浅谈支盘后压浆灌注桩工程的监理

杜景全

支盘后压浆灌注桩集中了灌注桩、支盘桩和后注浆的优点,通过施工工艺的交叉渗透有效弥补了各自的不足之处,使桩身材料得到充分发挥。因此该工艺具有良好的经济效益及社会效益,既可节约工程投资,又可缩短工期、降低建筑物沉降量。近几年支盘后压浆灌注桩工艺在高层、超高层建筑桩基础中被推广应用。桩基工程施工质量对整个工程的质量控制至关重要,现场监理应针对该新工艺灌注桩工序较多、施工较复杂、质量控制点多的情况,把过程工程质量控制作为整个工作的重点,以保证建筑物的结构质量及安全。

1 施工前的质量控制要点

1)做好监理技术交底,组织现场监理人员熟悉施工图纸和设计说明,充分理解设计意图,并仔细分析工程的地质条件,结合现行质量验收规范,编制质量控制计划和支盘后压浆灌注桩施工监理的实施细则,向施工单位进行桩基工程监理技术交底。2)审查施工单位资质和桩基工程施工组织设计(施工方案)审查桩机施工单位质量保证体系是否完善、项目部人员配置是否到位。由专业监理工程师认真仔细的审查,其提交的施工组织设计(施工方案)在确认满足施工要求后由总监批准实施。3)核查施工机械设备的技术性能和质保资料。对桩机及其配套设备,应按技术说明书查验其相应的技术性能是否符合要求,同时查验桩机质量合格证;工程中使用的衡器、量具、计量装置、油压表等设备工具应有相应的技术合格证书,并在正式使用前进行校验。4)严格控制原材料质量。a.钢筋进场要求钢材的标牌、质保书、抄件必须一致。抄件中应注明本批钢材的炉号、钢号、规格、数量、钢材化学成分,且与质保书原件相符;抄件中应注明原件存放地点及原件编号,抄件人签名。钢筋应按批进行检查、验收,每批重量不大于60 t,且每批应由同一牌号、同一炉号、同一规格、同一交货状态的钢筋组成,并经现场监理工程师见证取样送检,进行钢筋力学性能及焊接试验,试验合格后方能使用。b.查验电焊条的出厂合格证,其牌号应与钢筋的性能相适应。c.后压浆用水泥品种、强度等级必须符合设计要求,并按规定批量经现场监理工程师见证取样复检。d.商品混凝土使用前应组织建设单位、施工单位对生产厂家进行考察,了解其生产原料产地、生产设备和试验设备配置及生产能力是否能满足工程需要,商品混凝土进场前要求生产厂家提供其级配单和合格证。

2 施工过程中的质量控制要点

2.1 测量定位测量放样

1)根据规划局红线验收及定位测量验收书,现场监理工程师对定位轴线、水准点、龙门桩、标高控制点会同施工单位进行复测,定位准确后方可签字认可。2)确认桩位定位基准点。复核施工单位提供的桩孔定位计算书,确认其计算准确后参与桩位放线,定出中心点,插入钢筋作出标记,并用石灰圈出桩径。3)开钻前,由施工单位提交开孔通知书,现场监理工程师对桩位进行最后一次复核,检查钻头和定位钢筋,确认无误后,在开孔通知书上签字认可。

2.2 钻孔灌注桩成孔阶段

1)护筒埋设应准确、稳固,埋入深度不小于1 m,回土分层夯实。护筒埋设完成后,现场监理工程师应复核护筒中心与桩位中心的偏差,误差必须控制在50 mm内。2)桩机就位后,现场监理工程师应检查桩机的基础垫木是否稳固,用水平尺检查是否水平,用线锤检查天车、钻头中心和桩位中心三点是否成一垂线,垂直度要求控制在1%以内。3)现场监理工程师应会同施工单位用水准仪测定地坪、护筒顶标高等原始标高,作为确定进尺的依据。4)钻进时,应根据地质勘探报告,结合实际操作经验,确定每一土层的成孔速度;施工单位桩机操作工应经常测定护壁泥浆的比重、粘度和含砂率,根据测定情况及时调整,以防孔壁坍塌,并及时做好记录。对于粉砂土、砂性粉土层应采用置换泥浆或用膨润土现场配制泥浆,使泥浆起到护壁作用,以防桩孔缩颈或坍塌。5)在钻进过程中,若出现斜孔、弯孔、缩颈、坍孔或沿护筒周围冒浆、地面沉陷以及遭遇地下障碍等情况,桩机操作工应立即停止钻孔,通知项目部施工负责人,同时向现场监理工程师报告,并制订切实可行的补救措施。经现场监理工程师认可并实施补救措施使问题得以解决后方可继续施工。6)在成孔达到设计深度后,施工方应通知现场监理人员复测孔深并记录,孔深要按原始参照物标高进行换算。

2.3 清孔阶段

1)第一次清孔。要求在成孔后,钻头停止钻进,用掏渣筒排渣,清孔后泥浆比重不宜大于1.2。2)第二次清孔。要求在支盘后再用掏渣筒排渣,直至孔深达到原成孔深度,同时清孔后泥浆比重不宜大于1.2。3)第三次清孔。应在安放钢筋笼和导管之后,临浇筑混凝土之前,现场监理工程师用测绳对孔底进行检测,如果沉渣厚度超过10 cm,再采用小掏渣筒掏渣,孔内必须保持水头,以防塌孔;要求在清孔完成后浇筑混凝土前,孔底0.5 m以内的泥浆相对密度小于1.2,含砂率不大于8%。测得孔底沉渣厚度满足设计要求后,0.5 h内必须开始灌注混凝土。

2.4 支盘施工

桩孔成型后调入挤扩支盘桩成型机,成型机支垫应稳固、就位应准确,偏差不得大于20 mm,在经现场监理人员复核符合要求后才可以开始支盘操作,挤扩支盘位置、间距、直径应符合设计要求,油压流量表读数要达到既定工艺参数要求,盘径允许偏差不大于D/15(D为支盘直径),盘间偏差不大于200 mm,起钻前要收拢刀翼,完全收拢后才能提升,现场监理要对支盘过程实施旁站监理,并做好每根桩的支盘监理记录。

2.5 钢筋笼制作与吊运安装

1)钢筋笼的几何尺寸要符合设计要求,现场监理工程师应按建筑地基基础工程施工质量验收规范验收,其允许误差:主筋间距为±10 mm,长度为±100 mm,箍筋间距为±20 m,直径为±10 mm;钢筋表面清洁,无颗粒状或片状锈斑;钢筋笼要求施工单位采用标准模具制作,保证主筋位置正确。2)分段制作的钢筋笼,主筋采用闪光对焊或孔口搭接焊,搭接焊长度不小于10d(d为主筋直径),并应互相错开35d,且在0.5 m区段范围内,同一截面接头数不得超过主筋总数的50%。焊接时应对称操作,上下段连接顺直,焊缝饱满,并将焊渣敲除,在保证质量的前提下,焊接时间应尽量缩短;加强筋要求整圆,与主筋之间采用点焊焊接,主筋与螺旋箍之间50%以上的点采用点焊焊接。3)钢筋笼主筋保护层厚度不小于50 mm,为确保钢筋笼的保护层厚度,要求施工单位在每5 m～6 m钢筋笼主筋上设置不少于4组环形砂浆垫块,距笼顶2 m另加设一道,以利于钢筋笼的垂直吊装。4)钢筋笼分段制作完成后,搬运及吊装时应采取措施,防止变形,安放要对准孔位,吊直扶稳,缓缓下沉,避免碰撞孔壁,严禁桩机操作工将钢筋笼强行压入。就位后立即用吊杆安置牢固,严防下落和灌注混凝土时上浮。笼顶标高允许偏差为100 mm。

2.6 注浆管安装

桩端注浆管通常采用2根壁厚为3.5 mm的DN50钢管,钢管接头采用丝扣连接,将2个桩端压浆器分别连接在桩端注浆管下,并对称绑扎在最下一节钢筋笼内侧,桩端压浆器超出钢筋笼150 mm～200 mm。桩侧注浆管壁厚为2.75 mm的DN15钢管,钢管接头也采用丝扣连接。在桩侧注浆管头部接上三通和短接头,与桩侧压浆器和环置PVC管连接器相连,并绑在钢筋笼相应位置内侧。在放置钢筋笼时要注意保护注浆管。桩端、桩侧压浆器用胶带密封,以防止桩身混凝土、水泥浆液堵塞注浆管。在下钢筋笼的同时,连接注浆管,边下边接,连接要密封。下钢筋笼结束后,应将注浆管孔口封住,妥善保护。现场监理人员应根据设计图纸要求,检查桩端及桩侧注浆管的设置及连接情况。

2.7 水下混凝土灌注

1)导管要求每节平直,定长偏差不超过管长的1%,内壁光滑平整、不变形,同时导管应具有良好的密封性,接头处采用密封圈垫予以密封。2)导管吊放入孔或提升时,应保持位置居中,防止跑管以免撞坏钢筋笼或挂住钢筋笼。正确计量导管长度及下放深度,导管底部至孔底距离宜控制在300 mm～500 mm,使用的隔水塞应有良好的隔水性能,能从管内顺利排出;隔水塞放入导管内的位置,一般在管内水面上约50 mm～100 mm,用铁绳悬挂牢固。3)在混凝土灌注导管安装就位,对其安装质量、导管长度、清孔质量等检查无误后方可进行混凝土灌注。混凝土的初灌量应保证导管底部能埋入混凝土面1 m以上,首批混凝土灌注完毕后,应立即检测孔内混凝土面标高,并计算导管底部埋入混凝土面深度;同时检查导管内是否有泥浆回流或漏入。如出现导管内大量进水、卡环或其他事故,应暂停灌注,待处理完毕,方可继续灌注混凝土。4)在灌注混凝土过程中,随孔内混凝土面的上升,应根据测定的混凝土面标高,及时提升和分段拆卸上端导管,导管下端在混凝土内埋深控制在2 m～3 m为宜。水下混凝土灌注必须连续施工,尽量缩短灌注时间,尤其是商品混凝土的供应要求及时,以防孔内顶层混凝土失去流动性而发生顶升困难造成质量事故。同时要求控制好最后一次灌注量,桩身混凝土超灌量必须满足设计要求,充盈系数不得小于1.10。5)混凝土浇筑完毕,最后拔出导管时,应进行多次上下提升导管,避免桩顶部位混凝土流动性变小造成桩身空洞,同时严禁快拔造成泥浆混入,影响成桩质量。灌注完毕,应及时拔出护筒,对空孔进行妥善处理和保护。6)每根桩至少做一组混凝土试块,试锚桩做两组试块;现场监理工程师应旁站见证试块制作,混凝土试块报告应归档备案。

2.8 桩底注浆

注浆系统由搅拌桶、过滤网、储浆桶、压浆泵、压力表、注浆胶管及单向阀等组成。压浆操作工序为:按设计水灰比拌制水泥浆液→水泥浆经过滤至储浆桶→注浆泵→浆管→活接头与桩身压浆管连接→打开排气阀并开泵放气→关闭排气阀→先试压清水→待注浆管道通畅后再压注水泥浆液。注浆施工时,按照整体先外后内,局部先上后下的原则,即先对外圈桩基进行压浆,然后由外向内压浆;对于单根桩注浆,先进行桩侧注浆,目的是防止下部浆液沿桩土界面上窜。

间隔2 h后,再进行桩底注浆。注浆过程要控制好注浆压力、注浆量及注浆速度。桩侧终止压力为1.0 MPa～1.5 MPa,桩端终止压力为1.5 MPa～2.0 MPa,水泥浆液水灰比为0.5～0.6,水泥浆液应进行多次过滤,防止压浆过程堵塞压浆管。现场监理工程师应在桩底注浆前检查注浆设备是否完好,注浆压力表是否满足设计要求,同时严格控制浆液水灰比;注浆时检查注浆压力是否满足设计要求,同时控制注浆过程的水泥用量,终止标准由注浆量、压力及地面是否返浆来综合控制,保证桩底注浆质量。对于注浆量等施工主要参数达不到设计要求相应值时,应根据工程具体情况采取相应措施。

3 结语

监理工程师质量控制是通过检查、试验、测量、旁站、验收等手段来实现的。施工过程是形成工程项目质量的重要环节,也是监理工程师控制质量的重点。桩基工程是第一个也是最基本的子分部工程,它的质量优劣决定了整个工程的质量等级高低,也是工程安全可靠的基本保证。因此,监理工程师应对支盘后压浆灌注桩新工艺的定位、孔深、孔径、清孔、沉渣厚度、支盘位置、直径、数量、钢筋笼规格、焊接质量、混凝土配比、混凝土充盈系数等进行严格把关,并做好详细的原始记录,认真做好数字分析处理,对不符合质量标准的,向施工单位发出监理通知,加以处理,以保证桩基工程的施工质量。