钻孔灌注桩施工管理和质量控制

钻孔灌注桩施工管理和质量控制[提要]本文从施工管理及质量控制的角度，较为详尽的阐述了钻孔灌注桩的施工技术、施工管理及质量控制要点，并对施工中可能出现的问题提出了个人意见。[关键词]钻孔灌注桩施工技术施工管理质量控制1．前言钻孔灌注桩具有承载力大、噪音低、对相邻建筑物影响小、施工安全性好等诸多优点，电力建设系统中得到了广泛的应用，如浙北某电厂的大桥、干煤棚、飞灰库等工程基础均采用了钻孔灌注桩。由于钻孔灌注桩的施工工艺较为复杂，水下混凝土施工要求严格，易出现孔底沉渣超厚、断桩、夹泥、缩颈、露筋、离析、浮浆夹层等缺陷。钻孔灌注桩施工大部分是在水下进行的，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，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，在施工中必须严格监管，否则易留下隐患。本文针对泥浆护壁钻孔灌注桩的施工管理进行粗浅的探讨。2．前期工作的监控工程管理工作，事前控制是最有效的控制手段。而前期工作的控制均为事前控制的措施。由于钻孔灌注桩施工的隐蔽性及工序的不可逆转性，前期工作的监控尤为重要。事前控制主要从以下几方面着手：2.1.对施工单位资质的审查资质审查是任何工程开工前必不可少的一项工作，对钻孔灌注桩施工队伍的资质审查应更加严格、仔细。首先，必须对承建单位的企业资质、等级及过去的施工业绩进行审查，看其是否能够胜任该工程的施工。其次，要对施工人员的素质及经验进行审查。工程质量的把关很大程度上是靠现场工人的双手来完成的，特别是钻孔灌注桩这种对施工工艺有严格要求的工种，工程管理人员必须了解他们以往的施工经验，检查特殊工种的上岗证书等。施工过程中，往往由于现场工人一个错误的操作，就造成整根桩报废的严重后果，因而除了要具有相关的工作职责及制度外，还应进行责任心的教育。同时，还要对施工机械的审查。施工单位使用的成孔机械必须与现场土质、桩径、桩深等要求相适应，应注意审查其设备档案，保证其性能良好，不合格的机械不准进入现场。如果机具破旧，施工中打打停停，势必严重影响质量。另外还应考虑供电情况，一般应有备用发电机。2.2.施工组织设计的审查前期工作除了人机进场、通水通电等基本条件外，更重要的是编制好施工组织设计，这也是工程管理人员----专业工程师应严格把好的一道关。施工组织设计应根据施工单位自身人员、设备等实际情况编写，要注意细化、量化和可操作性。审查时要认真关注其关键环节、关键部位的做法及质量控制措施，如：垂直度的控制、终孔岩质鉴别、清孔、水下混凝土浇灌等。此外，还必须审查其施工管理制度、岗位责任制度、质量检验制度、安全生产文明施工措施等。2.3.组织好施工图纸会审和施工技术交底施工图纸是工程施工和验收的主要依据。施工图纸会审主要目的是：为了使施工人员充分领会设计意图、熟悉设计内容、正确按图施工、确保工程质量、避免返工浪费。施工技术交底是为了使施工人员了解工程规模、清楚施工特点，明确施工任务、撑握施工方法、执行质量标准。因此，工程开工前专工必须组织好施工图纸会审和施工技术交底的工作。3．成孔过程中的质量控制成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。钻孔灌注桩成孔的工序是：定桩位—→护筒埋设—→钻机就位—→钻孔—→终孔—→第一次清孔—→下放钢筋笼—→接入导管—→第二次清孔—→灌注混凝土。每个环节环环相扣，相互影响，不容忽视。因此，在成孔的施工中应着重做好以下几项工作：3.1.对操作人员的监控钻孔灌注桩施工受人为因素影响很大，要随时检查现场人员特别是质检人员的在岗情况及有无作钻进记录，及时做好各道工序的检测和验收工作。3.2.桩定位、护筒埋设和钻机就位桩位放样其偏差不得超过《建筑桩基技术规范》JGJ94-94要求。护筒埋设应准确、稳定，护筒与坑壁之间用粘土填实。护筒的埋设深度：粘性土中不宜小于1m，砂土中不宜少于1.5m。护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50㎜。3.3.隔孔施工法钻孔混凝土灌注桩和打入桩不同，打入桩是将周围土体挤开，桩身具有很高的强度，土体对桩产生被动土压力。钻孔混凝土灌注桩则是先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向桩身土体对桩产生动压力，尤其是在成桩初始，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，因此，在群桩施工时，桩位间距相隔较近，为避免影响刚施工好的邻桩，因此，采用“隔孔施工法”是对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。3.4.桩身垂直度的控制为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固，经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施。在钻进过程中应作必要的检测，严格控制垂直度偏差在1％以内。3.5.孔内水位及泥浆性能的控制为了防止坍孔，孔内水位必须高出地下水位1m以上。若受江河水位影响的工程，更应严格控制护筒内外的水位差。施工中应经常测定泥浆比重，在一般情况下，泥浆护壁和排渣时的泥浆比重应为：粘土和亚粘土成孔时，泥浆比重1.1～1.2g/cm3；砂土和较厚的夹砂土中成孔时，泥浆比重1.1～1.3g/cm3；在穿过砂夹卵石或易坍孔的土层中成孔，泥浆比重1.3～1.5g/cm3为宜。定期测定泥浆的粘度、含砂率和胶体率。控制范围如下：粘度18～22秒，含砂率不大于4～8％，胶体率不小于90％。如果经验丰富的话，可随时凭手感估测出浆液性能。3.6.桩顶标高和成孔深度的控制在施工中，施工场地的标高会发生一些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核钻机的底梁高程和桩具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲，如发现钻杆弯曲，应根据不同土层情况和地质资料随时调整钻机转速和进尺速度，这样不但能准确地控制成孔深度，同时还能防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象发生。作好钻进记录，描绘出钻进成孔时间曲线。当钻杆的长度反映出成孔深度已达到设计要求，提出钻具用测绳复核成孔深度。测绳遇水后最大收缩率达1．2％右左，为提高测绳的测量精度，最好在使用前预湿，重新标定后使用。3.7.清孔和导管的吊放在专工和工程监理确认灌注桩成孔已经达到了设计桩底标高时，方可进行清孔。第一次清孔应充分利用钻杆在原位进行，直到孔口返浆比重持续小于1.10～1.20g/cm3，测得孔底沉渣厚度小于100mm时，立即抓紧吊放钢筋笼和吊放导管。孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部，最终不能被混凝土冲击反起而成为永久性沉渣，从而影响桩基工程的质量。因此，在混凝土灌注前必须利用导管进行第二次清孔，并及时做好检测及记录。当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，立即进行水下混凝土的灌注。导管使用前应试拼装、试水压，试水压力0.6～1.0Mpa。沉放导管时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。混凝土导管的吊放时尽量注意别碰撞或钩挂钢筋笼。3.8.钢筋笼的制作和吊放钢筋笼制作前首先要复检钢材质量是否符合规范要求，经检验合格后方可按设计加工钢筋笼。钢筋笼制作应严格按照设计要求，制作允许偏差为：主筋间距±10㎜；箍筋间距或螺旋筋间距±20㎜；钢筋笼直径±10㎜；钢筋笼长度±50㎜。分段制作的钢筋笼，其接头宜采用焊接，焊接操作应严格遵守《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-92要求。在钢筋笼吊放过程中，逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。钢筋笼吊放前观察钢筋保护块的（或钢筋保护圈）布置是否均匀，间距是否符合要求，确保钢筋笼保护层的偏差小于±20㎜。由于钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底梁上的，钢筋笼吊放验收时特别注意钢筋笼吊环长度，能否使钢筋笼准确地吊放在设计标高。注意钢筋笼能否顺利下沉，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能强行加压下放，应停止吊放并寻找原因。4．成桩过程质量控制钢筋笼吊放和二次清孔完毕后，立即稳蔽验收，浇注水下混凝土。4.1.混凝土原材料质量控制混凝土原材料质量必须符合《混凝土质量控制标准》GB50164-92要求，对进场的原材料进行抽检和复检，不合格的原材料，一律不得用于混凝土灌注桩工程。4.2.水下混凝土的性能要求a)、水下混凝土的水泥用量不少于360kg/m3；b)、水下混凝土的含砂率40％～50％（中砂），最大粗骨料粒径小于40㎜；c)、水下混凝土必须有良好的和易性，坍落度在180㎜～220㎜之间。4.3.开始浇灌混凝土时，为使隔水栓能顺利排出，导管底部至孔底的间距300～500㎜为宜。4.4.开始浇灌混凝土时必须有足够的混凝土储备量，保证导管一次埋入混凝土深度0.8m以上。4.5.导管在混凝土中埋深宜2～6m，严禁将导管提出混凝土面。派专人负责测量导管埋深与混凝土面的高差，并填写好水下混凝土浇注记录。4.6.水下混凝土浇注时，勤观察孔内泛浆情况是否正常，细听混凝土倒入导管内的声音是否有水声，慎防导管进水，导至断桩。4.7.控制最后一次混凝土浇注高度，确保凿出的桩顶混凝土强度达到设计要求。4.8.记录混凝土投入量，计算混凝土充盈系数。当混凝土充盈系数小于1.0时，应查找原因、会同有关方研究处理措施。5．后语总之，钻孔灌注桩的质量