑工程有限公司（现改为福建章诚隆建设工程有限公司）承建，工程地上8层、建筑面积1.2万平方米、工程抗震设防烈度为7度、建筑等级三等、主体结构使用年限为50年。工程场地地层情况（至上而下）①杂填土②粘土③淤泥④淤泥夹拌粉砂⑤中砂及淤泥⑥中砂⑦砾砂⑧卵石，桩基采用冲孔灌注桩、混凝土强度等级C25，持力层在⑧卵石层，桩端进入持力层不小于1.0米,工程开工时间2007年1月5日,竣工时间2007年12月26日.
　　(二)、施工准备阶段监理
　　在监理工作中，对于任何一个工程而言，事前控制是最有效的手段。冲孔灌注桩施工工序的连续性和隐蔽性决定了其前期监控工作的必要性。这一阶段的工作，主要是对施工组织设计的审查，还包括对各项现场准备工作及备料情况的监督和管理。可以通过前期准备工作情况对施工队伍的素质和管理水平有一个整体性的了解，对他们实际可能达到的质量水平和施工进度做出初步的估计。
　　1.施工单位资质审查
　　应审查承建单位的资质等级、施工承包的业务范围、技术与管理水平、以往的施工业绩、特殊工种人员持证上岗，冲孔灌注桩质量很大程度要靠现场工人完成，特别是施工工艺有严格要求的工种如：桩机长、搅拌机工人、电焊工人等，该工程相关技术人员均符合上述要求。
　　2．进场原材料审查
　　原材料是监理细则中设立的关键控制点，如果不严把原材料质量关，要想得到好的质量，那是不可能的。对进场的原材料，如水泥、碎石、砂等要按规范进行常规的检验，对进场的钢筋不仅要按规范进行外观检查，拉伸、冷弯、焊接试验，还要检查每批钢筋的质量证明文件上的批号是否与钢筋捆上的铭牌所标明的批号相符，不合格的材料坚决不能用于工程之中。
　　3．施工机械的审查
　　施工机具的好坏对能否保证施工质量起着至关重要的作用，优良的施工机具是实现质量控制的前提。对冲孔桩机的型号、数量、状态进行审核，依桩径不同应配备不同直径的冲锤若干，按要求还应配备泥浆泵、钢护筒、导管、储料料斗、吊车和泥浆比重测试仪等设备，重点检查这些设备的完整性及安全性能，设备档案齐全，不合格的机械不准进入现场，综合考虑该工程场地地质条件及工程实际情况，决定采用5台CZ-5型冲孔桩机，16t吊车及相关辅助设备。
　　4．审查施工方案
　　虽然冲孔灌注桩的施工工艺已经不断走向成熟，但其工序复杂，从测设桩位开始冲孔到水下浇筑桩身混凝土的过程中，稍有不慎或把关不严，就会造成孔径垂直度偏差，冲孔过程偏孔、扩径、坍孔，水下混凝土灌注时出现堵管、缩颈、断桩、桩身混凝土强度不足、桩顶混凝土不密实或强度不足以及钢筋笼上浮等质量事故。所以必须对其施工方案有一个较为详细的审核，特别是地质资料和施工图纸，对每一个细节都要审查到位，要注意细化和可操作性，特别是关键环节、关键部位的做法及质量控制措施，施工组织设计还要体现施工单位的施工管理制度等，根据笔者所经历过的施工监理实例，总结出冲孔灌注桩施工流程如图1所示，根据不同工程实际，其施工流程在细节方面会有所不同，但各个环节必须到位，保证其连续性、合理性。
　　
　　图1冲孔灌注桩施工流程
　　5．编制监理细则
　　监理细则对于指导现场的监理活动来说，是非常重要的。细则的编制要根据工程的具体情况，提出有针对性的质量、安全及成本控制措施，还应考虑施工过程突发事件的应对方案，如桩孔倾斜、断桩、坍孔等。该工程监理细则中将以下几个部位作为关键控制点：定桩位、护筒安装、钻机安装、冲击成孔、第一次清孔、钢筋笼制作质量控制、钢筋笼吊装、导管插入、第二次清孔、漏斗隔水栓安装、灌注水下混凝土。
　　（三）、施工阶段监理
　　 施工阶段的监理将直接影响到施工工序的承接、施工进度的进行、施工质量的好坏及施工事故的防范，接下来针对主要施工工序的监理细节进行分析。
　　1．测量放线
　　主要是对孔位测量定位进行审查，标记是否完整正确，放样是否精准无误，特别是在精度上要满足以下要求。对于桩径为0.8m的桩位容许偏差；垂直桩基轴线的桩位偏差为d/6，且不大于100mm；沿轴线的桩位偏差为d/4，且不大于150mm；桩径偏差为-50mm～+100mm。
　　2.护筒埋设
　　孔位测量定位并审核完毕后，进行孔口护筒挖埋检查，首先必须对护筒的质量进行审查，护筒宜用4～6mm钢板制作，其内径宜大于钻头直径100mm。然后对护筒的埋设质量进行检查，护筒四周要求用粘土分层填实，以保持护筒的位置正确、稳定；护筒中心偏差不大于50mm，要保证施工的桩孔中心和桩位中心重合；护筒埋设深度以1～1.5m为宜；护筒上面要有控制桩位中心的标志。
　　2.3冲孔桩机就位
　　首先要确保工程桩位的准确无误，为此，除全面测设工程桩位外，桩机就位时的工程桩位复测也是不可或缺的，并对测量结果进行审核。对于桩机要确定机台稳固，不会在施工中发生倾斜、移动，保证立轴垂直，导杆位置精确，钻机要达到“平、正、直”，且钻头中心及钢丝绳都要与桩位中心重合。另外需要注意的是，冲孔灌注桩属部分挤土成孔法，应实行跳打原则，防止因桩机荷载和冲孔所产生的应力释放而影响到刚浇筑完混凝士的邻桩质量。当无法调整避开时，监理人员应要求至少待混凝上浇筑完成72h后方可进行邻桩施工。[!--empirenews.page--]
　　2.4冲孔
　　冲孔桩机就位后，应检查机底是否调平并固定，否则不能开机冲孔。为保证桩身的垂直度，桩机不产生不均匀倾斜，监理人员应当做好以下工序质量安全控制：
　　(1)开孔操作应低锤密击。并控制钢绳放松量，勤放少放。防止钢绳放松过多减少冲程；放松过少，则不能有效冲击，形成“打空钻”，损坏冲击钻具。软土层中以泥浆补给情况控制速度，在硬土层或岩层中以钻机不发生跳动为准控制钻进速度。
　　(2)开孔时，在护筒脚以下2m内，采用小冲程1m左右，进行低锤密击冲击成孔，并保证泥浆补给，保持孔内浆面稳定。另外，要注意钢丝绳在孔中的位置，偏斜后应及时调整。
　　(3)在成孔过程中采用浓泥浆护壁的方法施工，应注意泥浆浓度，并控制泥浆比重在1.15～1.25之间。施工时发现塌孔、偏孔、斜孔时，要及时处理，发现缩颈时应经常提动钻具，修正孔壁。每次冲击时间不宜过长，以防卡钻。
　　(4)在有地下水、流沙、砂夹层、淤泥等土层中冲孔时，应灌入比重为1.15～1.25的固壁泥浆，用以衬护孔壁，避免出现塌孔现象。当地下水位很高时，应保持泥浆水位高出地下水位1.5m左右；遇孤石时可抛填相似硬度的片石或卵石，用高冲程冲击，或高低冲程交替冲击将大孤石击碎挤入孔壁。
　　(5)采用冲击成孔的端承桩，必须保证桩孔进入基岩达到设计要求的深度，并将孔底清理干净；一般冲孔进入持力岩层中每100～300mm深要清孔一次，以备终孔。另外，监理人员在决定终孔时一定要参考地质资料，冲孔完成后，应立即检查成孔质量，并填写施工记录。
　　5．清孔
　　清孔的目的是用泥浆循环清除孔底沉碴、孔壁回淤，重点检查孔口、孔深、桩孔中心线、桩径、断面形状、孔的垂直度等参数，监理人员应认真检查成孔质量，作出详细记录。每一次清孔，利用高压泵清渣操作时应将泥浆管放至距孔底300～500mm。开动泥浆泵注入制备泥浆时，要控制好其浓度，若浆过稀不利于护壁、排渣。孔内置换出的泥浆比重在1.15～1.25左右，或以手触感觉泥浆无颗粒时停止注浆，沉渣厚度小于100mm即可。在灌注混凝土前用灌注导管进行第二次清孔，要确保孔底沉渣厚度不超过100mm：清孔时应不断置换泥浆，孔底500mm以内护壁泥浆比重应≤1.25，含砂率≤8％，黏度≤2.8s。
　　6．钢筋笼制作与吊放
　　钢筋笼的制作应严格按图纸尺寸加工，在现场分段制作的钢筋笼，其长度以5～8m为宜，纵向主筋应沿桩身周边均匀布置，钢筋接头数目尽量达到最少。箍筋宜采用螺旋或焊接环式箍筋，当钢筋笼长度超过4m时，每隔2m左右需设一道焊接加劲箍筋，以加强其刚度和整体性。钢筋笼的施工质量要达到设计图纸要求，不合格的钢筋笼不得进行吊装。
　　吊放施工时要对准孔位、吊直扶稳，缓缓下沉，避免碰撞孔壁。在钢筋笼外周同一平面每隔3m需对称设置3根定位钢筋“耳朵”或混凝土垫块，以控制钢筋笼居中。钢筋笼保护层的厚度应不小于50mm，主筋保护层偏差为±20mm之内。钢筋笼应牢固地绑扎或焊牢在孔口，使之不能上浮或下降。保证其“正、直、中”后要立即灌注混凝土，以防塌孔。
　　7．导管插入
　　插入导管是为了准备第二次清孔的浇灌混凝土，首先要检查导管的制作质量，导管的直径一般为200～300mm，制作误差不大于2mm；其分节长度由施工工艺确定，底管长度不宜小于4000mm；各节宜用法兰或双螺纹方扣快速连接；导管使用前应试水压，水压为0.6～1.0MPa，导管底至桩孔底的距离一般为300～500mm。
　　2.8混凝土配制
　　在现场配制混凝土，要严格按实验室的试配单进行施工。要求必须做好混凝土开盘记录，充分保证混凝土的搅拌时间不少于2min（即2分钟），使混凝土具有良好的和易性、流动性、保水性，要求坍落度控制在18～22cm左右，粗骨料最大粒径不得大于40mm，细骨料尽量选用中砂，为此应安排固定的人员开搅拌机，其主要质量指标如表1所示，通过检测该工程混凝土相关指标符合要求。表1

　　2.9灌注混凝土
　　下导管进行水下灌注混凝土，其标号不得低于C25，其操作过程应保证连续性，并分层进行捣实，每层高50～60cm，监理人员应该要求其操作过程要达到以下标准。
　　（1）混凝土浇筑时要采用适宜的工艺，该工程则采用“拔球法”直接利用冲击钻机吊运混凝土进行灌注，并选择最大斗量为3.5m3的容量进行灌注，以便充分溅开孔底沉渣和沉淤，保证桩身有较好的密实性，在灌注过程中要求利用浮标或测锤测定混凝土的灌注高度，以便及时检查灌注质量。
　　(2)选择直径为250mm的刚性导管进行水下混凝土灌注，要求导管连接密封良好，导管底部下至距孔底0.3～0.5m。
　　(3)必须保证首灌量，使漏斗和储斗之间混凝土体积达到首灌埋管1.0m以上。
　　(4)连续作业。一次成桩浇灌混凝土的时间间隔不得超过混凝土的初凝时间，一般≤2.5h（即2.5小时），灌注过程中保持埋管深度不小于2.Om，要求对每根桩在现场随机抽样制作混凝土试块，用以检验桩身混凝土质量。
　　(5)首灌后应测量混凝土面，确定导管埋深，随着混凝土的上升。要适当提升和拆卸导管，导管底端埋入管外混凝土面以下一般应保持2.3m，不得小于1.Om，要严禁把导管底端提出混凝土面。
　　(6)终灌超出高度相对于桩顶设计标高不小于O.5m，以便保证凿除浮浆后桩顶混凝土达到设计强度值。
　　（四）桩基验收阶段监理
　　桩基阶段还有两道施工工序，土方开挖及凿除超高处混凝土桩头。这两项施工从属于不同的施工工序，所以监理人员要协调好两个工序的工作关系。对于处理桩头的质量控制，主要是保护好承台锚固钢筋及伸入承台的桩端不受损坏，重在检查钢筋的锚固长度和桩顶标高是否符合要求。该工程共施工58根桩，其中6根采用静载实验验桩，全部采用锤击动测法检验桩身完整性，实验结果都表明，桩身完整性、桩的混凝土强度和承载力、均满足或超过设计要求，桩基验收达到合格标准。这一结果是同严格施工过程监理质量控制是分不开的，所以作为监理人员要重视冲孔灌注桩施工过程质量监理。[!--empirenews.page--]
　　（五）结束语
　　冲孔灌注桩施工过程质量监理是一个循序渐进的过程，需要对各个环节进行综合性控制，监理人员在此工程中不只是对施工质量的监督与管理，还需要对整个施工进度、施工成本有一个整体性的把握，文章只是结合笔者工作经验对主要部分的监理实践进行分析，在类似工程中还需要结合实际工程状况。
　　参考文献：
　　[1]GBJ50300-2001,建筑工程施工质量验收统一标准[S].
　　[2]GBJ301-88,建筑工程质量检验评定标准[S].
　　[3]JGJ94-1994,建筑桩基础技术规范[S].
　　[4]GB50202-2002,建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

《关于加强冲孔灌注桩施工质量控制措施的探讨》

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