某桥梁主墩大直径桩基施工监理

湘潭市湘江**桥主墩桩基施工监理介绍摘要：本文通过湘潭市湘江**桥直径Ф2.8m钻孔灌注桩气举反循环施工技术、质量控制要点和监理手段的介绍，为大直径钻孔灌注桩施工探索出一套可靠的、经济的施工方法和施工技术控制要点，对大直径钻孔灌注桩的质量监理方法的介绍，为今后类似工程的施工监理提供参考借鉴之用。关键词：大直径桩全过程监理新工艺高效益工程概况一、工程概况湘江**桥是湖南湘潭市二环线上的一座特大桥，大桥西起二环线与上瑞国道联络线的交点，东接107国道。大桥全长1344.96m，其中主桥长度640m，为120m＋400m＋120m斜拉飞燕式钢管混凝土拱桥。(主桥结构形式如下图)本工程主桥共设2个主墩(即：西岸的24#墩和东岸的25#墩)，每个主墩桩基均采用24根Ф2.8m的钻孔灌注桩，梅花形布置。24#主墩桩长29.5m，25#主墩桩长23.5m。2个主墩基础均坐落在湘江河中，故施工采用双壁钢围堰做为围水结构和作业平台。双壁钢围堰为哑铃型，外型最大尺寸为长56.2米，宽22.0米，24#墩高13.0米（25#墩高13.5米）。桩底设计标高为+19.0m，承台封底混凝土厚度为2.0m。（主墩的桩位布置如图所示）二、地质条件简介24#主墩处河床平均标高为20.94m，局部覆盖层为厚度约1.8m卵石土，稍密～中密，饱和，卵石粒径2～6cm，含量约70%，亚圆形，以下为强风化砂岩、弱风化砂岩、微风化砂岩；25#主墩处无覆盖层，河床为强风化砂岩、弱风化砂岩、微风化砂岩。两主墩经炸礁处理后（钢围堰沉放前）均为弱风化砂岩。三、主墩桩基施工的设计技术要求1、主墩桩基桩底沉渣厚度不大于5cm。2、桩身混凝土为C25水下砼，砼保护层厚5cm。3、钢筋笼主筋为φ28（24#墩）、φ25（25#墩），箍筋为φ12。4、需嵌入承台锚固钢筋的长度为1.5m。5、设计要求桩底进入微风化砂岩不小于6.5m，按支承桩设计，桩顶标高为+21.0m。6、其他施工工艺和质量检查标准按设计图纸、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）和《公路工程质量检验标准》有关规定执行。工程技术难点及处理方法简介从以上介绍的工程概况可以看出，本工程桩基施工的技术难点较突出，主要存在以下几方面的难点：①双壁钢围堰的制作与定位；②桩基钢护筒的制作与定位；③大孔径桩基的钻进施工；④钢筋笼的制作；⑤大孔径桩基的混凝土浇注工艺。因此，本工程的监理部一经成立，就组织相关监理人员熟悉施工图纸，理解设计意图。并在项目部的施工方案上报后，马上组织人员进行方案审查，对不完全合理的施工工艺及方法与项目部、业主单位的技术人员进行讨论。最后与业主单位和项目部一道对桩基施工的技术难点做以下的技术处理：一、双壁钢围堰的制作与定位根据墩位的河床标高和地质情况，拟定24＃墩钢围堰高13m，25#墩钢围堰高13.5m，顶面标高均为32.0m。考虑到制造和拼装方便，将钢围堰立面分为3节，每层在平面分成16块，平均每块8～12t。首节钢围堰高度为5.4m。首节钢围堰制作场地设在西岸桥位上游的滩地上，加工场地面积160×35m。并在洪水到来之前完成首节钢围堰的制作和拼装，24#墩和25#墩钢围堰同时施工，于2004年4月15日前完成，监理部旁站钢围堰的水密性试验，证明首节钢围堰不渗水后进行浮运和粗定位。钢围堰首节以上部分分为两节加工，第二节高3.2m，第三节高4.4m。首节钢围堰浮运到设计墩位附近后进行粗定位，并开始第二节和第三节钢围堰的接高施工，钢围堰的接高施工要求各构件对称安装，并加强对钢围堰的测量观测，防止钢围堰接高施工过程倾覆，施工完成后进行定位沉放。最后在潜水员的配合下对钢围堰外侧刃脚进行堵漏施工。二、桩基钢护筒的制作与定位按照本工程的地质资料，主墩位置无软弱基础，护筒在孔桩钻进过程不必当心塌孔或变形而造成移位，而且钢围堰封底混凝土施工后，围堰内的水位已基本固定，护筒受到侧向的土压力或水压力非常小。因此，主墩的桩基钻进工艺经业主单位、监理部和项目部召开专题会议讨论采用薄壁护筒的清水钻进。具体实施办法如下：主墩钢护筒采用12mm厚A3钢板卷制，内径为φ300cm。钢护筒分上、下游两部分（12根桩）固定在固定架上整体吊装就位。钢护筒顶标高为22.0m，护筒平均长度3m。然后浇注水下封底混凝土固定钢护筒。施工时，固定架先拼装成整体，在钻桩施工平台安装以前先悬挂在围堰内，待施工平台拼装好后，由设置于平台顶面上的起重设备（卷扬机）将固定架和钻孔钢护筒一起吊装下放至岩面。当钢护筒触及岩面时，即调平固定架使钢护筒铅垂，然后将吊点定死。经测量检查钢护筒位置符合要求后，在固定架四角撑腿处用楔块塞死。为了便于钻机定位、清孔和防止杂物掉入钻孔内，在预埋的钢护筒上需再接上临时导向护筒。导向护筒的内径亦为φ300cm，壁厚4mm，壁外用环向钢板和竖向肋条加劲，导向护筒与预埋的护筒采用法兰连接，法兰连接处采用橡胶条止水。这些工作由潜水员进行水下操作。导向护筒待孔桩成桩后即可拆除并周转使用。由于采用导向薄壁护筒并周转使用的施工工艺（放弃传统的全护筒），节约了大量的施工费用。三、大孔径桩基的钻进施工钻孔机具选用KP3500型转盘式钻机。KP3500型转盘式钻机最大扭矩210KN/m，钻头为菠萝滚刀式钻头，采用钢轮行走，全液压驱动，四泵双马达组成恒功率驱动回路，并采用液压缸代替卷扬机，具有钻孔直径大，辅助时间短，钻进速度快，工作效率高等特点，每根桩成孔只需4~5天；冲击钻机重量较轻，对钻桩平台承载力要求不高，本工程的两个主墩共安排2台KP3500型转盘式钻机、四台YKC-100型冲击钻机并配置四个8～10t冲锤和一台6m3/min空压机进行施工。冲机施工开始时曾采用常规正循环施工，但由于主墩桩径大和清水钻进等原因，造成清渣速度缓慢，成桩约需16天/根。后来改用气举反循环清渣。清渣速度明显提高，孔桩冲进效率高，每天平均可进尺2.5m。四、钢筋笼制作加工工艺钢筋笼制作工艺介绍：主墩桩基钢筋笼直径大，制作、运输、吊装过程极易产生变形，因此统一安排在钢筋加工场自制的胎模上定点加工。为了尽量减少钢筋笼吊装的作业时间，主筋的连接采用剥肋滚轧直螺纹连接。在钢筋笼加工之前根据钢筋笼总长按直线每隔两米（同加劲箍的间距一样）设置一个半圆形胎膜。主筋滚轧完成后在胎膜上拼接成型，由于每根钢筋笼均由56根主筋组成，为了保证吊装对接准确，采用整根钢筋笼在胎膜上制作，然后再分节拆除吊装。其中一节主筋在滚轧时按非标加工—-即螺纹长度为连接套的一倍。每节钢筋笼的吊点位置设置特别加强箍，以加强吊点处的局部刚度防止吊装时产生变形。最后将制作好的钢筋笼在连接处拆开分节,拆开前选定其中二根钢筋并做好标记以便连接对号,用吊车吊离胎膜，进行下一条钢筋笼制作。钢筋笼在吊放时采用两点起吊，钢筋笼起吊竖直后再慢慢进入孔口，缓慢下放，严禁摆动碰撞孔壁。在拼接过程中，上节与下节钢筋笼对接处的每条主筋都要吻合，且在同一竖直轴线上,扭紧套筒后（钢筋与钢筋连接处不得有空隙）,继续缓慢下放。钢筋笼下到设计标高后，定位于孔中心，将主筋或其延伸钢筋焊接在护筒上，以防骨架在浇注混凝土时上浮、移位。超声波检测管同时固定在钢筋笼四周内侧下放，为加快桩基检测，检测管加长至钻桩平台并固定。本工程由于采用剥肋滚轧直螺纹连接工艺，使得钢筋笼下放的速度比采用普通的焊接接头工艺明显加快，桩基的施工质量得到了有力保证。五、大孔径桩基的混凝土浇注工艺大孔径桩基的混凝土浇注工艺与普通钻孔桩的混凝土施工工艺区别如下：1、单桩的混凝土数量明显较大，为此我们主要从保证混凝土的供应方面做了大量工作，搅拌楼的混凝土供应能力和备用设备方面均采取了措施进行保证。2、由于孔桩的断面积较大，浇注过程混凝土顶面上升的速度较慢。因此，配合比设计时对混凝土的和易性和初凝时间进行了严格控制，施工过程加强控制，防止出现堵管现象。3、混凝土浇注过程注意连续施工，不得中断。并加强导管的埋置深度的控制，严防埋置深度太小产生断桩。施工监理质量控制一、主墩桩基施工监理工作程序。（见框图）监理部成立后，着手编制桩基工程质量监理实施细则，制定监理工作程序，并以文件形式下发，通知项目部监理部项目部审批质检单审批中间交工验收单监理办审批单桩质量验收填报质检单水下砼拌制浇灌钢筋笼制作安装清孔作业钻孔施工泥浆制作、准备机具设备到位、安装钻孔现场地整理承包人编制施工方案、计划、开工报告审批质检单审批中间交工验收单监理办审批单桩质量验收填报质检单水下砼拌制浇灌钢筋笼制作安装清孔作业钻孔施工泥浆制作、准备机具设备到位、安装钻孔现场地整理承包人编制施工方案、计划、开工报告监理现场检查记录监理现场检查记录监理旁站监理旁站合格二、桩基施工准备阶段的监理工作1、审查桩基施工进度计划、施工方案，包括工艺技术要求、质量保证体系、使用机械设备情况、安全措施和安全技术、劳动力组织、上岗技术证件。2、检查材料到场情况，包括水泥、粗细骨料、外加剂、粉煤灰、钢筋、声测管；检查材料试验情况；不符合要求的不得使用。3、检查混凝土的配合比试验是否完成，结果是否满足要求。混凝土配合比试验结果不符合要求的、未进行混凝土配合比试验的、混凝土配合比试验进行中未得到最后结果的，不得进行钻孔施工；混凝土的配合比中的坍落度、初凝及终凝时间设计要结合混凝土灌注量及搅拌运输能力，以保证混凝土具有良好的和易性。4、若采用商品混凝土，必须对混凝土供应商进行资质审查。本工程桩基混凝土施工过程未使用商品混凝土。5、对施工现场附近建立的控制点、临时水准点的坐标、高程进行复核，并注意在施工过程中加以保护。6、检查护壁泥浆的配合比试验及各项指标测试。本工程尽管采用清水钻进施工，但砂岩的地质在钻进施工过程产生的泥浆的各项指标监理依然进行测试，实际上泥浆的各项技术指标均满足规范规定。7、对验孔器进行标定检查。三、钻孔阶段的监理工作1、项目部必须对墩位、桩位的放样，护筒形式、强度、埋设位置、标高、垂直度、埋设深度等进行自检，合格后填报检验申请单，提交监理复核，签认后才可施工。2、钻孔过程中督促项目部做好详细的现场钻孔记录，记录表格的原始数据不得加工修改，并将复印件提交监理备查。3、钻孔过程中必须经常进行现场护壁泥浆测试，测试结果填写在专用的表格上，现场监理人员检查记录并随时抽查。本工程由于地质条件许可，可以采用清水钻进施工，这样可以省略了造浆池的设置，只需钻进过程比重偏大的浓浆用清水置换运走即可。4、桩底标高控制。支撑桩采用双控，即桩底标高的设计规定要求和嵌岩最小深度要求，监理将在进入岩层时测一次孔深，成孔时再测一次孔深，确保符合双控要求。同时对孔深检测。测深工作采用两个测深锤（前后左右）不同位置测探以防误测。5、在第一次、第二次清孔后对孔深、孔径、孔倾斜度、孔底沉渣厚度、泥浆指标等进行测量，项目部进行自检合格后报监理签证，认可后才能进行下道工序。四、钢筋笼制作、就位的监理工作1、对钢筋原材料试验及检测按规范要求执行，监理接到有关检测部门提供且能证明原材料为合格钢筋的试验后，经监理抽检满足要求。通过项目部报批，经监理审批后方能进场使用。2、不同厂家、等级、规格的钢筋要求分批验收、分批存放、挂牌区别。3、钢筋加工前进行外观检查，检查其是否存在锈蚀、油污现象。4、检查加工钢筋的等级、规格、尺寸等。5、钢筋的焊接，项目部必须以书面形式说明焊接方式、尺寸、采用焊接工艺、电焊条品牌、钢筋焊接试验报告。6、监理现场重点检查焊工上岗证、焊缝长度、焊缝情况、施工条件是否与施工工艺说明相一致。7、钢筋的安装检查：重要部位或安装完成后钢筋不宜裸露过久的部位。监理将进行全过程现场旁站检查，重点检查钢筋骨架位置、主筋的规格、尺寸、根数、间距、螺旋箍筋及横向撑筋间距、预埋件保护层厚度以及骨架相接同一截面的接头是否超过50%。8、项目部在自检的基础上，填写桩基钢筋工程检验报告单上报监理复核。监理人员复核后，符合要求的签字通知项目部进行下道工序；否则通知项目部进行整改，没有监理认可的不得进行下道工序。9、检查声测管安装的质量是否符合要求。10、对钢筋笼的起吊入孔将进行旁站监理，确保钢筋骨架沉放入桩孔后应摆放居中，并满足设计要求的钢筋保护层。五、混凝土浇注阶段的监理工作1、对混凝土搅拌楼的性能在灌注混凝土前进行一次全面的检查，确保混凝土施工过程不出现机械故障和供料中断。2、在浇注混凝土前对桩孔质量、沉渣厚度、泥浆指标、桩底标高、钢筋笼高程、就位状态、牢固程度等项目部自检确认合格后填报资料并由监理复检确认，方可灌注砼。3、浇注混凝土时第一斗混凝土要特别注意导管下口到孔底的距离。导管埋入混凝土的深度及导管内混凝土柱的高度等因素对首批砼量进行计算校核，确保能保证砼使导管埋深1m的要求，同时对第一斗混凝土的剪球工艺进行审定。4、水下混凝土施工过程现场监理要进行旁站，并作好灌注记录。5、混凝土浇注过程中随时测探孔内砼高度，以指导拆除导管的长度，保证导管下端埋置深度不得小于2m，且不大于6m，同时及时了解孔内是否有异常情况。6、每根桩的试件制作采取现场取样给予编号。每孔应留有足够的试验试块组数，满足试验规范要求和抽验需要。7、对于采用超声波检测的预埋的声测管顶口应密封良好，确保不漏水。8、混凝土浇注过程中及时督促项目部将孔内溢出的泥浆引流至适当地点运出场地，不得污染环境。9、浇注的桩顶砼标高应预加一定高度（按规范规定执行），并在桩头修凿时凿除含有泥浆的超高段混凝土。六、砼浇注后的监理工作1、督促项目部填报桩基工程质量报验表，提交监理签证。2、对混凝土试块进行强度试验，监理现场旁站见证；同时，监理按不少于20%的比例抽检试验。3、按照设计要求及规范规定进行成桩无破损质量检测，超声波检测时监理全过程旁站见证。4、会同业主单位、设计单位和项目部对有质量缺陷的桩采取补救措施。施工监理工作总结与体会1、本工程的桩基施工经业主单位、设计单位、监理部和项目部多次对施工工艺进