建筑工程中钻孔灌注桩施工监理要点研究

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年第7期   作者:万欣
[导读] 当前,钻孔灌注桩在建筑工程中的应用频率不断增加,
        万欣
        上海宏波工程咨询管理有限公司 上海  201707
        摘要:当前,钻孔灌注桩在建筑工程中的应用频率不断增加,但由于钻孔灌注桩施工复杂性强,受外界因素影响较大,所以在实际作业中需要开展施工监理工作,以及时发现和解决存在的问题,提高钻孔灌注桩施工质量。本文就对建筑工程中钻孔灌注桩施工监理要点加以探讨,以保障整体工程的建设质量。
        关键词:钻孔灌注桩;建筑工程;施工监理;

        建筑行业作为我国经济发展的支柱型产业,近年来在施工技术法方面取得了明显的进步,钻孔灌注桩就是在该背景下产生的新型技术,并具备适应性强、承载能力高、施工简单、成本适中等特征。将其应用到建筑工程中,可优化建筑抗震性能,保障建筑工程的安全性和稳定性。而钻孔灌注桩施工监理工作的开展则是为全面发挥技术作用,相关人员应加以重视,合理规划监理工作内容,明确监理要点,进而优化建筑工程的质量。
1建筑工程钻孔灌注桩施工中监理工作的重要性分析

图1钻孔灌注桩施工
        在钻孔灌注桩施工过程中落实监理工作是十分重要的。在施工阶段,监理人员除要对施工技术方案与施工质量进行监督管理外,还要对施工行为负有监督与管理的责任。例如:1)对施工单位提交的施工组织设计方案进行严格审查,把好监管第一关,确保施工组织与施工方案的合理性;2)审查施工队伍与施工资质,对施工队伍的施工技术水平有所了解,特殊工种应有上岗证;3)配合完成图纸会审工作,确保设计存疑问题一一落实,以此为后续施工工作的顺利落实打好基础;4)监理人员应在施工过程进行严格监管,并组织、协调做好检验验收工作。综上可以看出,监理人员在施工过程中肩负着质量进度监管与现场协调等多种工作任务,对于钻孔灌注桩施工的保质保量完工具有重要作用(如图1),监理人员要充分认识到自身的责任与义务,做好施工监理工作,以保证施工工作的顺利落实。
2在施工准备阶段落实监理工作
        施工准备阶段是所有施工工作的基础环节,施工方案、现场准备等工作都是在此阶段完成的。为此,施工准备工作在施工全过程是非常重要的,监理人员应做好施工准备阶段的相关检查工作,在施工前期把好关,为后续施工工作的顺利进行打好基础,具体监理工作内容如下:
2.1资质审查
        监理人员要严格审查施工单位资质,对施工作业人员的技术水平、经验进行检查,以保证施工队伍有能力完成施工作业任务;对施工机械情况进行检查,保证施工机械符合施工作业要求,且设备性能良好,进而为施工任务的顺利实施提供机械保障。
2.2施工组织设计的审查
        严格审查施工单位提交的施工组织设计方案,检查是否与设计及规范要求相符,是否符合现场的实际情况,关注细节的量化与方案的可操作性,对于关键的施工环节及部位进行严格审查,以保证施工方案的有效性。同时,对施工管理制度、责任制度等进行审查,以强化施工管理体系的详细性与全面性。
2.3检查场地平整情况
        在施工机械进入施工现场前,检查施工场地的压实平整情况,针对回填土场地加以重点检查,避免后期施工阶段因沉降问题而造成桩机倾斜。
2.4严控测量放线
        测量放线工作是施工的基础环节也是关键环节,在施工准备阶段,监理人员与施工单位要一起复测坐标与水准点,借助一放两复方式严控桩位位置,保证桩位的偏差在规范允许的范围内。
3施工过程质量监理
        钻孔灌注桩施工复杂性,且受地形环境因素影响,成桩质量受到了较大威胁,会产生病害问题。所以在钻孔灌注桩施工中,就需开展施工质量监理工作,对存在的问题给出专业的解决措施,注重施工过程的科学监督和管控,以此优化钻孔灌注桩施工质量,促进工程作业的顺利落实。在钻孔灌注桩施工中,需注意的内容有:
3.1平台搭设
        施工现场的施工平台搭设面积应根据施工方法与使用机械大小确定,如果钻孔灌注桩的施工场地位于浅水区,施工方法可以选择筑岛法,搭设的平台高度可以在500mm-1000mm范围。如果施工场地位于深水区,可选平台类型很多。例如,固定式的双壁钢围堰或钢管桩等施工平台、浮式平台等,无论选择哪种类型的平台,都应保证平台的稳固性,并可以承受施工过程中产生的荷载。
3.2控制泥浆
        钻孔灌注施工中,泥浆的主要作用为稳定与保护孔壁、保证钻进过程中产生的钻渣处于悬浮并顺利排出[1]。泥浆的作用大小由其技术指标决定的,为保证泥浆发挥其作用,应控制其参数,在参数测量时,应做到如下几点:
        (1)测量泥浆相对密度,通常选择密度计对泥浆进行测量。如果现场条件有限,可以选择量杯测量法,即对空杯质量、装满水后杯水质量预先测量,之后测量装满泥浆的杯浆质量,之后计算其相对密度。(2)测量泥浆的粘度,选用漏斗粘度计测量,首选使用两段开口的量杯量取体积为200ml及500ml的泥浆,使用过滤网滤去大颗粒物质,在700ml容积的漏斗内灌入滤后泥浆,待其自然流入容积500ml的量杯内部,并做好流入所需时间记录,获取粘度信息。(3)测量失水率,在水平玻璃杯上放置滤纸,滤纸上预先画好直径30mm的圆,取2ml泥浆均匀摊铺于圆内,以计算其失水率。
3.3护筒埋设
        护筒内径一般较桩径大200-400毫米,用以保护桩径。在护筒埋设过程中,护筒中心线应与桩中心线重合,保证其垂直度,控制倾斜角度,尽可能将偏差控制在1%左右。对于护筒的埋设定位,需要结合现场环境科学选择作业方式,保障埋设后护筒的施工质量。通常情况下,干燥环境下可直接选择现场实测定位方式;湿润环境下,可采用导向架定位处理;对于筑岛或旱地等区域,可以使用挖坑埋设方法,底部和四周直接利用回填夯实方式加以处理;而对于水域区域内护筒施工,可通过平面控制、竖向倾斜及连接把控的方式来优化施工质量,降低渗漏带来的不良影响,实现护筒施工目标[2]。
        护筒埋设位置,如果是陆地要高出地面0.3米左右;如果是水域,要高出水面1-2米左右;如果筒内是承压水,则要求护筒表面在承压水水位的2米以上距离。护筒埋设深度在2-4米之间,具体参数数值可结合现场实际情况予以最终确定。
3.4钻孔的科学管控
        在钻孔作业开展前,先要确定桩机位置,开展相应的检查工作,确保施工区域的稳固性、安全性。在检查作业中所需设备以水平尺、线锤和水平仪为主。水平尺主要检查转盘水平性、桩基垫木的稳固性;线锤检测的是天车、转盘以及桩位中心线是否在同一位置,如果存在偏差应快速调整,并将其控制在1%以内;水平仪检查的是地坪、转盘的标高位置,通过与原始标高的对比分析,为后续钻孔工作的开展提供科学依据与考量。开孔初期孔深在3-4m范围内要求进尺缓慢,且挤实孔壁,防止孔内泥浆冲淘护筒底脚引起坍塌。钻进过程中需及时清理出浆道,便于掏出的钻渣和灌注水下混凝土过程中流出的泥浆顺利排放;在钻进过程中,监理人员要开展施工作业的监督和把控,准确掌握进尺情况及岩层变化特征,科学调控泥浆密度,同时调整钻头尺寸和钻进方位,注重孔径合理性与垂直性。控规长度控制在孔径尺寸的2-4倍左右[3]。

图2反循环钻孔
        在施工过程中,如果遇到黏土层,需要对钻头直径实施科学处理,要求直径尺寸在桩径设计尺寸之上;砂土中钻进作业的开展需要对泥浆和钻头冲程加以科学把控,以保证孔壁处理的密实度和牢固性。钻进过程中,观察水位变化特征,要求水位线控制在1.5m左右,防止钻进过程中孔壁坍塌和静水压力不足产生危险事故。钻孔灌注桩施工中,如果选用全护筒钻进方式,要确保护筒的垂直性,且在施工过程中对护筒位置实行观测检查,确保其水平和竖直效果,减少偏差的产生。正反循环钻孔均应采用减压钻进的方式,钻机的主吊钩始终承受部分钻具重力(如图2),孔底承受的钻压不得超过钻具重力之和的80%;钻进过程中应保证孔内有规定的水位和要求的泥浆相对密度与黏度,无论因何种因素停钻,都必须将钻头提出孔外。
3.5清孔
        孔底沉渣含量会直接影响桩的承载能力,因此在实际作业中,监理人员需做好孔底清理工作的监督和检查,将其中含有的性能差、含泥量多的泥浆置换出来,减少孔底沉淀厚度,增大桩承载力。在实际作业中,清孔工作需要对置换泥浆质量加以把控,合理控制清孔时间,以免间隔太久导致沉淀量的增加,带来不良影响。在清孔过程中,钢筋笼吊装前需要开展孔内泥浆性能的检查工作,确定孔底厚度在规定标准范围内,若超过规定,则需进行二次清孔。二次清孔宜采用泵吸反循环清孔。若采用正循环清孔,可将岩渣和泥团排出,并加大泥浆比重和黏度。
3.6混凝土灌注
        工程监理人员需要加强混凝土灌注的全过程监督和管控。在利用刚性导管开展灌注作业时,首先检查所需材料设备的质量及拌合物的性能,检测混凝土坍落度与和易性,确定无离析或沁水情况。灌注作业开展前,检查导管的密封性以及承压性,获取准确的试验结果,避免实际作业中问题的产生;在混凝土灌注作业中,对混凝土灌注量加以科学计算和把控,使其符合桩径尺寸要求,提高桩体质量。在连续灌注过程中,监督导管的拆卸是否根据混凝土面上升高度和灌注曲线的结果进行,灌注过程中要求混凝土埋深为1.5-2m范围内,同时钢筋笼不得出现上浮或下沉现象;当混凝土灌注接近桩顶时严格控制灌注量,避免灌注量过大,产生浪费现象[4]。桩顶超高一般控制在0.8-1.2m范围内。
4案例
4.1工程实例
        以某河段新增防洪治理工程为例。为增强该河段的防洪抗汛能力,在原有水利基建工程基础上,新增防洪水利工程。该工程中堤坝以及水工建构筑物的等级限定为2级。在正式施工前,施工方指定专业人员深入现场进行地理环境勘察与地震波监测。综合考量施工现场概况,将增强工程防震防洪能力作为工程设计重点,提出切实可行的预防处理措施,并决定在施工中采用钻孔灌注桩施工技术。
4.2 钻孔灌注桩施工要点与监理要点
4.2.1 钻孔清孔
        钻孔与清孔是钻孔灌注桩施工技术应用过程中的两个关键环节,是现场施工监理的主要控制点。该工程采用泥浆循环系统进行清孔。施工人员稍微提升钻头高度,使钻头空转测试不会发生意外刮碰。空转测试无误后展开循环式清孔施工。当混合泥浆各项关键指标参数达到标准要求后,停止转锥作业,完成清孔施工。钢筋笼安装结束后,对孔底沉淀层深度展开全面且细致的检查,直至各项施工标准达到要求后,继续下一阶段的施工。
4.2.2钢筋笼、导管施工
    1)为保证施工的持续性、安全性和稳定性,要在现场加工制作钢筋笼。严格参照设计骨架外径尺寸对样板进行制作,根据样板成品的尺寸规格与结构特点开展后续加工制作和现场施工。参照主筋长度,对箍筋圈的配置位置进行标号,确保箍筋圈配置位置准确无误。扶正捆筋后,采用焊接方式实施连接处理,形成完整的高强度的骨架结构。2)在设计条件允许的情况下,对长度较大的钢筋笼予以分段制作。在现场制作过程中,确保钢筋笼上部与下部连接的平直性。采取顺时针与逆时针反复旋转的方式,将钢筋笼下放到指定标高位置,在孔位处实施焊接处理,避免钢筋笼连接不稳固。3)按照每间隔3米的标准设置1个十字支撑骨架,起到固定与防御作用,避免钢筋笼出现不规则形变问题。4)实时标记每一节骨架,如骨架的钢筋产地、骨架的钢筋型号和骨架的检验状态等,以便后续检查。5)通过设置扁担梁的方式,为钢筋骨架起吊作业提供便利条件。在吊放第一节骨架时,拆除起到临时固定作用的十字支撑结构,使用由型钢构成的箍筋骨架,进一步提升骨架的结构强度。在吊放第二节骨架时,参照第一节骨架的标高位置,确认吊放位置准确无误后实施焊接处理,增设螺旋筋后置入骨架。在向钻孔内下放骨架时,相关人员必须严格控制下放速度,实时灵活调整下放深度。此外,在骨架上安装加强箍筋,有效控制骨架不规则形变问题,确保骨架安装位置精确无误。将钢筋骨架安置到指定地点后,对骨架顶端实施加固处理,以免在灌注混凝土时出现钢筋笼上浮或侧向位移的问题,影响整体施工效果。
4.2.3 混凝土水下灌注
        在灌注混凝土前,深入灌注施工现场对现场环境以及一系列机械设备展开全面检查,并对孔底沉积厚度加以测量。若孔底沉积厚度与设计要求存在较大差异,需采用高压手段对厚度加以调整,直至达到设计要求。如果采用导管完成注浆,必须将导管与孔底之间的间隔距离控制在0.4米左右,在钻架上固定支撑点,使用起重机对导管进行提升起吊。在浇筑水下部位的混凝土时,必须做好孔口返水预防控制工作,且密切观察管内混凝土的升降情况,一方面保证灌注作业的连续性,另一方面避免混合浆液从漏斗顶部渗出。对孔内混凝土的高度变化情况实行检测,如实记录检测数据,为后续施工作业提供可靠的参考依据。当混凝土浇筑施工结束后,管内混凝土柱的高度逐渐降低,管内压力也不断下降,外部混凝土密实度有所提升。此时,施工人员应缓慢提升漏斗高度,在保证混凝土顶升质量的基础上,确保后续施工的有序开展。在拔出最后1节导管时,严格控制拔管速度,以免拔管速度过快导致泥渣过量沉积。桩顶部位的灌注高度需超过设计标高至少1米,以期提高桩顶部的混凝土灌注质量。
5结束语
        总之,钻孔灌注桩施工具有一定的隐蔽性,且工序复杂,施工中很容易发生危险事故。为此,监理部门就应加大监督管控力度,加强重点事项把控,科学管控钻孔,注重混凝土灌注和清孔工作,以此提高钻孔灌注桩施工质量,降低作业危险系数,提升工程的建设价值。
参考文献:
[1]凌俊,吕国平.公路桥梁钻孔灌注桩施工监理措施分析[J].工程技术研究,2019,v.4;No.54(22)
[2]章伟.钻孔灌注桩技术在建筑工程施工中的应用策略探究[J].房地产世界.2021(02)
[3]芮德仁.建筑工程中钻孔灌注桩施工监理要点探析[J].电子乐园,2019(10):0123-0123.
[4]章成.浅谈建筑工程中钻孔灌注桩施工监理[J].名城绘,2019(1):0173-0173.
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